通过金属离子活化来提高疏水性的方法

专利名称：通过金属离子活化来提高疏水性的方法
技术领域：
本发明是涉及提高基质疏水性的方法和用这类方法处理的基质。本发明的一个方面是涉及将表面活性剂结合到基质表面上的方法和含有结合在其上面的表面活性剂的基质。本发明的另一个方面是涉及制备聚合物组合物的方法及用这类方法制得的聚合物组合物，该聚合物组合物中分散有经表面处理的颗粒性质改良剂。本发明的另一个方面是涉及表面经过处理的颜料物质和处理颜料表面的方法。本发明的另一个方面涉及从含水介质中分离颗粒物质的方法。本发明的另一个方面涉及改变多孔材料孔隙度的方法。本发明的另一个方面涉及在聚合物组合物中分散颗粒增强物质的方法。本发明的还有一个方面涉及在沥青中分散骨料(aggregate)的方法。
颗粒性质改良剂(例如填料，遮光剂，颜料，增强物质，阻燃物质等)被普遍地用了聚合物组合物中。在颗粒性质改良剂掺入聚合组合物之前，可以对颗粒性质改良剂进行表面处理以提高该性质改良剂的疏水性。通常，通过提高性质改良剂的疏水性能改善该物质在聚合组合物中的分散性并且能增强性质改良剂和聚合物基质之间的结合强度。其结果为，(a)颗粒性质改良剂能更为容易地掺入到聚合物组合中，(b)在聚合物组合物中可以掺入更多量的颗粒性质改良剂，和/或(c)提高了所得聚合物产品的整体强度。
用于提高颗粒性质改良剂疏水性的一种常用方法是用烷氧基硅或钛偶合剂与颗粒性质改良剂的表面进行反应。烷氧基硅或钛已成功地被用于多种类型颗粒物质的处理。但是，烷氧基硅或钛价格昂贵，因此通常只将其用于特殊的应用中。
用于提高颗粒颜料物质疏水性的另一种常用方法为首先使水合金属氧化物(例如，铝、锌、钛、锆或镁的水合氧化物)沉淀在颗粒颜料物质的表面上。然后使表面活性剂(例如，饱和的或不饱和的长链脂肪酸或酸式盐，长链醇，多元醇，二甲基聚硅氧烷，或聚乙基氢化硅氧烷)吸附在水合金属氧化物上，由此使颗粒物质的疏水性得到了实质性的提高。但不幸的是这种处理方法中的水合金属氧化物的沉淀步骤通常为一非常冗长的过程。
M.C.Fuerstenau和B.R.Palmer在他们的题为“浮选(Flotation)的书中(American Institute of Mining，Metallurgical and Petroleum，Engineers，Inc.，N.Y.1976，PP.148-196)讨论了矿物氧化物和矿物硅酸盐的阴离子浮选。其中公开的用作矿物氧化物和矿物硅酸盐浮选的阴离子浮选促集剂(collector)包括羧酸盐(脂肪酸)，磺酸盐、烷基硫酸盐，和某些螯合剂。浮选促集剂的吸附可以通过静电引力将浮选促集剂吸附到矿物表面，或通过浮选促集剂的缔合来进行，或者通过浮选促集剂与含有金属离子的矿物表面的相互作用来进行。含有金属离子的矿物表面包括专用吸附的离子。专用吸附的离子其实例包括处于能使金属离子水解生成氢氧根配合物的pH范围内的多价金属离子。Fuerstenau和Palmer还指出，根据实验数据和结果证明，在化学吸附体系中浮选促集剂的吸附可以包括(1)矿物的少量溶解，然后是包含在溶解的矿物质中的金属离子的水解，(2)通过氢键键合或生成水使所得的金属离子-氢氧根配合物吸附在矿物表面上，和(3)浮选促集剂吸附在所得的金属离子部位上。Fuerstenau和Palmer还进一步提出，对于石英来说，浮物只是在金属离子加入到处于一定pH范围内的系统中后才能获得，在上述所说的pH范围内金属离子水解为它们的第一氢氧根配合物。
日本专利2-279791公开了一种润滑剂复合材料，其内分散有经表面处理的丝云母物质。该润滑剂复合材料由包含下列步骤的方法制得(a)将超细微粒的丝云母悬浮在水中，然后将悬浮液的pH调至7至12之间;(b)向悬浮液中加入碱土金属盐并由此使碱土金属离子吸附在丝云母的表面上;(c)用阴离子表面活性剂处理以上所得的悬浮液以使丝云母的表面上生成由阴离子表面活性剂组成的吸附薄膜;(d)干燥丝云母;和(e)使干燥的丝云母产物与非离子表面活性剂和载油(carrier oil)混合。
本发明提供了一种廉价、快速和有效的提高各种基质材料疏水性的方法。在本发明的方法中通过使用金属离子活化方法使表面活性剂牢固地与基质材料的表面相结合。
本发明的方法通常可用于任何需要制备疏水性基质的情况。在本发明的一个实施方案中，其提供了经表面处理的颗粒性质改良剂，这些改良剂(a)可高度分散在聚合物组合物中和(b)可制得具有较高的整体强度的聚合物组合物。在另一个实施方案中，本发明的方法被用于非颗粒基质表面的预处理以使油漆，缓蚀剂和其它聚合物涂料能更牢固地与这些基质相结合。在另一个实施方案中，本发明的方法被用于通过提高这些颗粒物质的疏水性而使其易于从含水介质中分离出去。在另一个实施方案中，本发明的方法被用来改变多孔固体材料的孔隙度和提高这些材料的外表面和孔表面的疏水性。在另一个实施方案中，本发明的方法被用于骨料的表面处理以使骨料更易于分散在沥青中。
本发明的一个方面提供了制备聚合物组合物的方法。该方法包括将处理后的颗粒性质改良剂分散在聚合材料中的步骤。处理后的颗粒性质改良剂是用包括下列步骤的方法制备的(a)金属离子活化颗粒性质改良剂的表面以便在该表面上产生反应活性的金属部位，和(b)将表面活性剂化学结合到该表面上的反应活性的金属部位处。
本发明另外还提供了处理颜料物质的方法，该方法包括下列步骤(a)金属离子活化颜料物质的表面以便在该表面上产生反应活性的金属部位和(b)将表面活性剂化学结合到该表面上的反应活性的金属部位处。在本发明的这一实施方案中使用的颜料物质优选的是二氧化钛颜料物质。
本发明还提供了从含水介质分离出颗粒物质的方法。该方法包括下列步骤(a)金属离子活化颗粒物质的表面以便在该表面上产生反应活性的金属部位;(b)将表面活性剂加入到含水介质中;(c)使表面活性剂与该表面上的反应活性的金属部位化学结合;和(d)使颗粒物质絮凝。
