防腐蚀二氧化钛颜料

背景技术

本申请要求于2020年8月14日提交的在先提交的美国临时申请第63/065,834号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

二氧化钛(TiO

在用于制备二氧化钛的硫酸盐工艺中，将钛渣矿石溶解在硫酸中以形成硫酸氧钛。然后将硫酸氧钛水解以形成水合二氧化钛。水合二氧化钛在煅烧炉中加热以使二氧化钛晶体生长到颜料尺寸。

在用于制备二氧化钛的氯化物工艺中，将干燥的二氧化钛矿石与焦炭和氯气一起进料到氯化器中以产生气态卤化钛(诸如四氯化钛)。所产生的卤化钛在高温下在专门设计的反应器中进行纯化和氧化以产生具有所需粒径的二氧化钛颗粒。通常将氯化铝或一些其他助氧化剂添加到氧化反应器中的卤化钛中以促进金红石形成并控制粒度。然后冷却二氧化钛和气态反应产物并回收二氧化钛颗粒。

无论是通过硫酸盐工艺还是氯化物工艺生产，通常将一种或多种无机材料涂布在所生产的二氧化钛颗粒上以改进或增强颜料的性能和特性以适合特定应用。例如，颜料颗粒通常涂有用于改善颜料的不透明度、光稳定性和耐久性的化合物。用于涂布二氧化钛颜料的无机材料的实例包括氧化铝、二氧化硅和氧化锆。

二氧化钛颜料有助于油漆、纸张、塑料和其他产品的主要性能是遮盖力，也称为不透明度。二氧化钛颜料的遮盖力基于颜料在基础产品(例如乳胶漆制剂)中散射光的能力。颜料在添加有其的基础产品中散射光的能力(换句话说，颜料的光散射效率)取决于多种因素，包括颜料的粒径、颜料颗粒折射率的差异及其周围环境(例如，颜料颗粒与基础产品的折射率相差大导致散射效率高)以及颜料颗粒彼此之间的接近度。

尽管不是众所周知，但是改性二氧化钛颜料也可以在用于金属基材的涂料中用作腐蚀抑制剂。事实上，由于它们可以提供遮盖力，防腐蚀二氧化钛颜料经常用来代替更常规的防腐蚀颜料。

传统上，金属基材已经涂有防腐蚀颜料诸如基于铅的颜料和基于铬酸盐的颜料。基于铅的颜料和基于铬酸盐的颜料在抑制腐蚀方面非常有效。然而，这类颜料基于有毒重金属这个的事实可能是有问题的。

结果是，已开发出基于例如金属磷酸盐(例如磷酸锌)、钼酸盐和硅酸钙的毒性较小的防腐蚀颜料。遗憾的是，这些类型的颜料的制造成本可能很高并且通常具有较大的粒径(例如，大于1微米)。例如，由于缺乏遮盖力和不透明度，这类颜料通常不适用于高光泽乳胶漆制剂。此外，迄今为止开发的防腐蚀二氧化钛颜料中的许多仅在溶剂性体系中有效。油漆和其他涂料的趋势是从溶剂性体系转向水性体系。然而，由于许多所需组分对水敏感并因此不适合腐蚀防护，因此形成用于水性体系的防腐蚀颜料可能具有挑战性。

因此，需要在水基涂料中有效的防腐蚀二氧化钛颜料。

发明内容

在第一方面，提供一种用于水基涂料组合物的防腐蚀颜料。所述防腐蚀颜料包含：多个二氧化钛颗粒；基于颜料的总重量，在约0.05重量％至约1重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的非挥发性有机羟胺；和基于颜料的总重量，在约0.02重量％至约1重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的有机分散剂。有机分散剂选自由低分子量有机分散剂、有机聚合物分散剂及它们的组合组成的群组。低分子量有机分散剂是含有一个或多个官能团的分子，所述官能团源自选自由膦酸、磷酸、基于膦酸酯的羧酸、这类化合物的盐及它们的组合组成的群组的化合物。有机聚合物分散剂是含有一个或多个官能团的聚合物分子，所述官能团源自选自由膦酸、磷酸、基于膦酸酯的羧酸、这类化合物的盐及它们的组合组成的群组的化合物。颜料为干燥形式。

在第二方面，提供一种水基涂料组合物。所述水基涂料组合物包含水性混合物；和分散在水性混合物中的防腐蚀颜料。所述防腐蚀颜料是上述第一方面的防腐蚀颜料。

在第三方面，提供一种形成用于水基涂料组合物中的干燥的防腐蚀颜料的方法。通过该方法形成的干燥的防腐蚀颜料为上述第一方面的防腐蚀颜料。

在第四方面，提供一种形成水基涂料组合物的方法。通过该方法形成的水基涂料组合物为上述第二方面的水基涂料组合物。

具体实施方式

通过参考本发明详述以及包括在本文中的实施例，可以更容易地理解本公开。为了提供对本公开的各个方面的透彻理解，对许多具体细节进行了阐述。然而，本领域普通技术人员将理解的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施所要求保护的主题。在其他情况下，为了避免混淆所描述的有联系的相关特征，未对方法、程序和组分进行详细描述。本发明详述不应被视为限制权利要求的范围。能够在形式和功能上对本文公开的主题进行相当大的修改、变更、组合和等同，这点对于受益于本公开内容的本领域技术人员是显而易见的。

每当在本文中公开某个范围时，该范围独立且单独地包括在该范围内列举的任何两个数值之间延伸的范围的每个成员。此外，任何范围的最低和最高数值应理解为包括在所阐述的范围内。

