[发明专利]改进的低二氧化钛涂料

说明书

本发明涉及减少的能含量的着色涂料组合物，尤其是具有低至中平光光泽的着色漆料，也称为亚光或柔和光漆料。特别是，它涉及具有78-88%颜料体积含量且具有在85°下测量小于30%的平光光泽的漆料。

浅色着色漆料通常含有高含量的二氧化钛TiO₂。这是因为这种浅色相主要是具有少量附加非白色的白色。二氧化钛因为它相对漆料中所用典型基料的高折射率而为白度的最好来源。不幸的是，TiO₂需要大量能量以将它从背景中提取，然后净化。事实上，在已知的具有柔和/浅色，例如如下文所述亚光白和亚光浅色调的高颜料体积含量(PVC)漆料中，使用高TiO₂含量(通常10-20体积%)以实现所需颜色和不透明度是漆料总能含量的主要贡献者。

能含量意指提取、精制和生产包含漆料的成分所需的能量；和生产漆料本身所需的能量。

由于大多数能量通过燃烧化石燃料产生，高能含量通常产生高二氧化碳排放—因此使用可选度量“嵌入CO₂”表示能含量。

这类排放对全球环境，尤其是气候变化的不利影响一般被多数严格解说着接受。因此，需要降低生产这类漆料中所消耗的能量。

通向该目的的一条途径是降低漆料的TiO₂含量。然而，这简单地降低了所需涂层的不透明度，并且，虽然干漆料的各涂层可能良好地具有降低的能含量，但需要其它涂层以实现不透明度。因此，任何益处损失或至少显著减少。其它途径用增量颜料如白垩代替一些或所有TiO₂。虽然这种增量剂需要比TiO₂更少的能量进行提取和精制，但这类增量剂的较低折射率非常接近漆料中所用基料。因而，它们不会使光以及TiO₂扩散，并且为补偿降低量的TiO₂，必须将更多的增量剂加入漆料中以实现合适的颜色和不透明度。然而，这进一步提高PVC，最终至空气被捕集到干漆料膜中的程度。虽然这提高了不透明度，但它还通常产生较差的耐湿擦洗性。

摆脱该困境的一种可能方法是使用煅烧粘土，因为这具有良好的不透明度且较少损害耐擦洗性。然而，煅烧粘土的生产需要将粘土加热至1000℃，由此消耗大量能量。显然，这不会产生明显的节能，因此不是优选的选择。

美国专利US 4,277,385公开了具有75-85%的PVC的漆料组合物，并进一步教导了为避免高PVC漆料膜中的破裂，配制剂应不含无遮盖性无机颜料(增量剂的另一名称)，基本上用非成膜固体聚合物颗粒代替它们。然而，没有尝试使这些配制剂中的TiO₂含量最小化，因此没有解决高能含量和高CO₂排放的问题。

欧洲专利申请EP 0113435描述了在PVC为20-80%具有降低的TiO₂含量的水性漆料。它教导了使用包含着色泡状聚合物珠粒和具有微孔的较大不透明聚合物颗粒的混合物—但非颜料，代替TiO₂，同时保持耐摩擦/擦洗性。然而，如该申请中所指出的，着色泡状聚合物珠粒本身含有TiO₂，因此显著地增加了TiO₂含量。如果有的话，这很少地降低漆料的总能含量。着色泡状聚合物珠粒为含有TiO₂和微孔的聚合物颗粒。

因此，需要具有降低的TiO₂含量和因此地低含量，同时还具有良好不透明性和良好耐湿擦洗性的改进漆料组合物。

因此，提供PVC为78-88%的水性着色涂料组合物，其除非另外指出，基于干涂层的总体积固体量，包含：

a)包含如下组分的遮盖性颜料颗粒：

i)3-10%二氧化钛，

ii)0-20%中空聚合物颗粒，

b)包含如下组分的无遮盖性增量剂颗粒：

i)碳酸钙镁和/或

ii)碳酸钙和/或

iii)霞石正长岩和/或

iv)高岭土，

其中i)+ii)+iii)+iv)=40-80%且iv)为0-20%，

c)计算的Fox Tg为25-70℃的聚合物基料颗粒，其具有15-65mg KOH/g聚合物的酸值，且其中聚合物颗粒衍生自丙烯酸单体且任选进一步包含苯乙烯和/或其衍生物，

d)具有至少3500道尔顿的重均分子量的分散剂，

e)短效聚结溶剂，

其中组合物不含非短效聚结溶剂。