本发明还提供了改变非颗粒多孔材料孔隙度的方法。该方法包括下列步骤(a)金属离子活化多孔材料的至少一个表面以便在该表面上产生反应活性的金属部位和(b)将表面活性剂化学结合到该表面上的反应活性的金属部位处。
本发明另外还提供了将骨料分散在沥青中的方法。该方法包括下列步骤(a)金属离子活化骨料的表面以便在该表面上产生反应活性的金属部位;(b)将表面活性剂化学结合到该表面上的反应活性的金属部位处;和(c)将骨料与沥青相混合。
对于本发明的其它目的，其它的技术特征和优点，本领域内的普通技术人员将会容易地通过参考附图和阅读下面的优选实施方案的说明而看出。


图1是镁离子水解的半对数浓度图。图1中的总的镁浓度是1.0×10-4摩尔。
图2是铝离子水解的半对数浓度图。图2中的总的铝浓度为1.0×10-4摩尔。
在本发明的每个实施方案中，为了提供基质材料的疏水性，对基质材料的表面进行处理或用已经过表面处理的材料。基质表面优选地是用包括下列步骤的方法来处理(a)金属离子活化基质表面以使该表面上产生反应活性的金属部位和(b)将表面活性剂化学结合到该基质表面的反应活性的金属部位处。为了进一步提高基质材料的疏水性，本发明的方法可以包含将不带电荷的烃吸附在表面活性剂的疏水部分上这一选择性步骤。
本发明中使用的基质材料的表面只能由能提供吸附活化金属离子的部位的材料所组成。因此基质表面可以由任何当其暴露于水中时能够吸附氢离子或氢氧根离子的材料所组成。用于本发明的优选的基质材料的实例包括氧化物、硅酸盐、硫化物，硫酸盐和碳酸盐。由于金属表面通常包含有一层薄的氧化物层，因此金属表面也特别适用于本发明。
用于本发明的具体的优选基质的实例包括颜料物质如二氧化钛、氧化铁、钛酸镍、氧化锑、铬酸铅、氧化锌、硫化镉;用于聚合物组合物的颗粒性质改良剂(例如玻璃纤维、陶瓷微粒、胶体材料、阻燃剂如铝三水合物和氢氧地镁、碳酸钙和氧化锌);吸附剂(如沸石);岩石骨料;非颗粒金属材料;和多孔固体材料如陶瓷薄膜。
本发明的方法特别适用于二氧化钛颜料的表面处理。基本上任何类型的二氧化钛颜料都可以用作本发明方法中的基质材料。适用于本发明方法的二氧化钛颜料物质的实例包括塑料级二氧化钛颜料;油基油漆级的二氧化钛颜料;粒度小于约0.15微米的超细二氧化钛;涂覆有水合金属氧化物的二氧化钛颜料。
在本发明中，基质表面的金属离子活化是通过该表面暴露于含有水解的金属离子的含水介质中完成的。本文和权利要求书中使用的术语“金属离子”是指选自下列的离子金属离子，氧化金属阳离子、氢氧根-金属阳离子，和水合金属阳离子。用于本发明方法的金属离子活化步骤的金属离子优选的为二价、三价或四价的金属离子;二价、三价或四价的氧化金属阳离子;二价、三价或四价的氢氧根-金属阳离子;二价、三价或四价水合金属阳离子;或这些金属离子的混合物。
适用于本发明方法的金属离子的实例包括碱土金属离子Mg+2、Ca+2、Sr+2和Ba+2和其混合物。适用于本发明方法的其它金属离子的优选实例包括Zn+2，Cd+2，Pb+2，Al+3，ZrO+2，Fe+2，Fe+3，Mn+2，Cu+2，Ni+2，Co+2，Cr+3，VO+2，Ce+3，Ce+4和其混合物。当本发明的方法用于无色或白色颜料或遮光剂的表面处理时，无色含水金属离子如Mg+2，Ca+2，Sr+2，Ba+2，Cd+2，Pb+2，Al+3和Zr+2是优选使用的。
根据本发明方法的金属离子活化步骤，将含有所需金属离子(例如Mg+2离子)的化合物溶解在含水介质中。在化合物溶解在含水介质之后，金属离子立刻水解生成了氢氧根-金属配合物。例如，加入到含水介质中的Mg+2离子是按如下的反应式水解(1)Mg+2+OH-→MgOH+氢氧根-镁配合物然后将氢氧根-金属配合物吸附在基质表面的适当位置上(例如在含氧化铝的二氧化钛颜料表面上的水合氧化铝或水合二氧化钛位置上，或在涂覆水合氧化铝的二氧化钛颜料表面的水合氧化铝位置上)，用如下反应式所示的方法使得基质表面上产生能使表面活性剂与其化学结合的反应活性的金属部位。
(2)-AlOH+MgOH+→-AlOMg++H2O反应活性的金属部位在本发明方法的金属离子活化步骤中和同时优选在本发明方法的表面活性剂化学结合的步骤中，将含水介质的pH维持在约±4的范围内是优选的，在该pH范围内可溶性水解的金属离子在含水介质中的浓度为最大。在金属离子活化步骤和同时优选在表面活性剂化学结合的步骤中更优选的是将含水介质的pH维持在约±2的范围内，在该pH范围内水解的金属离子的浓度为最大，含水介质的pH同对应低于金属离子开始实质性沉淀的pH值。在金属离子活化步骤中和同时优选在表面活性剂化合的步骤中含水介质的pH值最优选的是维持在能使水解的金属离子在含水介质中的浓度达到最大又不会产生大量金属离子沉淀的值。
正如本技术领域内的普通技术人员所知道的那样，使水解金属离子的浓度达到最大的含水介质pH通常可以用半对数浓度图来确定。图1给出了镁离子的含水介质浓度图。图1是在推测含水介质中的总的镁离子浓度为1.0×10-4摩尔而得到的。如图1所示，在pH为约0.4的条件下，可溶性水解Mg离子(即MgOH+)在含水介质中的浓度达到最大。图1还表明了为了避免固体物质Mg(OH)2的沉淀。含水介质的pH应维持在约10.5以下。
图2给出了铝的含水介质浓度图。图2是在推测含水介质中总的铝浓度为1.0×10-4摩尔而得到的。如图2所示，在pH为约4.8的条件下，可溶性水解铝离子在含水介质中的浓度达到最大。图2中还表明了，为了避免固体物质Al(OH)3的沉淀，含水介质的pH必须维持在约5.2或低于约5.2。
当铝离子用于本发明方法的金属离子活化步骤时，含水介质的pH为(a)优选的维持在约3.8至约5.2之间，和(b)最优选的维持在约4.8。
本发明的方法中用于调节和控制含水介质pH的优选的酸是无机酸和无机酸的混合物。在本发明的方法中用作pH控制剂的优选酸的具体实例包括氢卤酸如盐酸，次氯酸、氯酸、和高氯酸;硫酸;亚硫酸;和硝酸。本发明的方法中用作pH控制剂的最优选的酸是硫酸和盐酸。
