[發明專利]彩色體系

有效

• 申請號: 201110201212.2
• 申請日: 2011-07-18
• 公開（公告）號: CN102337059A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 徐昶;C·凱默;林海暉;P·J·M·李奇比
• 申請（專利權）人: 星鉑聯制造公司
• 主分類號: C09D17/00
• 分類號: C09D17/00;C08F292/00
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 須一平;雷芳

技術領域

本發明一般涉及包覆基質和包括該包覆基質的體系，特別涉及包括該包覆基質的彩色體系。

背景技術

涂料、油墨、塑料和化妝品中廣泛使用鋁顏料獲得金屬效果。為獲得彩色的金屬效果，一般將鋁顏料和彩色顏料結合使用。

在涂層施工過程中可以通過多層法取得彩色金屬效果。該方法中，先在基材上施涂一層含有金屬顏料的漆/墨，然后再施涂一層彩色顏料涂層。雖然用多層法可以取得鮮艷的彩色金屬效果，但這類方法往往伴隨著較高的生產成本，因為需要輔助設備來完成附加的生產步驟。另外，過多的施涂步驟限制了產品周轉時間。而且，還得考慮解決層間相互作用問題，如生產期間和生產之后要考慮的潤濕和粘合問題。

為克服多層法帶來的這類生產復雜性和高成本問題，研究人員付出大量努力，試圖用一層體系產生彩色金屬效果。這種方法是在施工前，將彩色顏料與金屬顏料混合到一個樹脂溶液體系中。然而，這個一層法遇到了各種挑戰，而且用這種方法很難獲得理想的效果。例如，鋁顏料有很好的遮蓋力，所以，和鋁顏料在一起就需要用高濃度的彩色顏料才能獲得合適的顏色強度。由于鋁顏料的密度比通常的彩色顏料、樹脂和溶劑要高得多，所以漆/墨當中的鋁顏料往往很快與其余成分分離。而且，彩色顏料形狀各異，大小不一，從幾納米到幾百納米不等，而鋁顏料大部分都是片狀，大小從幾微米到幾百微米不等。著色劑和顏料之間在物理參數上的差異讓它們在漆/墨體系內的表現完全不同，導致在施涂過程中不會形成均勻一致的涂層。

業界因此努力研發出與彩色顏料粘附在一起的鋁顏料以緩解一層體系中彩色顏料與鋁基質分離的問題。例如，美國專利5037475利用含有至少兩種羧酸基團的可熱聚合的羧酸分子去促使有機顏料粒子吸附到鋁基質上。利用不飽和羧酸與交聯劑聚合，在彩色鋁顏料粒子上形成聚合物包覆層。在美國專利5558705中，彩色顏料首先被物理吸附到鋁基材表面上。然后用偶聯劑對鋁基質表面進行改性處理，為后續經由溶液聚合反應形成的聚合物網提供結合位點。美國專利5912283使用了一種特殊的表面處理劑，將彩色顏料包覆，促進了彩色顏料與鋁基質之間的粘合。然后應用聚合物封裝層使彩色顏料在鋁基質上的粘附保持穩定。在這些情形中，因交聯劑的存在溶液中會引發聚合以形成聚合物網而使彩色顏料穩定在其表面上。然而，用這些方法制成的彩色鋁顏料遭遇了彩色顏料與鋁基質要么濃密聚集要么嚴重分離的結果。所以，雖然市售的彩色鋁顏料，諸如Silberline’s和Showa’s?Friend?ColorTM，存在巨大的市場利益，但是它們并沒有取得多少市場意義。

發明內容

本發明揭示一種包括溶劑、包覆基質和粘附在該包覆基質上的彩色顏料的彩色體系和一種生產該彩色體系的方法。本發明的方法可有效地將所述彩色顏料粘附到所述包覆基質上。在混合、貯存、溶劑交換和施涂過程中，所制得的彩色體系中的彩色顏料與包覆基質之間只有很少量發生分離。將彩色顏料分散劑與包覆基質分散劑混合即可制得彩色金屬漆/墨。所得彩色包覆基質具有鮮艷的色彩和強烈的金屬光澤，而前面談到的那些方法是很難達到這種效果的。

在一實施例中，本發明的彩色體系可包括多種包覆基質和多種彩色顏料。所述包覆基質可以由鋁、云母和玻璃等材料制成。在一例子中，所用的每種包覆基質都可以包括被聚合物或聚合物網包覆的金屬基質，其中，所述聚合物或聚合物網可含有使之強力粘附在彩色顏料上的官能團，所用的彩色顏料是有機或無機顏料。在這一實施例中，根據滲色試驗確定，所述彩色顏料可粘附到包覆基質上。該滲色試驗包括：將彩色體系分散到一種或多種溶劑中，然后讓基質靜置沉降。這種情況下，如果彩色顏料粘附在包覆基質上，意味著上層清液幾乎沒有什么顏色，而沉降下來的基質會帶上較深的均勻的顏色。在彩色顏料滲色程度可量化的情況下，可在彩色顏料的吸光度達到最大的那個波長處分析上層清液的吸光度。從正在使用的那個具體彩色顏料所對應的吸光度/濃度校正曲線得到線性回歸方程式，根據該方程式可計算出溶劑中彩色顏料的濃度。如果顏料和溶劑的重量恒定，則根據溶劑中彩色顏料的濃度可以得到該顏料滲色量的相對測量值。

一種情況下，所述聚合物包覆層的官能度可提供與帶有相反離子電荷的彩色顏料牢固鍵合的離子電荷。在一實施例中，包覆基質的包覆層可以帶正電荷，彩色顏料可以帶負電荷。一種情況下，所述包覆層的正電荷可來源于季胺，它們能增強包覆基質和彩色顏料之間的電荷-電荷相互作用。