颜料混合物的制作方法

专利名称：颜料混合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及含有至少两种组分的颜料混合物，组分A是涂有一种或多种金属、金属氧化物和/或金属硫化物的Al2O3薄片料和组分B是一种或多种功能颜料如导电颜料，磁性颜料，IR-反射颜料或激光标记颜料，和涉及它们在清漆、涂料、印刷油墨、塑料和粉末涂料中的用途。
在各种领域中，目前广泛使用导电颜料，用它例如有可能生产出电子设备的抗静电涂料，抗静电地板覆盖物，防爆领域中抗静电涂饰剂，或塑料的涂层的导电性底涂层。磁性颜料例如能够用于磁性涂料和IR-反射颜料能够用于农用膜。其它功能的颜料也是有意义的。功能颜料是指除颜色以外的其它物理性能具有最高优选价值的所有颜料。例子是导电，磁性，IR-反射，或激光标记性的颜料。
为了生产深色的导电颜料，目前使用炭黑，石墨和镍涂敷过的石墨，和为了生产亮丽色彩的颜料，目前使用金属小片料和混合氧化物，如锑掺杂氧化锡。这些混合氧化物能够是它们被沉积在载体如云母、二氧化硅、玻璃或硫酸钡上的形式。
然而，由于它们在可见光范围内有高的吸光性，炭黑和石墨不能用于透明的，浅色的或着色的涂层。另一个问题是在IR范围内的强吸收，这导致有涂层的制品在曝晒于阳光后常常发热。
金属小片料所具有的缺点是它们容易遭受腐蚀和不透明。
目前以云母作为载体材料的小片料形式或以一种在三个空间方向上尺寸大致相同的形式(如没有载体的锑掺杂氧化锡)使用的无机氧化物或混合氧化物因为它们的几何形式而要求较高的使用浓度，为的是显示出明显的效果。
在颜料上涂敷附加的层意味着在生产成本上花费太大和使产品更加昂贵。还有，颜料具有不能满足高要求的导电值。
为了改进聚合物体系如塑料、涂料或印刷油墨的导电性，从DE-A 4212 950中已知可使用由组分A(它由一种或多种导电性小片形颜料组成)和组分B(它包括一种或多种导电性的、非小片状颜料)组成的颜料。
现已惊奇地发现，包括带涂层的Al2O3薄片料与导电性颜料的颜料混合物具有与导电颜料类似的导电性兼有非常吸引人的色彩深度和闪光效果。Al2O3薄片颜料与其它功能颜料如磁性或IR-反射颜料的混合物同样导致色彩和功能效果的非常有效的结合。
本发明提供由至少两种组分组成的颜料混合物，组分A是涂有一种或多种金属、金属氧化物和/或金属硫化物的Al2O3薄片料和组分B是一种或多种功能颜料如导电颜料，磁性颜料，IR-反射颜料或激光标记颜料，和涉及它们在清漆、涂料、印刷油墨、塑料和粉末涂料中的用途。
本发明同样提供了配制料，如涂料，清漆，粉末涂料，印刷油墨，塑料和农用膜，它们包括本发明的颜料混合物。
带涂层的Al2O3薄片料能够与功能颜料按任何比例进行混合。组分A与组分B的比率优选是1∶10-10∶1，尤其1∶2-2∶1。
薄片形式的带涂层的氧化铝例如可从Merck KGaA以商品名Xirallic购得。粒径大于10μm和纵横比(粒径/厚度)为5-10的六角形薄片形式的α-Al2O3可从JP111239/1982(公开特许)获知。
日本专利公告No.72527/1991公开了平均粒径为0.5-3μm的薄片状的α-Al2O3。
JP39362/1992(公开特许)公开了六方晶系的扁平颗粒形式的Al2O3，垂直于C轴的平面生长成平板。
优选的Al2O3薄片是由氧化铝(作为主要组分)和氧化钛(作为次要组分)组成的薄片，可从US5 702 519中已知。这些Al2O3薄片是在含有碱金属盐如碱金属硫酸盐和磷酸或磷酸盐的水溶液存在下用碱金属碳酸盐水溶液水解，蒸发干燥(加热脱水)和熔融盐处理，而从水溶性铝盐和钛盐的均匀水溶液制备的。
在Al2O3薄片上提供一层或多层金属氧化物层。合适的金属氧化物或金属氧化物混合物的例子是二氧化钛，氧化锆，氧化锌，铁氧化物(Fe2O3和/或Fe3O4)和/或氧化铬，尤其TiO2和/或Fe2O3，如US5 702 519中所述。Al2O3薄片用一种或多种金属氧化物的涂敷能够按照任何已知的方式来完成，如通过加热或利用碱使金属盐水解，沉积水合的金属氧化物，随后煅烧。