本发明的方法中用于调节和控制含水介质pH的优选碱的实例为氢氧化物，碳酸盐、氧化物，和胺。本发明的方法中用作pH控制剂的优选碱的具体实例包括钠、钾、锂、钙、镁、钡或锶的氢氧化物;氢氧化铵;碳酸铵;钠、钾、锂、钙、镁、钡或锶的碳酸盐;钠、钾、锂、钙、镁、钡或锶的氧化物;和活化金属离子本身的氢氧化物，碳酸盐或氧化物。
在本发明方法的一个实施方案中，将外加金属离子源加入到含水介质中以提供金属离子活化所必需的可水解金属离子。适用于本发明方法的外加金属离子源的实例包括金属氯化物;金属硫酸盐;金属氯化物或金属硫酸盐的水合物;和其他化合物如氢氧化物，氧化物或碳酸盐，所有上述这些化合物溶解在酸或碱中以获得可水解的金属离子。加入到含水介质中的金属离子源的量优选的为足以能提供约0.01至约100单分子层吸附金属离子覆盖在基质表面上的量。最优选的是加入到含水介质中的金属离子源的量为能足以提供给0.1至约5单分子层吸附金属离子覆盖在基质表面上的量。
在本发明方法的另一个实施方案中，至少有部分用于金属离子活化过程的金属离子是由基质本身提供的。在这个实施方案中，基质(例如含有水合氧化铝的二氧化钛颜料)含有当其暴露于含水介质中时会产生可水解金属离子(如Al+3离子)的物质(如水合氧化铝)。更具体地说，当基质置于或暴露于含水介质中时能从基质表面溶解出可水解的金属离子。金属离子一经在含水介质中溶解即刻发生水解，然后再吸附到基质表面上的水合部位(如水合的氧化铝和二氧化钛部位)。
在本发明方法的另一个实施方案中，至少有部分用于金属离子活化过程的金属离子由基质表面上的涂层提供。例如，涂有氧化铝涂层的二氧化钛颜料置于或暴露于含水介质时，从氧化铝涂层中溶解出了一些Al+3离子。Al+3离子在含水介质中溶解后，立即发生水解，然后再吸附在氧化铝涂层上的水合氧化铝部位。
在本发明方法的金属离子活化步骤中，优选的是将含水介质和基质材料的温度维持在能使金属离子在基质表面上的吸附达到最大的温度。因此，在大多数情况下，在金属离子的活化步骤中优选的是将含水介质和基质材料的温度控制在约5℃至约100℃的范围内。通常，在金属离子的活化步骤中最优选的是将含水介质和基质材料的温度控制在约20℃至约70℃的范围内。
如上所述，可以通过将基质(或至少是基质的表面)置于含水介质中使本发明方法中使用的基质表面暴露于含水介质。例如，当基质是用于聚合物组合物中的二氧化钛颜料或其它类型的颗粒性质改良剂时，可以通过将基质材料与含水介质混合以形成浆液来使基质材料暴露于含水介质中。
如果使用外加金属离子源的话，可以在基质材料加入之前，同时或之后将金属离子源加入到含水介质中。本发明方法中使用的表面活性剂优选的是在金属离子源加入的同时或之后加入到含水介质中。最优选的是在基质材料和金属离子源加入之后将表面活性剂加入到含水介质中。为了促进水解金属离子在基质表面上的吸附，优选在金属离子活化步骤中搅拌或搅动基质浆液。正如以上所讨论的为了将pH控制在所需的范围内，优选的是在整个金属离子活化步骤中根据需要加入酸性和/或碱性pH控制剂。
根据本发明的方法，非颗粒基质材料(如金属体)可以通过将含水介质喷洒在基质表面的方法暴露于具有适当pH值的含水介质中。如果需要或必要，该含水介质可以是具有金属离子源溶解在其中的含水介质。在非颗粒基质暴露于含水介质之后，可用适用的表面活性剂溶液喷洒基质。也可以根据本发明的方法用下述方法来处理非颗粒基质，即使基质在含有金属离子的合适含水介质中进行简单的浸渍，然后再使基质在合适的表面活性剂溶液中进行浸渍或者在金属离子吸附到金属表面之后将表面活性剂加入到含有金属离子的溶液中。
根据本发明的方法，在处理非颗粒金属材料的表面之前，最好先清洗表面以除去油、脂和其它杂质。金属表面可以用任何清洗金属表面常用的技术来清洗。适用于金属表面清洗的技术的实例包括洗涤剂洗涤，溶剂洗涤，蒸汽脱脂，声波脱脂等。
在某些情况下，在基质材料的表面保持足够的水量以提供适合于金属离子活化和表面活性剂结合的含水介质。正如本领域普通技术人员所了解的，氧化物，硅酸盐和其它基质材料是通过氢键键合来吸附水的。可以简单地通过基质与水接触或通过使基质暴露于湿空气中使这类基质表面上吸附水。
如果在基质材料表面上保持足够量的水以提供适用于本发明的含水介质，本发明方法的金属离子活化步骤和表面活性剂结合步骤可以简单地通过金属离子源和表面活性剂与基质材料的混合来进行。例如，就用于分散在沥青材料中的岩石骨料来说，本发明方法的金属离子活化和表面活性剂结合步骤可以通过在胶泥混合器中于喷洒合适的表面活性剂的同时使骨料和金属离子源发生翻滚而进行。当金属离子源和表面活性剂与骨料完全混合后，使骨料和沥青相混合。
在本发明方法的表面活性剂结合的步骤中，将表面活性剂加入到含水介质中，然后将其吸附在基质表面上由金属离子活化过程提供的反应活性的金属部位处。如上所述，表面活性剂可以在金属离子源(如果使用外加金属离子源的话)加入的同时或之后加入到含水介质中。可是，表面活性剂优选的是在下列三种情况下加入到含水介质中(a)在基质材料加入之后，(b)在任何外加金属离子源加入之后，和(c)在金属离子活化过程基本完成之后。
加入到含水介质中的表面活性剂的量优选的为足以能在整个基质表面上提供约0.01单分子层至约100单分子层表面活性剂的量。加入到含水介质中的表面活性剂的量最优选的为足以能在整个基质表面上提供约0.1单分子层至约5单分子层表面活性剂的量。
在本发明方法的表面活性剂结合的步骤中，含水介质的温度和pH优选地被控制在与上述讨论的本发明方法金属离子活化步骤中使用的温度和pH相同的优选范围内。另外，为了使表面活性剂结合容易进行，如果可能的话，在表面活性剂结合步骤中，最好搅拌或搅动含水介质和基质材料。
