[发明专利]一种涂料组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂料组合物及其制备方法。

背景技术

目前，绝大多数高温固化带有白相的有机溶剂型涂料采用钛白粉作为其 颜料。因为钛白粉作为白色色漆的颜料，热稳定性好，遮盖力强，形成的膜 层平整、细腻，打磨性也很好。但由于涂料中的钛白粉含量高导致漆膜层发 硬、发脆，从而使漆膜层的耐冲击性能降低。另外，钛白粉的价格高，于涂 料成本也不利。

纳米碳酸钙粒子是20世纪80年代发展起来的一种新型的超细固体材 料。在涂料工业中，纳米碳酸钙由于热稳定性好，价格低廉，在成膜物中起 骨架作用，可大量取代价格昂贵的钛白粉，同时降低基料粘合剂的用量，大 幅度降低成本，经济效益显著。因此，将纳米碳酸钙应用于涂料中以期改善 涂料性能是涂料界关注的热门话题之一。

纳米碳酸钙属无机材料，应用于高聚物中混合分散后，存在着碳酸钙与 高聚物界面之间的亲和性问题，并且随着粒径的减少，表面能逐渐增大，其 亲水疏油现象更加严重，在有机溶剂中团聚现象严重。为降低纳米碳酸钙的 表面能，增加其与高分子聚合物的相容性，必须对其进行表面处理。目前， 国内纳米碳酸钙的表面处理剂大多采用硬脂酸及其盐类，将其应用于涂料 中，存在以下缺陷：颗粒表面能高，处于热力学不稳定状态，极易团聚；在 有机介质中的分散性能并不好，易形成界面缺陷，导致涂膜性能下降。因此， 虽然纳米碳酸钙在近几年内已实现产业化，但纳米碳酸钙的应用主要集中在 聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)/聚乙烯(PE)等塑料中，在涂料行业， 则主要集中于建筑类水性涂料，在有机溶剂型涂料中的应用还不成熟。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中大量使用钛白粉导致涂料耐冲击性 能差和纳米碳酸钙用于有机溶剂型涂料易发生团聚的缺点，提供一种添加纳 米碳酸钙而不发生团聚并且成膜后具有优异耐冲击性能的有机溶剂型涂料 组合物及其制备方法。

本发明提供了一种涂料组合物，该涂料组合物含有热固性树脂、氨基树 脂、填料和溶剂，并选择性地含有助剂，其中，该涂料组合物还含有改性纳 米碳酸钙，所述改性纳米碳酸钙为纳米碳酸钙与含羧基的丙烯酸酯聚合物接 触的产物。

本发明还提供了上述涂料组合物的制备方法，该方法包括：将热固性树 脂、氨基树脂、填料和溶剂混合，其中，在混合时还加入改性纳米碳酸钙， 所述改性纳米碳酸钙为纳米碳酸钙与含羧基的丙烯酸酯聚合物接触的产物。

所述改性纳米碳酸钙中，含羧基的丙烯酸酯聚合物中的羧基官能团能与 碳酸钙分子反应，并以共价键相结合。当将涂料中的热固性树脂和所述改性 纳米碳酸钙混合一段时间后，含羧基的丙烯酸酯聚合物中的长链有机基团与 涂料的热固性树脂是同一性质的高分子聚合物，因此它们之间很容易产生分 子间吸引或者缠结。这样，纳米碳酸钙粒子就和热固性树脂以含羧基的丙烯 酸酯聚合物为中间段连接起来，纳米碳酸钙也就被热固性树脂分子所包裹， 粒子的高表面能得到了极大地降低。在与涂料的其他组分混合时，不易形成 界面缺陷，纳米碳酸钙也就很容易被分散在有机介质中。与传统的添加钛白 粉为颜料的氨基烘漆相比，本发明涂料组合物的耐冲击性能优异、成本低廉、 并且与底材和面漆的结合力强。

具体实施方式

本发明提供的涂料组合物含有热固性树脂、氨基树脂、填料和溶剂，并 选择性地含有助剂，其中，该涂料组合物还含有改性纳米碳酸钙，所述改性 纳米碳酸钙为纳米碳酸钙与含羧基的丙烯酸酯聚合物接触的产物。

根据本发明提供的涂料组合物，其中，以该涂料组合物的总重量为基准， 所述热固性树脂的含量可以为15-50重量％，所述氨基树脂的含量可以为 5-30重量％，所述填料的含量可以为2-25重量％，所述溶剂的含量可以为 10-50重量％，所述助剂的含量可以为0-6重量％，优选为0.2-5重量％，所 述改性纳米碳酸钙的含量可以为8-40重量％。

其中，所述纳米碳酸钙可以是传统的用硬脂酸或树脂酸及它们的盐包覆 处理的纳米碳酸钙，也可以为未经包覆处理的纳米碳酸钙。

所述含羧基的丙烯酸酯聚合物含有丙烯酸酯单体和/或甲基丙烯酸酯单 体形成的结构单元以及丙烯酸单体和/或甲基丙烯酸单体形成的结构单元，并 选择性地含有丙烯腈单体、醋酸乙烯酯单体、丙烯酰胺单体、甲基丙烯酰胺 单体和苯乙烯单体中的一种或几种形成的结构单元。