水性多彩涂料組合物及其制備

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1、水性多彩涂料組合物及其制備美國專利：5340389發(fā)明人：GermanoBouini受讓人：BrymoreEnterprises.S.A.1.本發(fā)明應(yīng)用領(lǐng)域本發(fā)明有關(guān)水性多彩涂料，該涂料由水性彩色球粒在水分散介質(zhì)中的稚⑻騫鉤傘?/SPAN>2.以往技術(shù)說明美國專利3458328首次公開了分散在含成膜物質(zhì)水分散介質(zhì)中的由彩色球粒水性分散體組成的多彩涂料。據(jù)此專利，含有親水膠體的顏料同不溶性介質(zhì)及反應(yīng)制得不溶于周圍分散介質(zhì)的彩色水合凝膠狀沉淀物。在不溶介質(zhì)中含的不溶性試劑如Ca、Al陽離子，硼酸鹽等，具有非膠態(tài)性。這種反應(yīng)物

2、即彩色凝膠在膜強度方面存在著固有的局限性。不適應(yīng)輥涂和刷涂，并且組分中水含量超過臨界值，會帶來沉淀物穩(wěn)定性問題。歐洲專利公開89830468.8公開了一涂料組分，該組分以上述美國專利3458328為基礎(chǔ)制備。改性后的成膜物是平均粒度＞2μm的樹脂。此組分適用輥涂和刷涂，它在高稀釋率下的長期穩(wěn)定性仍然存在固有缺點。美國專利4376654公開了一種制備多彩水性涂料的方法，在此發(fā)明中，通過使具有相反電荷的兩種離子的膠體反應(yīng)制得所要求彩色凝膠狀沉淀物。這種方法同前面使用金屬陽離子方法相比，存在著更為嚴(yán)重的缺點。此外，用膠態(tài)溶液正確控制不

3、溶物比用金屬鹽溶液更加困難。后者的反應(yīng)物濃度易于檢測。美國專利5123963和5125972公開的多彩水性涂料組分提供了彩色膠體與Al離子的反應(yīng)，這是為了達(dá)到要求的穩(wěn)定性和對刷涂的適應(yīng)性。反應(yīng)物的用量應(yīng)能滿足獲得堅硬且大量非水合彩色沉淀物，在不溶性介質(zhì)中的彩色膠體擠壓后仍保持適宜的形狀。這些產(chǎn)物在高稀釋率下雖具有良好穩(wěn)定性，但由于它在光滑表面上滑動而不適用于刷涂。再者，這種沉淀物經(jīng)脫水后有硬的稠度，主要目的是為了保持它們的初始形狀(如滴狀、星狀等)，它們同分散介質(zhì)相應(yīng)的比率相當(dāng)?shù)?。由于這些限制，象其它技術(shù)路線涂料一樣，這種涂料

4、組合物的彩色球粒不能在底材上提供連續(xù)的多彩涂膜。本發(fā)明要解決的課題本發(fā)明第一個課題是用簡單工藝克服以往技術(shù)限制，制備水性多彩涂料，該涂料含有經(jīng)膠體與不溶性試劑反應(yīng)所獲得的離散型水合彩色球粒。第二個課題是提供適應(yīng)滾涂、刷涂及噴涂的多彩涂料組合物。第三個課題是無論在分散介質(zhì)內(nèi)水量有多少，都能提供穩(wěn)定性高的水性多彩涂料組分。本發(fā)明概要本發(fā)明為達(dá)到上述目的，提供了水性多彩分散體，該分散體中的彩色沉淀物球粒被水合化，球粒是≥2種親水性陰離子膠體與≥2種金屬多價陽離子反應(yīng)產(chǎn)生。較好的陰離子膠體是羧化纖維素陰離子膠體，如羧甲基纖維

5、素鈉(CMCNa)，黃原膠如KELIAN(Kelco.CO)公司牌號)和丙烯酸的聚合物，如丙烯酸酯和丙烯酸的共聚物，如REPOLEM聚合物(R＆P公司牌號)。較好的金屬陽離子是堿土金屬離子和元素周期表中ⅧA族、ⅡA族、ⅢA族離子，還有Fe+3、Al3+、Ca2+、Mg2+。最好的陽離子是Fe+3、Al3+。本發(fā)明獲得的涂膜強度改善是這樣的，以致于使彩色球粒內(nèi)的填料量一般為3～10%w/w，可以達(dá)到20%w/w，產(chǎn)生更多的固體顆粒，這些顆粒具有錘紋結(jié)構(gòu)和良好遮蓋力及對刷涂輥涂的適應(yīng)性。如果本

6、發(fā)明的彩色沉淀物球粒周圍的成膜物質(zhì)平均粒度為4～65μm，可得到對刷涂和輥涂適應(yīng)性優(yōu)異的球粒。最好通過標(biāo)準(zhǔn)成膜乳液(參考彩色球粒制備中透露的相同反應(yīng)物制成)的不溶而獲得這些成膜粒子。本發(fā)明具體說明正如上面提及，按照本發(fā)明，涂料由分散于分散介質(zhì)的水性彩色球粒分散體構(gòu)成，形成要求顏色的顏料加到成膜物中。按照本發(fā)明，彩色球粒是通過至少含有兩種陰離子親水膠體基本介質(zhì)與至少含有兩種金屬陽離子的反應(yīng)介質(zhì)反應(yīng)制得。其中金屬陽離子選自Fe+3、Al3+、Ca2+和Mg2+。金屬陽離子的用量要求能提供水合球粒而不是硬的

7、沉淀物，同美國專利3458328方法相似，在此僅供參考。當(dāng)制備基本介質(zhì)時，將選自羧化纖維素膠體、黃原膠、丙烯酸聚合物水溶液或乳液的兩種或多種親水膠體同顏填料及成膜樹脂混合攪勻。具體講，親水膠體有羧化纖維素膠體，黃原膠體和丙烯酸酯與丙烯酸的共聚物，它們的重量比為1：1：1。一般成膜樹脂量大約占基本介質(zhì)重量的8%～40%，顏料和任意選擇的填料量如云母可以降到2.5%，最好高些，目的是獲得優(yōu)良的遮蓋力，錘紋結(jié)構(gòu)和沉淀物球粒的堅硬度。如滾涂或刷涂時基本介質(zhì)中顏填料的量通常為3～10%，可能達(dá)到20%w/w而無任何問題。本發(fā)明的奇特之處在

8、于球粒的優(yōu)異穩(wěn)定性，即使在高顏填料含量而不發(fā)生以往技術(shù)出現(xiàn)的分解脫落，甚至經(jīng)過十五年以上的穩(wěn)定性試驗和高稀釋率情況下，同樣如此。利用含有兩種或多種上述提及的金屬離子溶液制備出反應(yīng)介質(zhì)，具體說，金屬離子是Al3+和Fe3+，Al/Fe的