除非另有说明，否则本说明书和相关权利要求中使用的所有表示成分的量、性质诸如分子量、反应条件等的数值应理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。

在一个方面，本文提供一种用于水基涂料组合物中的防腐蚀颜料。在另一个方面，提供一种水基涂料组合物。在又一方面，提供一种形成用于水基涂料组合物中的干燥的防腐蚀颜料的方法。在再一方面，提供一种形成水基金属基材涂料组合物的方法。

本文公开的用于水基涂料组合物的防腐蚀颜料包含：多个二氧化钛颗粒；基于颜料的总重量，在约0.05重量％至约1重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的非挥发性有机羟胺；和基于颜料的总重量，在约0.02重量％至约1重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的有机分散剂。有机分散剂选自由低分子量有机分散剂、有机聚合物分散剂及它们的组合组成的群组。低分子量有机分散剂是含有一个或多个官能团的分子，所述官能团源自选自由膦酸、磷酸、基于膦酸酯的羧酸、这类化合物的盐及它们的组合组成的群组的化合物。有机聚合物分散剂是含有一个或多个官能团的聚合物分子，所述官能团源自选自由膦酸、磷酸、这类化合物的盐、基于膦酸酯的羧酸及它们的组合组成的群组的化合物。所述颜料为干燥形式。

如本文和所附权利要求中使用的“用于水基涂料组合物的防腐蚀颜料”是指当添加到水基涂料组合物中时减少当将涂料组合物施用于其上时金属基材因暴露于腐蚀性环境引起的腐蚀的颜料。“水基涂料组合物”是指施用于金属基材的任何水基涂料组合物，包括但不限于仅出于减少金属基材腐蚀的目的而施用于金属基材的水基涂料组合物、在向金属基材施用第二涂料组合物之前作为预涂层或底涂层施用于金属基材的水基涂料组合物以及施用于金属基材以漆涂金属基材的水基涂料组合物诸如水基乳胶漆。

如本文和所附权利要求中使用的“金属基材”是指由金属、金属合金或它们的组合形成的任何制品或其表面，所述金属包括但不限于铁、铝、铝合金和钢。例如，金属基材可以是一件工业装置或户外家具。金属基材可以暴露于其中的腐蚀性环境的实例包括具有苛刻条件诸如高湿度和/或高温的环境，以及暴露于水、酸、盐和/或腐蚀性工业污染物的环境。

除非另有说明，否则如本文和所附权利要求中使用的短语“沉积在二氧化钛颗粒表面上”是指直接或间接地沉积在二氧化钛颗粒表面上。

例如，二氧化钛颗粒可以具有金红石晶体结构或具有锐钛矿晶体结构和金红石晶体结构的组合。例如，二氧化钛颗粒可以具有金红石晶体结构。二氧化钛颗粒可以通过氯化物或硫酸盐工艺形成。例如，二氧化钛颗粒可以通过氯化物工艺形成。例如，二氧化钛颗粒可以通过硫酸盐工艺形成。例如，防腐蚀颜料可以是干粉或干颗粒形式。

例如，二氧化钛颗粒具有至少一个沉积在其表面上的无机涂层。例如，一个或多个无机涂层可以选自金属氧化物涂层、金属氢氧化物涂层及它们的组合。例如，一个或多个无机涂层可以选自由二氧化硅涂层、氧化铝涂层、磷酸铝涂层、氧化锆涂层、二氧化钛涂层及它们的组合组成的群组。例如，一个或多个无机涂层可以选自二氧化硅涂层、氧化铝涂层、氧化锆涂层及它们的组合。

一个或多个无机涂层可以用于赋予二氧化钛颗粒一种或多种性能和/或特性以使颗粒更适合于待添加防腐蚀颜料的特定水基涂料组合物。例如，一个或多个无机涂层可以用于帮助改善颜料颗粒的润湿和分散性能以及颜料的不透明度、光稳定性和耐久性。

例如，基于二氧化钛颗粒和无机涂层的总重量，所述一个或多个无机涂层可以在约0.5重量％至约15重量％的范围内的量沉积在二氧化钛颗粒表面上。例如，基于二氧化钛颗粒和无机涂层的总重量，所述一个或多个无机涂层可以在约1重量％至约10重量％的范围的量沉积在二氧化钛颗粒表面上。

如本文和所附权利要求中使用的“非挥发性羟胺”是指沸点至少为250℃的羟胺。羟胺的“非挥发性”使得羟胺在沉积在二氧化钛颗粒表面上时能够保持稳定。

如上所述，基于颜料的总重量，防腐蚀颜料包含在约0.05重量％至约1重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的非挥发性有机羟胺。例如，基于颜料的总重量，防腐蚀颜料可以包含在约0.1重量％至约0.8重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的非挥发性有机羟胺。例如，基于颜料的总重量，防腐蚀颜料可以包含在约0.1重量％至约0.6重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的非挥发性有机羟胺。

例如，非挥发性有机羟胺可以选自由烷基羟胺、芳族羟胺及它们的组合组成的群组。例如，非挥发性有机羟胺选自由2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇、2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇、三(羟甲基)-氨基甲烷、三乙醇胺、三异丙醇胺、N-丁基-二乙醇胺、二甲基葡糖胺及它们的组合组成的群组。适合用作非挥发性有机羟胺或用作非挥发性有机羟胺的一部分的二甲基葡糖胺的实例由Clariant Corporation以商标