用于本发明方法的优选的表面活性剂的实例包括具有约4至30个碳原子的直链或支链羧酸和该酸的盐;具有约4至30个碳原子的直链和支链烷基磺酸和该酸的盐;具有约4至30个碳原子的直链烷基链的直链烷基苯磺酸盐;磺基琥珀酸盐;磷酸盐;膦酸盐;磷脂;和其混合物。用于本发明方法的最优选的表面活性剂的具体实例包括硬脂酸钠;十八烷酸;十六烷基磺酸盐;月桂基硫酸盐;油酸钠;和其混合物。
在本发明的方法中使用的表面活性剂与在金属离子活化步骤中吸附在基质表面上的金属离子结合生成了稳定的化合物。其结果是表面活性剂牢固地键合到了基质表面上。例如对于羧酸表面活性剂和具有在上述反应(2)中生成的那类反应活性的金属部位的基质表面来说，羧酸表面活性剂将按照下列反应式牢固地键合到基质表面上
其中R表示长链疏水性的烃基。
为了进一步提高由本发明方法处理的基质材料的疏水性，本发明的方法还可以包括在表面活性剂的疏水部分上吸附不带电的长链(即具有约4至约30个碳原子的直链或支链的烃链)烃这一选择性附加步骤。用于本发明的优选的不带电长链烃的实例包括长链醇和长链的链烷化合物。
在不带电烃吸附步骤中使用的不带电长链烃优选的是在表面活性剂结合到基质表面之后加入到含水介质中。在不带电烃的吸附步骤中，含水介质的pH和温度优选地被控制在与上述讨论的本发明方法的金属离子活化和表面活性剂结合步骤中使用的温度和pH相同的优选范围内。另外，为了使不带电烃易于在含水介质中快速分散和在表面活性剂的疏水部分上的快速吸附，如果可能的话，在不带电烃吸附步骤中，优选的应搅拌或搅动基质材料和含水介质。
当按照本发明的方法使用上述基质浆液技术对加入聚合物组合物中的二氧化钛颜料物质或一些其它的颗粒性质改良剂进处理时，可以通过过滤从含水介质中回收处理后的基质材料。在过滤之后，处理后的基质材料可以用任何常用于干燥颗粒材料的方法(如在干燥箱中加热)进行干燥。另外，处理后的填料也可以同时从含水介质的浆液中回收并用一般的喷雾干燥技术进行干燥。当使用常用的喷雾干燥技术时，基质浆液被喷入在火焰喷雾干燥器中产生的加热气体中。在喷雾干燥器中，浆液中的水被蒸发并使基质产物得到了干燥，由此形成的干燥物流随着干燥器的气流一起流出干燥器。干燥的基质可以使用例如旋风分离器或袋滤器从气流中回收。
在脱水和干燥后，必要时可以对处理后的颗粒材料进行碾磨以磨碎在处理和回收过程中生成的附聚物。
如上所述，根据本发明制得的处理后的颗粒性质改良剂可以分散在聚合材料中以获得改性的聚合物组合物。由于(1)在表面活性剂和颗粒材料表面形成了牢固的结合，(2)在聚合材料和表面活性剂的疏水部分之间存在相当强的范德华力，故本发明方法制得的处理后的颗粒材料能更容易地分散在聚合材料中。另外，由于(1)颗粒性质改良剂通常要比其所要掺入的塑料具有更高的弹性模量和更高的屈服强度，和(2)本发明提高了塑料基质和颗粒材料之间的结合强度，因此，本发明提高了聚合物复合产物的整体强度。
用于本发明中制备聚合复合材料的优选聚合材料的实例包括聚苯乙烯;聚乙烯;聚氯乙烯;聚丙烯;丙烯腈丁二烯-苯乙烯;聚苯硫;聚苯氧;尼龙;聚对苯二甲酸乙酯;环氧化物;烷基脲甲醛;和其混合物。
根据本发明制得的处理后的颗粒性质改良剂可以用任何本领域内常用于将颗粒材料掺入聚合物组合物的技术分散到聚合材料中。例如，本发明方法制得的处理后的颗粒材料可以用Bandbury混合器，两辊磨，高剪切混合器或GEL-O-MAT

混合器来使其分散到上面所描述的这类聚合材料中。
如上所述，本发明还提供了从含水介质中分离颗粒材料的方法。本发明的这一实施方案包括下列步骤(a)在颗粒材料的表面上进行金属离子活化以使在颗粒材料的表面上产生反应活性的金属部位;(b)向含水介质中加入表面活性剂;(c)使表面活性剂化学结合到颗粒材料表面上的反应活性的金属部位处;和(d)使颗粒材料絮凝。本发明方法的该实施方案的金属离子活化步骤可以用与上述讨论的颗粒性质改良剂的金属离子活化相同的方法进行。在颗粒材料按照步骤(d)絮凝后，颗粒材料可以通过例如沉降、沉积、过滤、泡沫浮选，或这些方法之结合从含水介质中分离出来。
正如本领域内的普通技术人员所能明显看出的，刚才讨论的本发明方法的该实施方案具有实质性的环境保护用途。对于现有技术中的颗粒材料来说，由于小的粒度和表面带电，使得颗粒材料往往很难从废水流和其它含水介质中分离出来。但是，当用本发明的方法对其进行处理后，这些颗粒材料发生了絮凝，因此能更容易地从含水介质中分离出来。
如上所述，本发明还提供了改变多孔材料孔隙度的方法(例如陶瓷薄膜或沸石材料)。在本发明的该实施方案中，通常用与本发明的方法中用于其它非颗粒基质表面处理相同的金属离子活化和表面活性剂结合的方法对多孔材料进行表面处理。除了改良基质材料的孔径之外，本发明方法的该实施方案还可用于提高多孔材料的孔表面和外表面的疏水性。
为进一步说明本发明现给出如下的实施例。
实施例1在室温(22℃)下将0.05摩尔的氯化镁六水合物加入到1升水中。用普通的氢氧化铵将所得溶液的pH调节至10.24。然后向氯化镁溶液中加入200克由Kerr-McGee公司出品的CR-834塑料级颜料。CR-834是用水合氧化铝涂覆的二氧化钛颜料。CR-834颜料的比表面积为约9.5米2/克，其中氧化铝的含量为约1.5%(重量)。
在CR-834颜料加完后，将所得的浆液搅拌约10分钟。然后，用普通的氢氧化铵将浆料的pH调节至约10.24。接着将浆液再搅拌10分钟以使从氯化镁六水合物获得的氢氧根-镁配合物吸附到颜料表面上。在氢氧根-镁配合物的吸附过程结束时，含水浆液介质中的镁含量为0.23摩尔。因此，在氢氧根-镁配合物的吸附过程中原存在于含水浆液介质中的镁有约55%(重量)的量已吸附到了颜料表面上。
在氢氧根-镁配合物的吸附过程之后，向颜料浆液中加入0.05摩尔的硬脂酸钠。由硬脂酸钠提供的硬脂酸根离子被吸附到颜料物质上。为了协助硬脂酸根的吸附，在硬脂酸钠加入之后浆液搅拌10分钟。