Al2O3薄片也能够涂有一层或多层的例如从铬，镍，银，铋，铜，锡，或哈斯特洛伊镍基耐蚀耐热合金中选择的金属或金属合金。
涂有金属硫化物的Al2O3薄片是用例如钨、钼、铈、镧或稀土元素的硫化物涂敷的。
Al2O3薄片能够由CVD或PVD方法或通过湿法化学涂敷来进行涂敷。
组分B的效果可使用导电性颜料的实例来说明。对于组分B的导电性颜料被理解为熟练技术人员已知的并包括涂有导电层的小片形、针形或纤维形载体材料如云母、玻璃薄片、二氧化硅薄片、陶瓷小片、玻璃纤维、氧化铝纤维或二氧化钛纤维的所有颜料还有可能使用无载体的导电性颜料。
原则上也合适的是碳纤维，虽然在这种情况下不需要附加的导电涂层，因为纤维早已具有足够的导电性。针形、纤维状颗粒是指长度/直径之比高于5的那些。合适的小片形颜料例如可从EP0 373 575中获知。
本发明另外提供用本发明的颜料混合物着色的涂料、印刷油墨、塑料或粉末涂料。颜料混合物的比例是1-80重量％，优选高于2重量％，基于使用它的体系的全部固体含量。
作为在载体上的导电层，特别合适的是铝掺杂的氧化锌和锑、卤素和/或磷掺杂的氧化锡或二氧化钛。
根据EP-A 0 139 557中描述的方法按普通方法涂敷导电层。在该方法中，有可能使用所有常规的导电性金属氧化物和/或金属氧化物混合物。这类材料的选择在EP-A 0 139 557的5页5-19行中给出。然而，优选涂敷锑掺杂的氧化锡的导电层，其涂敷量是25-100重量％，尤其50-75重量％，基于小片形基材。
对于使用铝掺杂的氧化锌层的情况，导电层的比例优选是相当于载体材料的40-200重量％，其中100-200重量％的比例是优选使用的。
如果导电层由被至少一种卤化物(优选氟化物)掺杂的氧化锡(IV)或二氧化钛组成，则导电层的比例是20-200重量％，优选60-150重量％，基于载体材料。这一类型的颜料例如可从DE-A 42 43 163中已知。对于包括磷掺杂氧化锡的导电层，导电层的比例是基于基材的25-100重量％，尤其50-75重量％。这一类型的颜料例如可从DE-A 44 35 301中获知。更多的量(虽然可能)不能导致导电率的任何进一步的提高，和颜料变得越来越灰暗。
对于导电性颜料含有锑掺杂的二氧化锡层的情况，锡/锑比率优选是2∶1至20∶1，尤其5∶1-10∶1。如果锑的含量太低，则不可能获得高的导电率，而更高的锑含量使颜料变得更灰暗。属于本发明颜料混合物的组分B的导电性、小片形的颜料能够以商标Minatec(MerckKGaA，Darmstadt)和ZelecECP(Dupont)购得。以商标MinatecCM31销售的产品是由涂有锑掺杂二氧化锡的云母薄片组成。以MinatecCM30商标销售的导电性颜料是由二氧化钛涂敷的云母组成并具有锑掺杂二氧化锡层的导电层。
Al2O3薄片颜料与导电性、小片形和/或针形颗粒的结合导致获得一种导电性产品，它的电性能类似于导电性颜料单独的那些性能，在使用该颜料的体系中优点变得特别明显，尤其它们被引入到塑料中时。本发明的颜料混合物在塑料中所要求的使用浓度(颜料体积浓度)与普通导电性颜料类似。这一优点归因于非常有趣的色彩效果，该效果能够同时通过使用导电性颜料与Al2O3颜料的混合物来达到。纤维状导电性颜料的使用常常也导致塑料的机械性能的更加稳定。
可比的理想性能能够由Al2O3薄片颜料的有趣色彩与功能颜料如磁性或IR-反射颜料的物理性能的结合来实现。
本发明的颜料混合物是简单和容易处理的。通过简单地搅拌就可将本发明的颜料混合物引入到使用其的体系中。颜料的费力研磨和分散是没有必要的。
本发明的颜料混合物能够用于着色涂料，印刷油墨，塑料，农用膜，用于涂敷种子，用于食品的调色。颜料混合物在使用它来着色的体系中的浓度一般是在0.01-50重量％，优选在0.1-10重量％之间，基于体系的总固体含量。该浓度一般取决于具体的应用。
