[發明專利]一種耐候性珠光顏料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201510833697.5
• 申請日: 2015-11-26
• 公開（公告）號: CN105295450A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 謝秉昆;曹志成;費明;陳繼威
• 申請（專利權）人: 福建坤彩材料科技股份有限公司
• 主分類號: C09C1/40
• 分類號: C09C1/40;C09C1/28;C09C3/06;C09C3/12;C09C3/08;C09C3/10;C09D7/12
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 唐曙暉

技術領域

本發明涉及一種耐候性(或稱作耐候級)珠光顏料的制備方法，確切地說是采用原子轉移自由基聚合方法(ATRP)對珠光顏料進行表面包覆聚合物改性。

背景技術

珠光顏料以其獨特的光學效果和性質，廣泛應用于涂料、塑料、陶瓷、造紙、皮革、玻璃、化妝品等領域。隨著社會的進步及應用領域的拓展，對珠光的使用性能提出了要求。尤其表現在涂料應用領域(汽車漆、建筑外墻漆等)，珠光顏料在紫外線、水、氧情況下自身的顏色及性能會發生變化，甚至于會引起有機基體的加速降解(例如頂層包覆二氧化鈦的珠光顏料)。因此，必須對珠光顏料進行保護涂層的處理，以滿足使用要求。

對于提高珠光顏料的耐候性能，采用包覆氧化物和一維的有機物表面處理。分為兩步進行：其一、通過液相沉積氧化物或者氫氧化物(氧化鋁、氧化鈰、氫氧化鋁、氫氧化鈰、二氧化硅的兩種或者兩種以上)于珠光顏料表面；其二、在表面進一步通過硅烷偶聯劑或者活性有機硅聚合物。國內外學者開展了一定的研究工作且相關研究成果已轉化為產品。但是，在方法的第二步研究中也僅局限于硅烷偶聯劑的水解鍵合或者低分子量的線性聚合物化學鍵合，例如：CN101389713B、EP1203795、EP0888410B1、CN103459516A等。然而采用原子轉移自由聚合方法在第二步對珠光顏料進行表面改性的研究國內外未見報道。原子轉移自由基聚合方法能精確控制聚合物的結構單元排列及數目。通過調整聚合單體以及結構單元數目能準確的控制改性粉體的親水親油值。可根據實際達到量應用需要，進行粉體修飾用聚合物的結構設計去求滿足性能要求，實現珠光顏料在樹脂基體中三維分散，即達到量體裁衣的效果。

發明內容

本發明旨在提供一種耐候性或耐候級珠光顏料的制備方法，該法首先通過金屬鹽(鋁、鈰)的水解液相沉積于珠光顏料表面形成無機包覆層。然后在此基礎進一步采用有機物修飾表面，接枝能引發單體的官能團，進而引發單體的自由基聚合形成三維的有機物包覆層。該技術關鍵在于以修飾過的珠光顏料為引發劑，采用活性聚合方法引發可聚合油性單體制備出無機/有機包覆的耐候性顏料。所述的活性聚合為自由基聚合或原子轉移自由基聚合。

根據本發明的第一種實施方案，提供一種耐候性珠光顏料，它是通過包括以下步驟的制備過程獲得的：

1)通過在(B)珠光顏料的存在下讓鋁和/或鈰的水溶性鹽發生水解，從而在(B)珠光顏料的表面上包覆鋁和/或鈰的氧化物和/或氫氧化物的膜層，以制備(B1)第一改性珠光顏料，

2)是通過使用(A)修飾劑或改性劑對(B1)第一改性珠光顏料進行表面修飾或改性，使得(B1)第一改性珠光顏料具有能夠引發自由基聚合的官能團(g1)(如α-溴代叔丁基官能團)，獲得修飾的(B2)第二改性珠光顏料，

3)然后利用所獲得的(B2)第二改性珠光顏料的官能團(g1)(如α-溴代叔丁基官能團)引發(C)含環氧基團的親油性不飽和單體進行聚合反應，獲得耐候性珠光顏料產品。

在以上步驟1)中，在鋁和/或鈰的水溶性鹽的水解過程中，在(B)珠光顏料的表面上液相沉積了鋁和/或鈰的氧化物和/或氫氧化物的膜層。從而得到包覆了鋁和/或鈰的氧化物和/或氫氧化物的膜層的(B1)第一改性珠光顏料。

一般，以上所述的(B)珠光顏料是選自于天然云母基材的珠光顏料、合成云母基材的珠光顏料、玻璃基材的珠光顏料、氧化鋁基材的珠光顏料或氧化鐵基材的珠光顏料中的一種或兩種或更多種。

所述耐候性珠光顏料產品具有核-殼結構。它是無機/有機包覆的耐候性顏料。其中殼體是親油性單體的低聚物。低聚物的數均分子量一般是在200-5000，優選300-4000，更優選400-800。

優選的是，金屬鋁和/或鈰的水溶性鹽是氯化鋁、氯化鈰、硫酸鋁或硫酸鈰中的一種或兩種或多種。

優選的是，(A)修飾劑或改性劑是以下(A1)與(A2)的結合：

(A1)具有官能團(例如氨基或羥基或巰基)的硅烷偶聯劑類，和

(A2)含有(g1)可引發自由基聚合的一種自由基引發官能團(如α-溴代叔丁基官能團)和含有(g2)可與硅烷偶聯劑類的官能團(例如氨基或羥基或巰基)進行反應的一種反應基團(如羧基或酰鹵基團)的有機化合物。