如上所述，基于颜料的总重量，防腐蚀颜料包含在约0.02重量％至约1重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的有机分散剂。例如，基于颜料的总重量，防腐蚀颜料可以包含在约0.04重量％至约0.8重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的有机分散剂。例如，基于颜料的总重量，防腐蚀颜料可以包含在约0.04重量％至约0.6重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的有机分散剂。

如本文和所附权利要求中使用的“低分子量有机分散剂”是指分子量不大于1000的有机分散剂。化合物的“分子量”是指化合物的数均分子量。含有一个或多个官能团的低分子量有机分散剂分子可以是聚合物分子、非聚合物分子及它们的组合。例如，含有一个或多个官能团的低分子量有机分散剂分子是聚合物分子。例如，含有一个或多个官能团的低分子量有机分散剂分子是非聚合物分子。

例如，低分子量有机分散剂的官能团所源自的化合物群组中的膦酸和膦酸盐可以选自由1-羟基乙烷1,1-二膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、乙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、这类化合物的盐及它们的混合物组成的群组。例如，低分子量有机分散剂的官能团所源自的化合物群组中的磷酸和磷酸盐可以选自醇的磷酸酯和共酯、醇乙氧基化物的磷酸酯和共酯、这类化合物的盐及它们的混合物。例如，低分子量有机分散剂的官能团所源自的化合物群组中的基于膦酸酯的羧酸和基于膦酸酯的羧酸盐可以选自基于膦酸酯基的三甲酸、这类化合物的盐及它们的混合物。例如，低分子量有机分散剂的官能团所源自的化合物群组中的基于膦酸酯的羧酸和基于膦酸酯的羧酸盐可以选自2-膦酰基丁烷-1,2,4-三甲酸、这类化合物的盐及它们的混合物。

如本文和所附权利要求中使用的术语“聚合物”是指通过聚合形成并具有重复亚单元(也称为单体)的化合物或化合物的混合物。除非另有说明，否则术语“聚合物”包括并涵盖均聚物、共聚物、三元共聚物等。术语“共聚物”是指通过聚合形成并具有两种或更多种不同类型的连接形成聚合物链的亚单元(也称为单体)的化合物或化合物的混合物。

例如，含有一个或多个源自选自由膦酸、磷酸、基于膦酸酯的羧酸、这类化合物的盐及它们的组合组成的群组的化合物的官能团的聚合物分子可以选自由聚丙烯酸、聚丙烯酸共聚物、聚丙烯酸盐和聚丙烯酸共聚物、马来酸共聚物、马来酸共聚物盐及它们的组合组成的群组。例如，包含一个或多个源自选自由膦酸、磷酸、基于膦酸酯的羧酸、这类化合物的盐及它们的组合组成的群组的化合物的官能团的合适聚合物分子是磺化苯乙烯/马来酸酐共聚物。

例如，聚合物分子的官能团所源自的化合物群组中的膦酸可以为以下的单体：含有至少一个碳-碳双键的有机膦酸、这类化合物的盐及它们的混合物。例如，聚合物分子的官能团所源自的化合物群组中的磷酸可以为以下的单体：含有至少一个碳-碳双键的醇的磷酸酯和共酯、含有至少一个碳-碳双键的醇乙氧基化物的磷酸酯和共酯、这类化合物的盐及它们的混合物。

例如，在一个实施方案中，基于颜料的总重量，防腐蚀颜料还包含在约0.001重量％至约1重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的多元醇。如本文和所附权利要求中使用的多元醇组分是指含有两个或更多个羟基(-OH)基团的有机化合物。

例如，基于颜料的总重量，防腐蚀颜料还可以包含在约0.05重量％至约0.8重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的多元醇。例如，基于颜料的总重量，防腐蚀颜料还可以包含在约0.05重量％至约0.6重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的多元醇。例如，基于颜料的总重量，防腐蚀颜料还可以包含在约0.1重量％至约0.6重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的多元醇。

例如，至少一种多元醇可以选自由烷基直链多元醇、烷基支链多元醇及它们的组合组成的群组。例如，至少一种多元醇可以选自由三羟甲基丙烷、双三羟甲基丙烷、甘油、二甘油、季戊四醇、甘露醇及它们的组合。例如，至少一种多元醇可以是甘油。

例如，如下文所述的实施例所示，当添加到水基涂料组合物中时，本文所公开的防腐蚀颜料可以有效地减少当将涂料组合物施用于其上时金属基材因暴露于腐蚀性环境引起的腐蚀。防腐蚀颜料还赋予水基涂料组合物遮盖力，这特别地可结合乳胶漆制剂使用。

本文所公开的水基涂料组合物包含水性混合物和分散在水性混合物中的防腐蚀颜料。用于形成水基涂料组合物的防腐蚀颜料是本文公开并且在上文描述的防腐蚀颜料。例如，防腐蚀颜料在分散于水性混合物中之前为干燥形式。

例如，水性混合物可以包括水、表面活性剂和分散剂。例如，水性混合物可以是乳胶树脂水性混合物。

如上所述，如本文和所附权利要求中使用的“水基涂料组合物”是指施用于金属基材的任何水基涂料组合物，包括但不限于仅出于减少其腐蚀的目的而施用于金属基材的水基涂料组合物、在向其施用第二涂料组合物之前作为预涂层或底涂层施用于金属基材的水基涂料组合物以及施用于金属基材以漆涂金属基材的水基涂料组合物诸如水性乳胶漆。例如，水基涂料组合物可以为乳胶漆制剂。