包括金属氧化物涂敷过的Al2O3薄片料与用量为0.1-50重量％，尤其0.5-7重量％的导电性颜料的混合物的塑料常常突出表现在特殊的闪光效果。
而且包括0.1-10重量％的本发明颜料混合物的塑料非常适合于激光标记。标记操作例如用CO2或Nd-YAG激光进行，得到边缘分明的耐磨性标记。
在涂料领域中，颜料混合物的用量是5-35重量％。带涂层的Al2O3薄片料与组分B混合的比例取决于所需效果。Al2O3薄片料优选与组分B按比例1∶5，尤其1∶3使用。在涂料中，本发明的颜料混合物具有以下优点所希望的随角异色效应是通过单层涂层获得的。这一随角异色效应是极其突出的。与包括基于云母而不是基于带涂层的Al2O3薄片的干涉颜料的涂料相比，有本发明的颜料混合物的涂料显示出显著色深度效果和闪光效果。
在粘结剂体系的着色，例如用于涂料和凹版印刷、胶印或丝网印刷的印刷油墨的着色中，由带涂层的Al2O3薄片料与购自Minatec(Merck KGaA，Darmstadt)组成的颜料混合物被证明是特别合适的。颜料混合物以2-35重量％，优选5-25重量％，尤其8-20重量％的量被引入到印刷油墨中。组分A与组分B的混合比优选是在1∶5-5∶1范围内。包括本发明的颜料混合物的印刷油墨显示出较纯的色调且由于有良好的粘度值而具有改进的印刷性能。
本发明因此提供含有本发明的颜料混合物的配制料。
下面的实施例是为了说明本发明，然而决不限定本发明的范围。
实施例实施例1凹版印刷油墨由以下组分组成
70g 硝基纤维素-基粘结剂，购自GeBruder Schmidt，95MB011，固体含量为大约20％15g Minatec31 CM(导电性颜料，购自Merck KGaA，Darmstadt，FRG)15g 粒度为5-60μm的TiO2涂敷过的Al2O3薄片料30g 1-乙氧基-2-丙醇实施例2塑料1kg聚乙烯(PE-HD)颗粒料在转鼓式混合机中用2g粘合剂均匀地润湿。然后，添加10g粒度为5-60μm的TiO2涂敷过的Al2O3薄片料和2g粒度＜15μm的IriodinLS825(导电性颜料，购自Merck KGaA，Darmstadt，FRG)，各种组分被混合2分钟。
这些颗粒料在常规的条件下在注塑机中加工，得到尺寸为4×3×0.5cm的多个小片料。多个小片料突出表现于光泽度和激光标记性能。
实施例3涂料30g 粒度为5-60μm的TiO2涂敷过的Al2O3薄片料(Merck KGaA)10g Minatec40 CM(导电性颜料，购自Darmstadt，FRG)42g 涂料基料(AU-MF体系，固体＝19％)18g 稀释剂混合物该涂料的特征在于抗静电性和从淡紫色至灰绿色的随角异色效应。
权利要求
1.含有至少两种组分的颜料混合物，组分A是涂有一种或多种金属、金属氧化物和/或金属硫化物的Al2O3薄片料和组分B是一种或多种功能颜料。
2.根据权利要求1的颜料混合物，其特征在于组分A包括TiO2和/或Fe2O3涂敷过的Al2O3薄片料。
3.根据权利要求1或2的颜料混合物，其特征在于组分B包括导电性颜料，磁性颜料，IR-反射颜料和/或激光标记性颜料。
4.根据权利要求1-3中一项的颜料混合物，其特征在于组分B包括涂有一种或多种金属氧化物并具有作为导电层的锑、卤素和/或磷掺杂的二氧化锡层的SiO2薄片料或云母小片料。
5.根据权利要求1-4中一项的颜料混合物，其特征在于组分A和组分B按照10∶1至1∶10的比例进行混合。
6.根据权利要求1的颜料混合物的用途，用于涂料，清漆，印刷油墨，塑料，用于着色种子和用于激光标记。
7.含有根据权利要求1的颜料混合物的配制剂。
全文摘要
本发明涉及含有至少两种组分的颜料混合物,组分A是涂有一种或多种金属、金属氧化物和/或金属硫化物的Al
文档编号B41M5/382GK1257896SQ99126449
公开日2000年6月28日 申请日期1999年12月21日 优先权日1998年12月23日
发明者G·普法夫, S·施奥恩, 清水海万 申请人:默克专利股份有限公司