[發明專利]不含二氧化鈦的多層涂料體系

有效

• 申請號: 200910262561.8
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號: CN102108232A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 蔣思媛;李倩倩;孫家寬
• 申請（專利權）人: 羅門哈斯公司
• 主分類號: C09D133/00
• 分類號: C09D133/00;C09D5/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 樊云飛

技術領域

本發明屬于聚合物化學領域，特別是涉及一種來自于兩種以上涂料組合物的多層涂料體系。

背景技術

二氧化鈦在建筑涂料工業中是一種為基材提供遮蓋的主要顏料。因為二氧化鈦的價格不斷上漲，以及在二氧化鈦生產過程中消耗大量能量的問題，所以涂料行業技術人員從很久前就開始嘗試減少二氧化鈦的使用。在白色膠乳涂料里，二氧化鈦可以通過尋求二氧化鈦的替代物質或者調整涂料配方使之高于臨界顏料體積濃度(Critical?Pigment?Volume?Concentration，CPVC)而不犧牲它們重要的涂料表面性能來減少用量。

上述研究中一個典型的例子是在涂料配方中使用煅燒粘土來部分替換二氧化鈦(Cost?Effectiveness?of?Calcined?Clays?in?Latex?Paints，V.M.Braund，Polymers?Paint?and?Colour?Journal，October?31，1979)。后來許多其他的填料供應商致力于開發二氧化鈦的替代物質，比如ULTRACARB^TM?U5(ULTRACARB^TM?U5?in?Contract?Matt?Emulsion?Paint，Micofine?MineralsLimited，Paint&Resin，December，1989)。但是，所有這些公開的涂料配方仍然需要使用有效濃度的二氧化鈦來獲得令人滿意的不透明性或遮蓋性能同時保持其他的表面性能，比如耐污漬性、耐濕擦洗性等。

合成的不透明聚合物空心微球(Opaque?Polymer?Beads，OPB)是有效的不透明作用劑，該不透明作用劑可以根據機械和/或光學的要求從許多種空心微球中選擇。在這些空心微球中，包含微孔的空心微球可以引入一種協同作用，在光線散射總量方面為遮蓋功能提供重要貢獻。一些不透明聚合物由羅門哈斯公司(Rohm?and?Haas?Company)開發，作為聚合物型的填料對不透明性起一種積極的作用，并且不犧牲涂料漆膜的性能，如US?4,427,836，US?4,594,363，US?4,880,842和US?4,970,241所公開的。EP?1,754,729和EP?1,754,730揭示了有成膜能力的聚合物顆粒水性分散液，該聚合物顆粒在漆膜干燥以后可以提供高度的對白光的散射。但是，在這些文獻中以上的填料和含有或不含成膜能力的不透明聚合物被用作部分替代二氧化鈦，這些涂料配方仍然需要一定量的二氧化鈦用來提供遮蓋同時保持漆膜的機械性能。不然，一些重要的表面性能，如遮蓋性、光澤度、耐磨光性和耐擦洗性都會無法令人滿意。

另一方法也有質疑，調整涂料配方使顏料體積濃度超過CPVC，這會導致漆膜內在分離和不連接的顆粒間產生更多的空氣孔洞。這樣的涂料形成的漆膜因含有相互貫通的空氣孔洞導致漆膜的多孔性(porosity)增加，降低涂料質量，包括耐濕擦洗性能、耐污漬性能和耐粉化性能。

發明內容

所要解決的技術問題

本發明所要解決的問題是尋找一種不含二氧化鈦的涂層體系，這個體系同時擁有提供令人滿意的遮蓋性能而且兼有包括低光澤度、柔軟觸感、耐磨光性、易清洗性、耐沾污性和耐溶劑性在內的表面性能。

發明概述

本發明涉及一種來自不含二氧化鈦(Titanium?Dioxide，TiO₂)的水性涂料組合物的多層涂料體系。該多層涂料體系包含至少兩層涂層，包括一層底涂用來為基材提供良好的遮蓋，和另一層透明面涂為該涂料體系提供表面保護性能，比如耐污漬性能、耐沾污性能、耐擦洗性能和耐溶劑性能，以及柔軟觸感(軟觸)和低光澤。

本發明的第一個方面提供一種多層涂料體系包含一層提供基材上光學外觀的底涂和一層提供表面保護和機械性能的透明面涂，

其中，所述多層涂料體系不含二氧化鈦，

其中，所述底涂來自于一種水性涂料組合物B包括，以干重占所述組合物B總干重的重量百分比計：18％～55％的一種不透明(共)聚合物a)，每個所述(共)聚合物a)顆粒至少含有一個孔穴，和45％～82％的一種與所述(共)聚合物a)相容的成膜(共)聚合物b)，