如上所述，如本文和所附权利要求中使用的“金属基材”是指由金属、金属合金或它们的组合形成的任何制品或其表面，包括但不限于铁、铝、铝合金和钢。例如，金属基材可以是一件工业装置或户外家具。金属基材可以暴露于其中的腐蚀性环境的实例包括具有苛刻条件诸如高湿度和/或高温的环境，暴露于水、酸、盐和/或腐蚀性工业污染物的环境。

形成用于本文公开的水基涂料组合物中的干燥的防腐蚀颜料的方法包括：提供多个二氧化钛颗粒；提供至少一种非挥发性有机羟胺；提供至少一种有机分散剂；基于颜料的总重量，以在约0.05重量％至约1重量％的量将至少一种非挥发性有机羟胺沉积在二氧化钛颗粒表面上；基于颜料的总重量，以在约0.02重量％至约1重量％的量将至少一种有机分散剂沉积在二氧化钛颗粒表面上；和干燥具有至少一种非挥发性有机羟胺和至少一种有机分散剂的二氧化钛颗粒；在其上形成干燥的防腐蚀颜料。二氧化钛颗粒、至少一种非挥发性有机羟胺和至少一种有机分散剂与上文中结合上文描述和本文公开的干燥的防腐蚀颜料所述的二氧化钛颗粒、至少一种非挥发性有机羟胺和至少一种有机分散剂相同。类似地，通过该方法形成的防腐蚀颜料是本文公开和上文描述的防腐蚀颜料。

例如，二氧化钛颗粒可以是粗二氧化钛颗粒，并且所述方法可以进一步包括：

在将非挥发性有机羟胺和有机分散剂沉积在粗二氧化钛颗粒表面上之前，将二氧化钛颗粒研磨至所需粒度并过滤和洗涤经研磨的二氧化钛颗粒以形成湿颜料滤饼；

其中通过将分散剂套组与湿颜料滤饼混合将非挥发性有机羟胺和有机分散剂沉积在二氧化钛颗粒表面上。

可以在研磨之前用无机涂层(例如二氧化硅、氧化铝和/或氧化锆涂层)涂布粗二氧化钛颗粒。

例如，所述方法还可以包括：

干燥湿颜料滤饼以形成干燥的颜料滤饼；

将干燥的颜料滤饼粉碎以形成粉碎的颜料滤饼；和

将粉碎的滤饼蒸汽微粉化以形成防腐蚀颜料。

例如，在一个实施方案中，形成用于本文公开的水基涂料组合物中的干燥的防腐蚀颜料的方法还包括：提供至少一种多元醇；并且基于颜料的总重量，将至少一种多元醇以在约0.001重量％至约1重量％的范围内的量沉积在二氧化钛颗粒表面上。在该实施方案中，干燥的二氧化钛颗粒具有沉积在其上的至少一种非挥发性有机羟胺、至少一种有机分散剂和至少一种多元醇。至少一种有机羟胺与上文中结合上文描述和本文公开的干燥的防腐蚀颜料描述的至少一种有机羟胺相同。类似地，通过该方法形成的防腐蚀颜料是本文公开和上文描述的防腐蚀颜料。

本文公开的形成水基涂料组合物的方法包括：提供水性混合物；提供防腐蚀颜料，其中所述防腐蚀颜料为干燥形式；和将防腐蚀颜料分散在水性混合物中。

例如，在该方法中使用的水性混合物可以包括水、表面活性剂和分散剂。例如，该方法中使用的水性混合物可以是乳胶树脂水性混合物。

该方法中使用的防腐蚀颜料与上文描述和本文公开的防腐蚀颜料相同。通过该方法形成的水基涂料组合物为上文所描述和本文所公开的水基涂料组合物。

例如，在一个实施方案中，提供一种用于水基涂料组合物的防腐蚀颜料。在该实施方案中，防腐蚀颜料包含：多个二氧化钛颗粒；基于颜料的总重量，在约0.05重量％至约1重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的非挥发性有机羟胺；基于颜料的总重量，在约0.02重量％至约1重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的有机分散剂；和基于颜料的总重量，在约0.001重量％至约1重量％的范围内的沉积在二氧化钛颗粒表面上的至少一种多元醇。至少一种有机分散剂选自由低分子量有机分散剂、有机聚合物分散剂及它们的组合组成的群组。低分子量有机分散剂是含有一个或多个官能团的分子，所述官能团源自选自由膦酸、磷酸、基于膦酸酯的羧酸、这类化合物的盐及它们的组合组成的群组的化合物。有机聚合物分散剂是含有一个或多个官能团的聚合物分子，所述官能团源自选自由膦酸、磷酸、基于膦酸酯的羧酸、这类化合物的盐及它们的组合组成的群组的化合物。所述颜料为干燥形式。

例如，在另一个实施方案中，提供一种水基涂料组合物。在该实施方案中，水基涂料组合物包含：水性混合物；和分散在水性混合物中的防腐蚀颜料。防腐蚀颜料包含：多个二氧化钛颗粒；基于颜料的总重量，在约0.05重量％至约1重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的非挥发性有机羟胺；基于颜料的总重量，在约0.02重量％至约1重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的有机分散剂；和基于颜料的总重量，在约0.001重量％至约1重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的多元醇。有机分散剂选自低分子量分散剂、有机聚合物分散剂及它们的组合。低分子量有机分散剂是含有一个或多个官能团的分子，所述官能团源自选自由膦酸、磷酸、基于膦酸酯的羧酸、这类化合物的盐及它们的组合组成的群组的化合物。有机聚合物分散剂是含有一个或多个官能团的聚合物分子，所述官能团源自选自由膦酸、磷酸、基于膦酸酯的羧酸、这类化合物的盐及它们的组合组成的群组的化合物。所述颜料为干燥形式。