在硬脂酸根吸附过程结束时，通过过滤从颜料浆液中回收处理后的颜料物质。从处理后的颜料物质中析出的滤液的pH为9.91。通过过滤回收得到的处理后的颜料物质在100℃下在烘箱中干燥3小时。接着使处理后的颜料通过325目的筛以减小处理过程中生成的附聚物的尺寸。最终得到的处理后的颜料产物的重量为204.8克。
实施例2重复实施例1的方法，只是其中使用的是0.01摩尔氯化镁六水合物和0.01摩尔的硬脂酸钠。在氢氧根-镁配合物的吸附过程结束时，含水介质中的镁含量仅为6.7×10-5摩尔。因此，在氢氧根-镁配合物的吸附过程结束时，最初加入到含水介质中的镁有约99.3%(重量)的量吸附到了颜料表面上。
在硬脂酸根的吸附过程结束时，用稀硫酸将颜料浆料的pH重新调节至约10.26。然后通过过滤从浆液中分离出处理后的颜料产物并在100℃下在烘箱中干燥15小时。在干燥后，使处理后的颜料产物通过325目的筛以减小在处理过程中生成的附聚物的尺寸。最终颜料产物的重量为192.4克。
实施例3按照本发明对200克CR-834颜料再一次进行处理。但是，在该处理过程中，含有水合氧化铝涂层的CR-834颜料用作金属离子活化步骤的金属离子源。
首先，用稀硫酸将1升水的pH调节至5.0。然后向水中加入CR-834颜料。在室温下将所得的浆液搅拌10分钟。然后再用稀硫酸将浆液的pH重新调节至5.0。在该过程结束时，含水浆液介质具有的铝浓度小于7.5×10-6摩尔，这表明由氧化铝涂层产生的氢氧根-铝配合物牢固地吸附在颜料物质表面上了。
在将颜料浆液的pH重新调节至5.0之后，向浆液中加入0.01摩尔的硬脂酸钠。然后将浆液搅拌10分钟。并用稀硫酸再一次将浆液的pH调节至5.0。
通过过滤从浆液中回收由此而生成的处理后的颜料物质并接着在100℃下在烘箱中干燥15小时。然后使干燥的材料通过325目的筛以减小在处理过程中生成的附聚物的尺寸。干燥的颜料产物的最终重量为195.5克。
在实施例1、2和3中制得的每种处理后的颜料的分散性是高负荷聚苯乙烯分散能力试验(a high-load polystyrene disper sibility test)评估的。在该试验中，颜料物质在BRABENDER混合器中与聚苯乙烯相混合。最初，随着颜料物质在BRABENDER混合器与聚苯乙烯的混合，对于混合所需的转矩会随着塑料的熔融并然后浸湿颜料物质的进行而上升。但是，在将颜料掺入聚苯乙烯之后，混合所需的转矩就会下降并达到稳态值。对于所给的颜料物质来说，达到的稳态转矩值越低，颜料就越容易分散在聚苯乙烯介质中。
除了实施例1、2和3制得的处理后的颜料物质之外，Kerr-McGee公司制造的CR-836塑料级颜料物质和其它常用的塑料级颜料物质也能用相同的高负荷聚苯乙烯分散能力试验来评估。
高负荷聚苯乙烯分散能力试验的结果列于表1中。如表1所示，实施例1、2和3中制得的处理后的颜料物质的分散特性明显优于CR-836的分散特性和其它试验的商购塑料级颜料的分散特性。实施例1中制得的处理后的颜料物质显示出特别理想的分散特性。另外，实施例1、2和3处理后的颜料物质提供的填充聚苯乙烯组合物明显地要比试验的其它未处理的商购塑料级颜料物质更容易从高负荷聚苯乙烯分散能力试验中使用的实验设备中清除。因此除了提高分散性之外，本发明的表面处理方法明显地对于按照本发明方法处理的颜料物质的其它所需的特性也有影响。
表1对于实施例1、2和3的处理后的颜料进行高负荷聚苯乙烯分散能力试验的结果样品名称 稳态转矩(M.G) 最终的混合温度(℃)实施例1 1,325 172实施例2 1,484 176实施例3 1,519 177塑料级颜料 1,581 176CR-836 1,556 174实施例4如表2所示，按照本发明的方法制得9种其它的表面处理的颜料产物(即，颜料产物4-1至4-9)。在每次实验中，处理的颜料物质是二氧化钛-氧化铝颜料。二氧化钛-氧化铝颜料是一种在颜料晶格中存在有少量氧化铝以减小光活性的二氧化钛颜料。产物4-1，4-2和4-3是由未涂覆的二氧化钛-氧化铝颜料物质制备。产物4-4、4-5和4-6是用商购二氧化钛-氧化铝颜料物质制备的，该二氧化钛-氧化铝颜料物质含有用水合氧化铝涂层覆盖的水合二氧化硅涂层。产物4-7，4-8和4-9是用仅含有水合氧化铝涂层的商购二氧化钛-氧化铝颜料制备的。表2中还显示了在金属离子活化步骤中用Al+3制备的产物4-1，4-4和4-7，在金属离子活化步骤中用Mg+2离子制备的产物4-2，4-5和4-8，在金属离子活化步骤中用Zn+2离子制备的产物4-3、4-6和4-9。另外，用于制备产物4-1、4-6和4-8的表面活性剂是硬脂酸钠，用于制备产物4-2、4-4和4-9的表面活性剂是月桂基硫酸钠，用于制备产物4-3、4-5和4-7的表面活性剂是十六烷基磺酸钠。
在每个采用Mg+2或Zn+2离子的金属离子活化步骤的实验中，在室温下将金属离子盐(即，在使用Mg+2离子的情况下为氯化镁，在使用Zn+2离子的情况下为氯化锌)加入到由分散在300克水中的100克颜料物质所组成的浆液中。然后将浆液的pH调节至能使具有一个氢氧根的活化氢氧根-金属配合物的浓度达到最大的值。在使用Mg+2离子的情况下，将浆液的pH调节至10.2。在使用Zn+2离子的情况下，将浆液的pH调节至7.0。在每一种情况中根据需要可以使用5.0摩尔的氢氧化钠或1.0摩尔的硫酸来调节浆液的pH。在调节pH之后，向浆液中加入0.005摩尔的表面活性剂(即硬脂酸钠，月桂基硫酸钠，或十六烷基磺酸钠)。接着将浆液搅拌10分钟。然后再将pH调节至上述最佳值。将浆液再搅拌30分钟之后对其进行过滤。过滤所得的产物在110℃下在烘箱中干燥12小时，然后将其进行精微粉碎。
