[發明專利]制備二氧化鈦顏料研磨分散體和油漆的方法

有效

• 申請號: 201380020941.5
• 申請日: 2013-04-22
• 公開（公告）號: CN104245856A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 斯蒂芬·M·科倫基維茨;卡爾·A·布斯
• 申請（專利權）人: 威士伯采購公司
• 主分類號: C09C3/10
• 分類號: C09C3/10
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 李劍

技術領域

本發明涉及著色油漆和其它涂料組合物。

背景技術

二氧化鈦是在油漆和其它涂料組合物中廣泛使用但日益昂貴的顏料。在許多油漆配方中，二氧化鈦代表最昂貴的單一原料。已提議多種技術和成分來減少涂料組合物配方中二氧化鈦的量，同時仍提供可接受的光散射或不透明度。一種這類成分是由Dow?Chemical?Company供應的EVOQUE^TM預復合聚合物。目前可得到四種等級的EVOQUE產品(EVOQUE?1140、EVOQUE?1180、EXP-4340和EXP-4463)，據稱它們與二氧化鈦具有不同程度的反應性。據其供應商稱，EVOQUE預復合聚合物“與TiO₂合并形成既改善顏料的濕遮蓋效率又改善干遮蓋效率的聚合物-顏料復合物”。

還據其供應商稱，“需要最低水平的EVOQUE預復合聚合物來完全覆蓋TiO₂的表面從而改善遮蓋效率并可以用于研發穩定的配制物”。列舉的最低水平有時稱為“飽和水平”或“飽和吸附水平”(下文中定義)。飽和水平將取決于顏料體積濃度(PVC，也在下文定義)，在低PVC下需要較少的聚合物添加水平來達到飽和吸附水平，而在高PVC下需要較大的聚合物添加水平來達到飽和吸附水平。

一些專利描述了據稱EVOQUE預復合聚合物中所存在的聚合物類似的形成復合顏料粒子的聚合物，這些專利聲稱在復合粒子形成期間可以存在其它共聚物，只要這些其它共聚物不抑制或基本上不干擾聚合物粒子吸附到顏料粒子即可。

目前推薦的使用EVOQUE預復合聚合物制備膠乳漆的方法是通過如下步驟來進行的：將二氧化鈦分散到EVOQUE預復合聚合物、水和消泡劑的混合物中形成復合物，然后將復合物與剩余的油漆成分(包括丙烯酸膠乳漆粘合劑)合并，從而形成最終的油漆配制物。在此方法中，直到復合物形成后，才將丙烯酸膠乳漆粘合劑與復合物合并。得到的油漆或其它涂料組合物在某種程度上減少的二氧化鈦顏料水平下可達到既定的顏料遮蓋度，或者在既定的二氧化鈦顏料水平下可達到某種程度上增加的顏料遮蓋度。然而，二氧化鈦原料成本的潛在的節約和顏料遮蓋效率的潛在的益處因EVOQUE產品成本而被抵消。

從上文中可以理解，本領域中仍需要具有甚至更低的原料成本、甚至更高的顏料遮蓋效率或兼具較低成本和較高效率的改善的含二氧化鈦的涂料組合物。本文中公開和要求保護制備這種組合物的方法。

發明內容

我們已經發現，可以通過忽視上文提到的供應商的要求和說明獲得在二氧化鈦和形成復合顏料粒子的聚合物的低使用水平下具有優異的不透明度和遮蓋力的油漆和其它涂料組合物。不希望受理論約束，我們相信如果在復合物形成期間，初始時存在低濃度的形成復合顏料粒子的聚合物，而且二氧化鈦粒子和新形成的復合粒子分散在不形成所述復合物的水基乳液聚合物中，則二氧化鈦可以更有效地用在含有形成復合顏料粒子的聚合物的涂料組合物中。如果需要，這也可以允許使用小于飽和水平的形成復合物的聚合物，同時仍提供有效采用二氧化鈦的復合粒子。通過使用膠乳漆粘合劑或其它低成本水基乳液聚合物作為干擾聚合物，可以實現總成本減少以及等同的或甚至改善的遮蓋性和其它油漆特性。

在一個方面，本發明提供一種制備二氧化鈦顏料-聚合物復合粒子的顏料研磨分散體的方法，所述方法包括：

(a1)將二氧化鈦粒子與含有本身不與二氧化鈦粒子形成復合粒子的非水溶性成膜第一聚合物粒子的水性乳液混合，且然后

(b1)添加含有與二氧化鈦粒子吸附的非水溶性成膜第二聚合物粒子的水性乳液，

或

(a2)使含有本身不與二氧化鈦粒子形成復合粒子的非水溶性成膜第一聚合物粒子的水性乳液循環，和

(b2)獨立且同時向所述第一聚合物粒子中添加(i)二氧化鈦粒子的分散體和(ii)含有與二氧化鈦粒子吸附的非水溶性成膜第二聚合物粒子的水性乳液，

由此形成與不含所述復合粒子的涂料組合物相比提供改善的涂料組合物不透明度的二氧化鈦顏料-聚合物復合粒子。