在又一个实施方案中，提供一种形成用于水基涂料组合物中的干燥的防腐蚀颜料的方法。在该实施方案中，用于水基涂料组合物的干燥的防腐蚀颜料包含：提供多个二氧化钛颗粒；提供至少一种非挥发性有机羟胺；提供至少一种有机分散剂；提供至少一种多元醇；基于颜料的总重量，以在约0.05重量％至约1重量％的范围内的量将非挥发性有机羟胺沉积在二氧化钛颗粒表面上；基于颜料的总重量，以在约0.02重量％至约1重量％的范围内的量将有机分散剂沉积在二氧化钛颗粒表面上；基于颜料的总重量，以在约0.001重量％至约1重量％的范围内的量将多元醇沉积在二氧化钛颗粒表面上；和干燥其上沉积有非挥发性有机羟胺、有机分散剂和多元醇的二氧化钛颗粒以形成干燥的防腐蚀颜料。有机分散剂选自由低分子量分散剂、有机聚合物分散剂及它们的组合组成的群组。低分子量有机分散剂是含有一个或多个官能团的分子，所述官能团源自选自由膦酸、磷酸、基于膦酸酯的羧酸、这类化合物的盐及它们的组合组成的群组的化合物。有机聚合物分散剂是含有一个或多个官能团的聚合物分子，所述官能团源自选自由膦酸、磷酸、基于膦酸酯的羧酸、这类化合物的盐及它们的组合组成的群组的化合物。由该方法形成的颜料为干燥形式。

在又一个实施方案中，提供一种形成水基涂料组合物的方法。在该实施方案中，形成水基涂料组合物的方法包括：提供水性混合物；提供防腐蚀颜料，其中所述防腐蚀颜料为干燥形式；和将防腐蚀颜料分散在水溶液中。所述防腐蚀颜料包含：多个二氧化钛颗粒；基于颜料的总重量，在约0.05重量％至约1重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的非挥发性有机羟胺；基于颜料的总重量，在约0.02重量％至约1重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的有机分散剂；和基于颜料的总重量，在约0.001重量％至约1重量％的范围内的至少一种沉积在二氧化钛颗粒表面上的多元醇。有机分散剂选自由低分子量分散剂、有机聚合物分散剂及它们的组合组成的群组。低分子量有机分散剂是含有一个或多个官能团的分子，所述官能团源自选自由膦酸、磷酸、基于膦酸酯的羧酸、这类化合物的盐及它们的组合组成的群组的化合物。有机聚合物分散剂是含有一个或多个官能团的聚合物分子，所述官能团源自选自由膦酸、磷酸、基于膦酸酯的羧酸、这类化合物的盐及它们的组合组成的组的化合物。

以下说明性实施例说明了与本公开一致的具体实施例，但不限制本公开或所附权利要求的范围。除非另有说明，否则浓度和百分比均以重量计。

实施例

实施例1-经二氧化硅和氧化铝处理的二氧化钛滤饼的制备

在0.075％的六偏磷酸钠分散剂的存在下，将通过氯化物工艺形成的在其晶格中含有1.0％氧化铝的粒状二氧化钛颜料颗粒分散在水中，同时存在足量的氢氧化钠以将分散体的pH值调节至9.5或更高，从而获得固含量为35％的水性分散体。对所得浆料进行砂磨(使用重量比为4:1的锆砂和颜料)直到94％的二氧化钛颗粒的粒径小于0.63微米，该粒径通过Microtrac X 100粒径分析仪确定。

将稀释至30％固体含量的所得浆料加热至75℃，然后后用3.0重量％的硅酸钠(基于最终颜料的重量以二氧化硅计算)处理。经20分钟加入硅酸钠。在将温度保持在75℃的同时，通过经55分钟缓慢添加浓硫酸将浆料的pH值缓慢降至5.5。在使浆料消化15分钟后，经10分钟将1.6重量％的铝酸钠(基于最终颜料的重量以氧化铝计算)添加到浆料中。通过同时加入浓硫酸使浆料的pH值保持在8.25和9.25之间。使浆料在75℃下消化15分钟。然后用浓硫酸将浆料的pH值调节至6.2。趁热过滤浆料。用水洗涤已预热至60℃的所得滤液。获得具有二氧化钛颗粒的湿二氧化钛滤饼，该二氧化钛颗粒的表面上具有二氧化硅和铝涂层。

实施例2-对照二氧化钛颜料的制备

在不锈钢罐中称取具有相当于1000g干燥颜料的重量的来自实施例1的湿二氧化钛滤饼。将去离子水添加到滤饼中以形成颜料浆料。接着，将10.61g 33％的三羟甲基丙烷水溶液添加到浆料中并在其中充分混合。然后将经处理的二氧化钛浆料喷雾干燥，得到干燥的颜料。然后使用重量比为2.5:1的蒸汽和颜料将干燥的颜料蒸汽微粉化，其中蒸汽喷射器压力设置为160psi并且微粉器环压力设置为118psi。

实施例3-本文公开的防腐蚀二氧化钛颜料的制备

在不锈钢罐中称取具有相当于1000g干燥颜料的重量的来自实施例1的湿二氧化钛滤饼。用10.61g 33％的三羟甲基丙烷水溶液、2.0g甘油、4.0g三(羟甲基)氨基甲烷(TRIS)、1.75g 40％的2-膦酰基丁烷-1,2,4-三甲酸四钠水溶液溶液和1.48g Pat-Add 603(一种来自Patcham Ltd.的聚合物分散剂)制备化学混合物。