在使用Al+3离子的情况下，Al+3是由颜料本身提供的。更具体地说，在使用Al+3离子的情况下，在室温下制备由分散在300克水中的100克颜料物质组成的浆液。然后用硫酸将浆液的pH调节至约4.5(即能使可溶性水解铝离子在含水浆液中的浓度达到最大值的pH)。接着向浆液中加入0.005摩尔的表面活性剂(即，硬脂酸钠，月桂基硫酸钠，或十六烷基磺酸钠)并将浆液搅拌10分钟。将浆液的pH重新调节至约4.5并再将浆液搅拌30分钟。接着，通过过滤从浆液中分离出处理后的颜料产物，在110℃下在烘箱中干燥12小时，然后将其进行精微粉碎。
用上述相同高负荷聚苯乙烯分散能力试验评估在该实施例中制得的每一种颜料产物的分散性。在每一种情况下，混合转矩和最终混合温度是使用每25份重量的聚苯乙烯和75份重量的颜料物质来测定的。为了比较，对通常的塑料级颜料也进行同样的试验。这些试验的结果列于表2。

表2中的结果表明硬脂酸盐和十六烷基磺酸盐能有效地用于本发明的方法中以提高颜料物质的分散能力。表2中的数据还表明在颜料晶格或氧化铝涂层中存在的氧化铝构成了用于本发明方法金属离子活化步骤的有效的金属离子源。
实施例5使用在实施例4中所述类型的未涂覆的二氧化钛-氧化铝颜料和使用从颜料衍生的Al+3离子按照本发明的方法制备10种处理的颜料产物(即颜料产物5-1至5-10)。颜料产物5-1至5-10按相同于制备上述颜料产物4-1、4-4和4-7的方法来制备。但是在产物5-1至5-10的制备过程中，表面活性剂浓度，浆液pH和浆液温度是按表3中所示而变化的。另外，回收产物5-1至5-10的每一种产物并在火焰喷雾干燥器中进行喷雾干燥。
产物5-1至5-10的每一种产物的分散能力用相同的在实施例4中使用的高负荷聚苯乙烯分散能力试验来评估。为了比较，对普通的塑料级颜料的分散能力也进行试验。这些试验的结果列于表3中。

对表3中的数据所进行的统计分析表明，表面活性剂浓度和pH对转矩和温度具有明显的作用，其置信水平为99%。使用0.02摩尔/100克颜料的表面活性剂浓度和pH为4.5制备的颜料产物显示了意料之外的分散特性。有关pH的结果是与上述讨论的根据使用半对数浓度图对水解铝(图2)所作的预测相一致。另一方面，反应温度(25℃或60℃)和表面活性剂的构型(硬脂酸盐或油酸盐)对结果所得的转矩和温度影响不明显。
实施例6用商购超细二氧化钛材料制备4种颜料产物(即颜料产物6-1至6-4)。该超细材料是70%(重量的)锐钛矿TiO2和30%(重量)的金红石TiO2组成的未涂覆颗粒。该超细材料的粒度为0.04微米，比表面积为约50米2/克。另外，该超细的二氧化钛材料不含氧化铝。
在该实施例中使用的这类超细二氧化钛材料通常被掺入油漆和塑料中以衰减紫外光幅射。正如本领域内的普通技术人员所知道的，将超细二氧化钛材料分散在聚苯乙烯中是十分困难的。以前的各种试图以浓度过量约10%(重量)的量将超细二氧化钛掺入聚苯乙烯的尝试通常仅能获得黄色树脂产物。这些树脂的黄颜色是由于颜料分散差和使用高混合温度必然导致的聚合物降解所造成的。
颜料产物6-1用下述方法制备颜料产物6-1(1)在室温下，将0.05摩尔的氯化镁加入到600毫升水中;(2)用5N氢氧化钠将得到的溶液的pH调节至10.2;(3)向其中加入200克超细二氧化钛;(4)将所得的二氧化钛浆液搅拌30分钟;(5)用5N氢氧化钠将二氧化钛浆液的pH调至10.2;(6)向其中加入0.05摩尔溶解在150毫升80℃水中的硬脂酸钠;(7)将二氧化钛浆液搅拌15分钟;(8)用5N氢氧化钠重新将浆液的pH调至10.2;然后(9)再将浆液搅拌15分钟。回收颜料产物6-1并在火焰喷雾干燥器中进行喷雾干燥。在喷雾干燥之后，颜料产物6-1的堆积密度(buck desity)为0.68克/厘米3。而用于制备颜料产物6-1的超细二氧化钛的堆积密度仅为0.09克/厘米3。
颜料产物6-2通过使200克超细二氧化钛与600毫升水在室温下混合以生成二氧化钛浆液来制备颜料产物6-2。然后喷雾干燥该二氧化钛浆液以获得堆积密度为0.75克/厘米3产物。
颜料产物6-3
使用相同于制备颜料产物6-1的方法来制备颜料产物6-3。但是通过过滤的方法来回收颜料产物6-3，并在110℃下在烘箱中进行12小时的干燥。然后将颜料产物6-3进行精微粉碎。在精微粉碎之后，颜料产物6-3的堆积密度为0.51克/厘米3。
颜料产物6-4用下述方法制备颜料产物6-4(1)在室温下，使200克超细二氧化钛与600毫升水相混合以形成二氧化钛浆液;(2)通过过滤从浆液中回收二氧化钛;(3)在110℃下在烘箱中将所得的二氧化钛干燥12小时;和(4)精微粉碎干燥的产物。在精微粉碎之后，颜料产物6-4的堆积密度为0.55克/厘米3。
通过将50份重量的颜料产物分散在50份重量的熔体指数为8.5的聚乙烯树脂中来试验颜料产物6-1至6-4的每一种产物。颜料和树脂材料在BRABENDER混合器中混合。获得了每种颜料/树脂混合物的稳态转矩和稳态混合温度。另外，使用标准的着色色泽试验和着色力试验(standard tint tone and tint strength test)来评估每种颜料/树脂混合物的光学性质。这些试验的结果列于表4中。
表4颜料产物6-1至6-4用50份重量的颜料产物与50份重量的聚乙烯的混合物测得的分散性和光学特性颜料产物混合物的特性 6-1(1)6-2(2)6-3(1)6-4(2)稳态转矩(M.G) 1208 1648 1307 1789最终混合温度(℃) 127 163 135 169固体(重量)% 53.2 51.9 53.8 51.4着色色泽 -12.77 -13.59 -12.50 -13.36着色力 30.0 29.4 31.7 31.0亮度(8)100 91.7 100.6 98.1主色(3)0.0 6.7 -0.69 3.5(1)按照本发明，通过用MgOH+进行金属离子活化接着硬脂酸盐吸附制备的颜料产物。
(2)未经处理的颜料产物。
(3)将颜料产物6-1的亮度和主色分别设定为100和0.0，其它颜料产物的值是相对于产物6-1确定的。
