[发明专利]油漆分散体

说明书

本发明涉及包含硅烷化胶态二氧化硅颗粒和丙烯酸酯基基料的水性油漆分散体，制备这类分散体的方法及其用途。

发明背景

水基油漆分散体的膜形成由聚合物颗粒的聚结进行。在水蒸发期间，聚合物颗粒彼此接近，变形且形成聚合物颗粒的聚合物大分子链相互扩散以形成理想的连续干膜。聚结方法的不同步骤主要受表面张力支配。膜形成—颗粒的聚结—仅在毛细力(与分散介质的表面张力成比例)高于变形力(与聚合物的机械性质相关)并横向(外部至内部)且垂直(顶部至底部)进展时发生。该特定进展模式促进在油漆顶部形成干聚合物薄皮。该薄皮是油漆施涂期间出现的缺陷的起源。可通过降低聚结期间的表面张力或通过减缓膜形成过程的其他现象引起水基油漆的开放时间增加。

赋予增加的开放时间的油漆组合物是本领域中已知的，例如降低表面张力的含有含氟表面活性剂的组合物。由于氟基表面活性剂相当低降低表面张力，出现发泡及其他问题，例如伴随聚结以及因此的膜形成的多种问题。

理想的是提供延长开放时间使得可更便利地施涂油漆，特别是不存在任何其他出现问题，例如表面张力降低和/或发泡问题的分散体。开放时间为可在先前涂漆区域对油漆再加工的可用时间。开放时间是涂层的关键性能特性，对刷涂而言特别如此。因此可更便利地且灵活地施涂装饰性油漆。

理想的还有提供稳定油漆分散体。特别地，理想地提供可易于储存和运输而不具有沉淀或凝胶化的分散体。理想的还有提供产生该分散体的便利且便宜方法。本发明的目的是提供同时使环境影响最小化，例如避免溶剂基油漆的这类分散体。另外，理想的是维持或缩短油漆在施涂于基材上以后的干燥时间。

发明

本发明涉及制备水性油漆分散体的方法，所述方法包括将硅烷化胶态二氧化硅颗粒和丙烯酸酯基基料混合，其中SiO₂与丙烯酸酯基基料的重量比基于干重为0.02-0.2，且其中硅烷化胶态二氧化硅颗粒以这样的量混合以致通过XRF测量所述分散体中SiO₂的含量为1.05-7.5重量％，其中存在于硅烷化胶态二氧化硅颗粒中的硅烷基团衍生自含有环氧基、缩水甘油氧基、缩水甘油氧基丙基的硅烷；基于脲基的硅烷、甲基丙烯酰胺基硅烷、巯基硅烷及其组合。

SiO₂含量通过XRF(X射线荧光)，优选用Philips Magix PW2424分光计测量。优选，本发明测量二氧化硅含量的方法如下：试样制备通过用Li₂B₄O₇将试样熔融成玻璃珠粒进行。如果碳含量高，则在熔融以前将试样在空气中加热。参比试样以相同方法通过使用认证标准制备。使用XRF量化SiO₂如下进行：用由Rh管产生的γ辐射照射试样，然后通过Philips Magix DW2424分光计测量试样发射的荧光辐射的量。减少扩散的最佳试样制备为使用例如Li₂B₄O₇将试样熔融成玻璃珠粒。荧光的量通过使用基于16个尤其来自British Chemical Standards(BCS)和National Bureau of Standards(NBS)的不同认证标准建立的校准测量。优选在加入任何其他组分以前测量硅烷化胶态二氧化硅颗粒的SiO₂含量。术语“分散体”还意指包括乳化的所存在组分如丙烯酸系乳液树脂，所述组分可借助乳化剂乳化。

优选，将如下所述其他组分加入形成的分散体中。关于组分给出的量基于最终所得油漆分散体的重量含量。因此，最终油漆分散体包含这类重量含量的各组分。

优选，分散剂/润湿剂以基于油漆分散体0.05-2，最优选0.1-1.0重量％的量加入。合适的分散剂包括聚硅氧烷。

优选，聚结剂/增塑剂以基于油漆分散体0.5-5，更优选1-3重量％的量加入。可使用二醇和二醇醚，优选二醇醚。

优选，消泡剂以基于油漆分散体0.05-1，最优选0.1-0.3重量％的量加入。合适的消泡剂包括聚硅氧烷。

优选，颜料以基于油漆分散体5-40，最优选10-25重量％的量加入。合适的颜料包括无机颜料如二氧化钛、铁氧化物(红色、黄色、褐色和黑色)、氧化锌、铬颜料、群青颜料、钴颜料(钴蓝)，和有机颜料，例如偶氮颜料。