然后将化学混合物与滤饼混合。将滤饼流化以形成没有额外水的浆料。然后将经处理的二氧化钛浆料喷雾干燥以获得干燥的颜料。然后使用重量比为2.5:1的蒸汽和颜料将干燥的颜料蒸汽微粉化，其中蒸汽喷射器压力设置为160psi并且微粉器环压力设置为118psi。

实施例4-本文公开的防腐蚀二氧化钛颜料的制备

在不锈钢罐中称取具有相当于1000g干燥颜料的重量的来自实施例1的湿二氧化钛滤饼。用10.61g 33％的三羟甲基丙烷水溶液、2.0g甘油、4.0g三(羟甲基)氨基甲烷(TRIS)、1.75g 40％的2-膦酰基丁烷-1,2,4-三甲酸四钠水溶液和1.48g Pat-Add 603(一种来自Patcham Ltd.的聚合物分散剂)制备化学混合物。

然后将化学混合物与滤饼混合。将滤饼流化以形成没有额外水的浆料。然后将经处理的二氧化钛浆料喷雾干燥以获得干燥的颜料。然后使用重量比为2.5:1的蒸汽和颜料将干燥的颜料蒸汽微粉化，其中蒸汽喷射器压力设置为160psi并且微粉器环压力设置为118psi。

实施例5-本文公开的防腐蚀二氧化钛颜料的制备

在不锈钢罐中称取具有相当于1000g干燥颜料的重量的来自实施例1的湿二氧化钛滤饼。用10.61g 33％的三羟甲基丙烷水溶液、2.0g甘油、6.0g三异丙醇胺、1.75g 40％的2-膦酰基丁烷-1,2,4-三甲酸四钠盐水溶液和1.48g Pat-Add 603(一种来自Patcham Ltd.的聚合物分散剂)制备化学混合物。

然后将化学混合物与滤饼混合。将滤饼流化以形成没有额外水的浆料。然后将经处理的二氧化钛浆料喷雾干燥以获得干燥的颜料。然后使用重量比为2.5:1的蒸汽和颜料将干燥的颜料蒸汽微粉化，其中蒸汽喷射器压力设置为160psi并且微粉器环压力设置为118psi。

实施例6-二氧化钛浆料的制备

6a.实施例2的对照二氧化钛颜料的浆料制备：

在去离子水中用基于亲水性丙烯酸的共聚物分散剂和基于羟胺的助分散剂将实施例2的对照二氧化钛颜料润湿。然后用Cowles桨叶将润湿的颜料高速研磨10分钟。将浆料的固体含量调节至76.5％。

6b.实施例3-5的防腐蚀二氧化钛颜料的浆料制备

对于实施例3-5的防腐蚀二氧化钛颜料中的每一种，将约300g颜料添加到92.2g去离子水中并用螺旋桨叶搅拌。每种所得浆料的固体含量为76.5％。

实施例7-实施例6的二氧化钛颜料浆料的测试

将实施例6中制备的二氧化钛颜料浆料中的每一种用于制备直接接触金属型(direct-to-metal，DTM)防腐蚀光泽乳胶涂料。每种涂料的制剂如下表1所示。

“Avanse 200”是来自Dow Chemical的DTM乳胶树脂。

“Tamol 165A”是来自Dow Chemical的疏水性分散剂。

“Surfynol CT-111”是来自Evonik的多用途表面活性剂。

“BYK-24”是来自BYK Chemie的消泡剂。

“Texanol”是来自Eastman的聚结剂。

“Acrysol RM-2020NPR”和“Acrysol RM-8W”是来自Dow Chemical的流变改性剂。

“Proxel GXL”是来自Lonza的基于BIT的杀生物剂。

所提及的氨水溶液是pH调节剂，且所提及的亚硝酸钠是闪锈抑制剂。

表1.水性DTM光泽乳胶涂料制剂

将获得的涂料施用在4英寸乘以6英寸的Q-Panel钢板上以进行腐蚀测试。用丙酮将钢板脱脂两次。使用间隙为6密耳的3英寸Bird牵拉棒在脱脂钢板上流延涂膜。经涂布的板在环境条件下干燥一周后，用管道胶带覆盖暴露的裸露金属，然后用刀在涂层膜上切出交叉格。然后对涂布板进行600小时的连续盐雾测试(ASTM B117方法)。

以相同方式对来自主要联邦涂料公司的市售DTM光泽乳胶涂料进行测试以用作参考。

在观察钢板的生锈情况时，用实施例3、4和5、3-5的防腐蚀颜料(本文公开的防腐蚀颜料)制成的DTM涂层在耐腐蚀性方面显然优于实施例2的对照颜料和市售DTM光泽乳胶涂料。

实施例8-二氧化钛颜料浆料的测试

将实施例2的对照二氧化钛颜料和实施例3的防腐蚀二氧化钛颜料用于制备直接接触金属型(DTM)防腐蚀半光泽乳胶涂料。每种涂料的制剂如下表3所示。

“Tamol 165A”是来自Dow Chemical的疏水性分散剂。

“Surfynol CT-111”是来自Evonik的多用途表面活性剂。

“Tego 810”是来自Evonik的消泡剂。

“Minex 7”是来自Unimin的增量剂。

“Avanse 200”是来自Dow Chemical的DTM乳胶树脂。

“BYK-24”是来自BYK Chemie的消泡剂。

“Texanol”是来自Eastman的聚结剂。

“Acrysol RM-2020NPR”和“Acrysol RM-8W”是来自Dow Chemical的流变改性剂。

“Proxel GXL”是来自Lonza的基于BIT的杀生物剂。

所提及的氨水溶液是pH调节剂，且所提及的亚硝酸钠是闪锈抑制剂。

表2.水性DTM半光泽乳胶漆制剂

将获得的涂料施用在4英寸乘以6英寸的Q-Panel钢板上以进行腐蚀测试。用丙酮将钢板脱脂两次。使用间隙为6密耳的3英寸Bird牵拉棒在脱脂钢板上流延涂膜。经涂布的板在环境条件下干燥一周后，用管道胶带覆盖暴露的裸露金属，然后用刀在涂层膜上切出交叉格。然后对涂布板进行600小时的连续盐雾测试(ASTM B117方法)。

