[发明专利]包括致密化的热解金属氧化物的填料体系

说明书

技术领域

本发明涉及包含致密化的热解金属氧化物的能固化的涂料组合物。

背景技术

金属氧化物粉末通常用于聚合物中以改变所得复合材料的机械性能或其它性能。例如，热解二氧化硅是公知的常用于改善有机橡胶和硅橡胶及密封剂的物理性能的增强填料。热解二氧化硅通常具有约25kg/m³～64kg/m³的倾倒(pour)堆积密度。这样的低堆积密度粉末的主要缺点在于，它们的运输和储存相对昂贵。此外，由于与本体(未粉末化的)材料相比低堆积密度粉末的质量/体积相对低，因而，将所需的量进料到配混设备中可花费长时间，从而增加了填充产品如密封剂的生产时间。

为了克服该问题，可通过各种方法来提高金属氧化物粉末的堆积密度。例如，美国专利No.6,156,285公开了使用螺杆进料器来压缩粒状二氧化硅(然后使其与有机硅组合以形成密封剂)的方法。同样地，美国专利No.4,307,023公开了可使用球磨机、辊或用于有机硅密封剂和嵌缝胶(caulk)的真空方法将热解二氧化硅压实。

使金属氧化物粉末致密化的一些方法不但降低粉末的堆积密度，而且还简化热解金属氧化物的结构。如上所述，这样的金属氧化物粉末可用于密封剂中。此外，认为在涂料和漆中使用变构化的(destrctured)金属氧化物是有利的，因为变构化的金属氧化物不使涂料体系增稠(增稠降低了涂料体系的铺展性)(参见，例如，美国专利公开No.2002-0077388)。在美国专利No.6,020,419中也公开了通过用于漆的喷射分散而分散的解附聚的金属氧化物。该经喷射分散的氧化物避免了可存在于机械变构化的金属氧化物粉末中的污染物，但其仍然使用解附聚作用以降低完全结构化的金属氧化物的触变效应。

虽然用于改变热解金属氧化物密度的方法是已知的，但仍然需要这样的热解金属氧化物：其改善其中结合有该热解金属氧化物的聚合物复合材料的机械性能且不牺牲或降低这样的复合材料的透明度。此外，仍然需要这样的热解金属氧化物：其易于分散在聚合物或树脂前体中而不显著提高粘度和降低铺展性，从而提供了以前已知的热解金属氧化物的有利的替代物。

发明内容

在一个方面中，本发明为能固化的涂料组合物。该能固化的涂料组合物包含聚合物前体和致密化的热解金属氧化物，所述热解金属氧化物相对于所述聚合物前体和所述致密化的热解金属氧化物的总重量为至少6重量％，所述致密化的热解金属氧化物的DBP值为相同组成、表面积和表面化学的未致密化的热解金属氧化物的DBP值的至少65％。所述能固化的涂料组合物的粘度为具有相同组分以及相同重量分数的未致密化的热解金属氧化物的组合物的至多70％。

所述致密化的热解金属氧化物可为包括如下产物、基本上由如下产物组成、或由如下产物组成的改性的致密化热解金属氧化物：所述产物由致密化的热解金属氧化物颗粒与疏水化试剂之间的接触而形成。或者，所述致密化的热解金属氧化物可为致密化的改性热解金属氧化物，所述改性热解金属氧化物包括如下产物、由如下产物组成、或基本上由如下产物形成：所述产物由热解金属氧化物颗粒与所述疏水化试剂之间的接触而形成。

所述聚合物前体可为如下的前体：硅橡胶、环氧树脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯、聚烯烃、任意这些物质的共聚物、或者任意这些物质的混合物。可将所述聚合物前体溶于溶剂中。所述能固化的涂料组合物能通过如下固化：暴露于升高的温度、暴露于电磁辐射、在室温下暴露于引发剂、或者蒸发其中悬浮或溶解有所述聚合物前体的溶剂。

所述致密化的热解金属氧化物的振实密度可为具有相同表面积、组成和表面化学但未经致密化或变构化的热解金属氧化物的振实密度的1.75～4倍。所述热解金属氧化物可选自热解氧化铝、热解二氧化硅、热解氧化锆、热解二氧化钛、热解二氧化铈、热解氧化锌、以及任意这些物质彼此的混合物。所述能固化的涂料组合物可固化形成为透过至少85％的具有400～700nm波长的电磁辐射的固化涂层。

在另一方面中，本发明为能固化的涂料组合物。该能固化的组合物包含聚合物前体和致密化的热解金属氧化物。当将所述能固化的涂料组合物沉积在基材上并固化形成固化涂层时，所述固化涂层在具有CS-10轮的TaberAbraser中、在1000g负载下研磨1000次循环后表现出低于50mg的重量损失。