如表4所示，按照本发明处理的颜料产物(即颜料产物6-1和6-3)要比未经处理的颜料产物6-2和6-4更容易分散在聚乙烯中。具体地说，使用产物6-1和6-3获得的转矩值和混合温度要比使用产物6-2和6-4获得的转矩值和混合温度低得多。
所有颜料/树脂组合物都显示了优异的着色色泽和着色力特性。但是，表4中所示的高的正主色值表明使用未经处理的产物6-2和6-4制备的组合物是不理想的黄色。相反，使用产物6-1和6-3制备的组合物是白色的。正如上面指出的，树脂组合物的黄色是由于颜料分散差和高的工艺温度导致的聚乙烯树脂的降解所造成的。
因此，本发明极其适合于实施本文中所说的目的，达到和完成这些目的和上述的优点以及其固有的优点。本文中所述的优选的实施方案仅以公开为目的，各种变化和改进对于本领域内的普通技术人员来说都将是明显的。这样的变化和改进都包括在本文中所附的权利要求书定义的本发明的精神范围之内。
权利要求
1.一种制备聚合物组合物的方法，它包括将处理后的颗粒性质改良剂分散在聚合材料中的步骤，所说的处理后的颗粒性质改良剂是由包括下列步骤的方法制备的(a)金属离子活化颗粒性质改良剂的表面以使所说的表面上产生反应活性的金属部位，和(b)将表面活性剂化学结合到所说表面上所说的反应活性的金属部位处。
2.根据权利要求1的方法，其中使用选自下列的水解金属离子进行所说方法的步骤(a)以使金属离子活化所说的表面二价、三价和四价金属离子;二价、三价和四价氧化金属根-阳离子;二价、三价和四价氢氧根-金属阳离子;二价、三价和四价水合金属阳离子;和其混合物。
3.根据权利要求2的方法，其中通过使所说的表面暴露于溶解有水解金属离子的含水介质中进行所说方法的步骤(a)以使金属离子活化所说的表面。
4.根据权利要求3的方法，其中所说的方法还进一步包括，至少在步骤(a)中，将所说含水介质的pH控制在约±2.0的范围内的步骤，在该pH值范围内所说的水解金属离子在所说的含水介质中的浓度达到最大，同时低于所说的金属离子发生沉淀的pH。
5.根据权利要求4的方法，其中所说的水解金属离子为水解铝离子，在所说的pH控制步骤中，将含水介质的pH控制在约3.8至约5.2的范围内。
6.根据权利要求3的方法，其中在所说的方法中使用的所说颗粒性质改良剂是未经涂覆的颗粒性质改良剂，它是由当所说的表面暴露于所说的含水介质中能产生所说的水解金属离子的材料所组成。
7.根据权利要求3的方法，其中所说的表面包含一涂层，所说的涂层由当所说的表面暴露于所说的含水介质中能产生所说的水解金属离子的材料所组成。
8.根据权利要求7的方法，其中所说的涂层是水合氧化铝涂层。
9.根据权利要求2的方法，其中所说方法的步骤(a)还进一步包括下列步骤(ⅰ)将所说的表面暴露于含水介质中，和(ⅱ)将可水解的金属离子源加入到所说的含水介质由此生成所说的水解金属离子。
10.根据权利要求9的方法，其中所说的可水解的金属离子为Mg+2、Ca+2、Sr+2、Ba+2或其混合物。
11.根据权利要求9的方法，其中所说的可水解的金属离子为Zn+2、Cd+2、Pb+2、Al+3、ZrO+2、Fe+2、Fe+3、Mn+2、Cu+2、Ni+2、Co+2、Cr+3、VO+2、Ce+3、Ce+4或其混合物。
12.根据权利要求9的方法，其中所说的方法还进一步包括，至少在步骤(a)中，将所说的含水介质的pH控制在约±2.0的范围内的步骤，在该pH范围内所说的水解金属离子在所说的含水介质中的浓度达到最大，但是低于使所说的金属离子发生沉淀的pH值。
13.根据权利要求3的方法，其中在所说的方法中使用的所说的颗粒性改良剂是选自下列的物质二氧化钛、氧化铁、钛酸镍、氧化锑、铬酸铅、氧化锌、硫化镉、玻璃纤维、陶瓷微粒、胶态材料、阻燃剂如铝三水合物和氢氧化镁、碳酸钙，和其混合物。
14.根据权利要求1的方法，其中所说的聚合材料选自聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、丙烯腈丁二烯-苯乙烯、聚苯硫、聚苯氧、尼龙、聚对苯二甲酸乙酯、环氧化物、烷基脲甲醛，和其混合物。
15.根据权利要求1的方法，其中所说的表面活性剂选自直链和支链羧酸和羧酸盐、直链和支链的烷基磺酸和烷基磺酸盐、直链的烷基苯磺酸盐、磺基琥珀酸盐、磷酸盐、膦酸盐、磷酯，和其混合物。
16.根据权利要求1的方法，其中所说的方法还进一步包括在所说的表面活性剂上吸附不带电烃的步骤，所说的不带电烃选自含有4至30个碳原子的直链或支链烃链的醇和具有4至30个碳原子的直链或支链烃链的链烷轻。
17.由权利要求1的方法制得的聚合物组合物。
18.由权利要求4的方法制得的聚合物组合物。
19.由权利要求5的方法制得的聚合物组合物。
20.由权利要求6的方法制得的聚合物组合物。
21.由权利要求7的方法制得的聚合物组合物。
22.由权利要求8的方法制得的聚合物组合物。
23.由权利要求13的方法制得的聚合物组合物。
24.由权利要求14的方法制得的聚合物组合物。
25.由权利要求16的方法制得的聚合物组合物。
26.包括下列步骤的处理颗粒颜料物质的方法(a)金属离子活化所说颜料物质的表面以使所说的表面产生反应活性的金属部位，和(b)将表面活性剂化学结合到所说表面的反应活性的金属部位处。
27.根据权利要求26的方法，其中，在步骤(a)中使用水解的金属离子使所说的表面进行金属离子活化。
28.根据权利要求27的方法，其中所说的水解金属离子选自水解的二价、三价和四价金属离子;水解的二价、三价和四价氧化金属根阳离子;水解的二价、三价和四价氢氧根-金属阳离子;水解的二价、三价和四价水合金属阳离子，和其混合物。
29.根据权利要求27的方法，其中在步骤(a)通过将所说的表面暴露于溶解有水解的金属离子的含水介质中来使金属离子活化所说的表面。
30.根据权利要求29的方法，它还进一步包括，至少在步骤(a)中，将所说的含水介质的pH控制在±2.0的范围内的步骤，在该pH范围内所说的水解金属离子在所说的含水介质中的浓度达到最大，但是低于使所说的金属离子发生沉淀的pH值。