以相同方式对来自主要联邦涂料公司的市售DTM半光泽乳胶涂料进行测试以用作参考。

在观察钢板的生锈情况时，用实施例3的防腐蚀颜料(本文公开的防腐蚀颜料)制成的DTM涂层在耐腐蚀性方面显然优于实施例2的对照颜料和市售DTM光泽乳胶涂料参考物。

实施例9-二氧化钛对照颜料浆料的制备

在不锈钢罐中称取具有相当于1000g干燥颜料的重量的来自实施例1的湿二氧化钛滤饼。向滤饼中加入去离子水以形成二氧化钛浆料。

将约3.5g三羟甲基丙烷和4.0g三(羟甲基)氨基甲烷溶解在15g水中以形成化学溶液。然后将化学混合物混合到二氧化钛浆料中。然后将经处理的二氧化钛浆料喷雾干燥以获得干燥的颜料。然后使用重量比为2.5:1的蒸汽和颜料将干燥的颜料蒸汽微粉化，其中蒸汽喷射器压力设置为160psi并且微粉器环压力设置为118psi。

实施例10-二氧化钛对照颜料浆料的制备

在不锈钢罐中称取具有相当于1000g干燥颜料的重量的来自实施例1的湿二氧化钛滤饼。向滤饼中加入去离子水以形成二氧化钛浆料。

用10.61g 33％的三羟甲基丙烷水溶液和1.75g 40％的2-膦酰基丁烷-1,2,4-三甲酸四钠盐水溶液制备化学混合物。

然后将化学混合物混合到二氧化钛浆料中。然后将经处理的二氧化钛浆料喷雾干燥以获得干燥的颜料。然后使用重量比为2.5:1的蒸汽和颜料将干燥的颜料蒸汽微粉化，其中蒸汽喷射器压力设置为160psi并且微粉器环压力设置为118psi。

实施例11-本文公开的防腐蚀二氧化钛颜料的制备

在不锈钢罐中称取具有相当于1000g干燥颜料的重量的来自实施例1的湿二氧化钛滤饼。用10.61g 33％的三羟甲基丙烷水溶液、2.0g甘油、1.0g三(羟甲基)氨基甲烷、1.75g 40％的2-膦酰基丁烷-1,2,4-三甲酸四钠盐水溶液和1.48g Pat-Add 603(一种来自Patcham Ltd.的聚合物分散剂)制备化学混合物。

然后将化学混合物与滤饼混合。将滤饼流化以形成没有额外水的浆料。然后将经处理的二氧化钛浆料喷雾干燥以获得干燥的颜料。然后使用重量比为2.5:1的蒸汽和颜料将干燥的颜料蒸汽微粉化，其中蒸汽喷射器压力设置为160psi并且微粉器环压力设置为118psi。

实施例12–本文公开的防腐蚀二氧化钛颜料的制备

在不锈钢罐中称取具有相当于1000g干燥颜料的重量的来自实施例1的湿二氧化钛滤饼。用10.61g 33％的三羟甲基丙烷水溶液、2.0g甘油、8.0g三(羟甲基)氨基甲烷、1.75g 40％的2-膦酰基丁烷-1,2,4-三甲酸四钠盐水溶液和1.48g Pat-Add 603(一种来自Patcham Ltd.的聚合物分散剂)制备化学混合物。

然后将化学混合物与滤饼混合。将滤饼流化以形成没有额外水的浆料。然后将经处理的二氧化钛浆料喷雾干燥以获得干燥的颜料。然后使用重量比为2.5:1的蒸汽和颜料将干燥的颜料蒸汽微粉化，其中蒸汽喷射器压力设置为160psi并且微粉器环压力设置为118psi。

实施例13-本文公开的防腐蚀二氧化钛颜料的制备

在不锈钢罐中称取具有相当于1000g干燥颜料的重量的来自实施例1的湿二氧化钛滤饼。用10.61g 33％的三羟甲基丙烷水溶液、2.0g甘油、8.0g三(羟甲基)氨基甲烷、3.75g 40％的2-膦酰基丁烷-1,2,4-三甲酸四钠盐水溶液和1.48g Pat-Add 603(一种来自Patcham Ltd.的聚合物分散剂)制备化学混合物。

然后将化学混合物与滤饼混合。将滤饼流化以形成没有额外水的浆料。然后将经处理的二氧化钛浆料喷雾干燥以获得干燥的颜料。然后使用重量比为2.5:1的蒸汽和颜料将干燥的颜料蒸汽微粉化，其中蒸汽喷射器压力设置为160psi并且微粉器环压力设置为118psi。

实施例14–经氧化锆和氧化铝处理的二氧化钛滤饼的制备

将通过氯化物工艺形成的在其晶格中含有0.8％氧化铝的粒状二氧化钛颜料颗粒分散在水中以形成浆料。对所得浆料进行砂磨(使用重量比为4:1的锆砂和颜料)直到92％的二氧化钛颗粒的粒径小于0.63微米，该粒径通过Microtrac X 100粒径分析仪确定。

将稀释至30％固体含量的所得浆料加热至65℃，然后用0.3重量％的六偏磷酸钠(基于最终颜料的重量以五氧化磷计算)处理。经20分钟加入六偏磷酸钠。经20分钟添加六偏磷酸钠。接着，经10分钟将0.3重量％的氯氧化锆(基于最终颜料的重量以氧化锆计算)添加到浆料中。接着，经10分钟将2.0重量％的铝酸钠(基于最终颜料的重量以氧化铝计算)添加到浆料中。浆料的pH值保持在低于11.0的水平。使浆料在65℃下消化15分钟。然后用盐酸将浆料的pH值调节至6.3。趁热过滤浆料。用水洗涤已预热至60℃的所得滤液。获得具有二氧化钛颗粒的湿二氧化钛滤饼，该二氧化钛颗粒的表面上具有氧化锆和氧化铝涂层。

实施例15-对照二氧化钛颜料的制备

在不锈钢罐中称取具有相当于1000g干燥颜料的重量的来自实施例14的湿二氧化钛滤饼。将去离子水添加到滤饼中以形成颜料浆料。接着，将10.61g 33％的三羟甲基丙烷水溶液添加到浆料中并在其中充分混合。然后将经处理的二氧化钛浆料喷雾干燥，并获得干燥的颜料。然后使用重量比为2.5:1的蒸汽和颜料将干燥的颜料蒸汽微粉化，其中蒸汽喷射器压力设置为160psi并且微粉器环压力设置为118psi。

实施例16-本文公开的防腐蚀二氧化钛颜料的制备

在不锈钢罐中称取具有相当于1000g干燥颜料的重量的来自实施例14的湿二氧化钛滤饼。用1.0g碳酸钾、10.61g 33％的三羟甲基丙烷水溶液、2.0g甘油、4.0g三(羟甲基)氨基甲烷、3.5g 40％2-膦酰基丁烷-1,2,4-三甲酸四钠盐水溶液和1.48g Pat-Add 603(一种来自Patcham Ltd.的聚合物分散剂)制备化学混合物。

然后将化学混合物与滤饼混合。将滤饼流化以形成没有额外水的浆料。然后将经处理的二氧化钛浆料喷雾干燥以获得干燥的颜料。然后使用重量比为2.5:1的蒸汽和颜料将干燥的颜料蒸汽微粉化，其中蒸汽喷射器压力设置为160psi并且微粉器环压力设置为118psi。

实施例17-二氧化钛颜料浆料的测试

将实施例2、9、10和15的对照二氧化钛颜料以及实施例11-13和16的防腐蚀二氧化钛颜料用于制备直接接触金属型(DTM)防腐蚀半光泽乳胶涂料。每种涂料的制剂如下表3所示。

“Tamol 165A”是来自Dow Chemical的疏水性分散剂。

“Surfynol CT-111”是来自Evonik的多用途表面活性剂。

“Tego 810”是来自Evonik的消泡剂。

“Minex 7”是来自Unimin的增量剂。

“Avanse 200”是来自Dow Chemical的DTM乳胶树脂。

“BYK-24”是来自BYK Chemie的消泡剂。

“Texanol”是来自Eastman的聚结剂。

“Acrysol RM-2020NPR”和“Acrysol RM-8W”是来自Dow Chemical的流变改性剂。

“Proxel GXL”是来自Lonza的基于BIT的杀生物剂。

所提及的氨水溶液是pH调节剂，所提及的亚硝酸钠是闪锈抑制剂。

表3.由干TiO

将获得的涂料施用在4英寸乘以6英寸的Q-Panel钢板上以进行腐蚀测试。用丙酮将钢板脱脂两次。使用间隙为6密耳的3英寸Bird牵拉棒在脱脂钢板上流延涂膜。经涂布的板在环境条件下干燥一周后，用管道胶带覆盖暴露的裸露金属，然后用刀在涂层膜上切出交叉格。然后对涂布板进行600小时的连续盐雾测试(ASTM B117方法)。

在观察钢板的生锈情况时，用本文公开的防腐蚀颜料(实施例11、12、13和16)制成的DTM涂层在耐腐蚀性方面显然比被测试的对照颜料(实施例2、9、10和15)要好得多。

因此，对颜料、组合物和方法进行充分的适应性调整以实现所提到的目的和优点以及其中固有的那些目的和优点。上面公开的具体实施例仅是说明性的，因为本发明的颜料、组合物和方法可以对受益于本文教导的本领域技术人员显而易见的不同但等效的方式进行修改和实践。因此，显然可以对上面公开的特定说明性实施例进行改变或修改，所有这类变化都在颜料、组合物和方法的范围和精神内予以考虑。虽然颜料、组合物和方法以“包含”、“含有”、“具有”或“包括”各种组分或步骤的方式进行描述，但在一些实施例中，所述颜料、组合物和方法还可以“基本上由各种组分和步骤组成”或“由各种组分和步骤组成”。每当公开了具有下限和上限的数值范围时，具体公开了落入该范围内的任何数值和任何所包含的范围。特别地，本文公开的每个值范围(形式为“约a至约b”或等同的“大约a至b”或等同的“约a-b”)应理解为列出了涵盖在更广泛的值范围内的每个数值和范围。此外，除非专利权人另有明确和清楚的定义，否则权利要求中的术语具有其普通、通常的含义。