31.根据权利要求30的方法，其中所说的水解金属离子是水解的铝离子，在所说的控制pH的步骤中，将所说的含水介质的pH控制在3.8至5.2。
32.根据权利要求29的方法，其中所说的颜料物质是由当其暴露于所说的含水介质中能产生至少一部分所说的水解金属离子的材料所组成。
33.根据权利要求29的方法，其中所说的表面包含一涂层。
34.根据权利要求33的方法，其中所说的涂层在所说的表面暴露于所说的含水介质时会产生水解的金属离子。
35.根据权利要求34的方法，其中所说的涂层含有氧化铝，所说的水解金属离子是水解的铝离子。
36.根据权利要求29的方法，它还进一步包括将可水解的金属离子源加入到所说的含水介质中由此在所说的含水介质中生成所说的水解金属离子的步骤。
37.根据权利要求36的方法，其中所说的可水解的金属离子为Mg+2、Ca+2、Sr+2、Ba+2或其混合物。
38.根据权利要求36的方法，其中所说的可水解的金属离子为Zn+2、Cd+2、Pb+2、Al+3、ZrO+2、Fe+2、Fe+3、Mn+2、Cu+2、Ni+2、Co+2、Cr+3、VO+2、Ce+3、Ce+4，或其混合物。
39.根据权利要求26的方法，它还进一步包括在所说的表面活性剂上吸附不带电烃的步骤，所说的不带电烃选自含有4至30个碳原子的直链或支链烃链的醇，含有4至30个碳原子直链或支链烃链的链烷烃。
40.根据权利要求26的方法，其中所说的表面活性剂选自直链和支链的羧酸和羧酸盐、直链和支链的烷基磺酸和烷基磺酸盐、直链的烷基苯磺酸盐、磺基琥珀酸盐、磷酸盐、膦酸盐、磷脂，和其混合物。
41.根据权利要求26的方法，其中所说的表面活性剂选自硬脂酸钠、油酸钠、十八烷酸、十六烷基磺酸盐、月桂基硫酸盐，和其混合物。
42.根据权利要求26的方法，其中所说的颜料物质是二氧化钛颜料。
43.根据权利要求42的方法，其中在步骤(a)中使用水解的金属离子来使金属离子活化所说的表面和在步骤(a)中通过将所说的表面暴露于溶解有所说水解金属离子的含水介质中来使金属离子活化所说的表面。
44.根据权利要求43的方法，其中所说的水解金属离子是水解的铝离子，所说的方法还进一步包括，至少在步骤(a)中，将所说的含水介质的pH控制在3.8至5.2范围内的步骤。
45.根据权利要求44的方法，其中所说的二氧化钛颜料是由二氧化钛和氧化铝组成的未经涂覆的二氧化钛颜料且当所说的表面暴露于所说的含水介质时，所说的氧化铝会产生所说的水解铝离子。
46.根据权利要求44的方法，其中所说的表面含有涂层;所说的涂层含有氧化铝;当所说的表面暴露于所说的含水介质时，所说的氧化铝会产生所说的水解铝离子。
47.根据权利要求43的方法，其中步骤(b)中还进一步包括将所说的表面活性剂加入到所说的含水介质中的步骤。
48.根据权利要求47的方法，其中在步骤(b)中，所说的表面活性剂以足以能在所说的表面上涂覆0.01至100单分子层所说的表面活性剂的量加入到所说的含水介质中。
49.根据权利要求47的方法，其中在步骤(b)中，所说的表面活性剂以足以能在所说的表面上涂覆0.1至5单分子层所说的表面活性剂的量加入到所说的含水介质中。
50.根据权利要求47的方法，其中所说的表面活性剂选自硬脂酸盐或油酸盐，在步骤(b)中所说的表面活性剂以足以能使表面活性剂在所说的含水介质中的浓度达到每100克所说的二氧化钛颜料0.02摩尔所说的表面活性剂的量加入到所说的含水介质中。
51.按照权利要求26的方法处理的颜料物质。
52.按照权利要求30的方法处理的颜料物质。
53.按照权利要求31的方法处理的颜料物质。
54.按照权利要求32的方法处理的颜料物质。
55.按照权利要求34的方法处理的颜料物质。
56.按照权利要求35的方法处理的颜料物质。
57.按照权利要求39的方法处理的颜料物质。
58.按照权利要求42的方法处理的二氧化钛颜料。
59.按照权利要求44的方法处理的二氧化钛颜料。
60.按照权利要求45的方法处理的二氧化钛颜料。
61.按照权利要求46的方法处理的二氧化钛颜料。
62.按照权利要求49的方法处理的二氧化钛颜料。
63.按照权利要求50的方法处理的二氧化钛颜料。
64.一种包括下列步骤的从含水介质中除去颗粒物质的方法(a)金属离子活化所说的颗粒物质的表面以使在所说的表面上产生反应活性的金属部位;(b)将表面活性剂加入到所说的含水介质中;(c)使表面活性剂化学结合到所说表面上的所说的反应活性的金属部位;和(d)使所说的颗粒物质絮凝。
65.根据权利要求64的方法，它还进一步包括通过过滤从所说的含水介质中除去颗粒物质的步骤(e)。
66.一种包括下列步骤的改变非颗粒多孔材料孔隙度的方法(a)金属离子活化所说的多孔材料的至少一个表面以在所说的表面上产生反应活性的金属部位，和(b)将表面活性剂化学结合到所说表面上的反应活性的金属部位处。
67.根据权利要求66的方法，其中所说的多孔材料为陶瓷薄膜或沸石。
68.一种包括下列步骤的将骨料分散在沥青中的方法(a)金属离子活化所说骨料的表面以在所说的表面上产生反应活性的金属部位;(b)将表面活性剂化学结合到所说表面上的所说的反应活性的金属部位处;和(c)使所说的骨料与所说的沥青相混合。
全文摘要
一种提高固体材料疏水性的方法。本发明的方法包括下列步骤(a)金属离子活化固体基质材料的表面以在该表面上产生反应活性的金属部位，和(b)将表面活性剂化学结合到该表面上的反应活性的金属部位。按照本发明方法处理的二氧化钛颜料和其它的颗粒性质改良剂更易于分散在聚合物组合物中。
文档编号C09C1/20GK1086228SQ93118729
公开日1994年5月4日 申请日期1993年10月16日 优先权日1992年10月16日
发明者布鲁斯·R·帕尔墨, 罗德尼·D·斯特雷莫尔 申请人:科尔-麦克基化学公司