復(fù)合顏料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明通常設(shè)及復(fù)合顏料。所述復(fù)合顏料可在涂料配方中使用，W提高該涂料配 方的不透明度。
【背景技術(shù)】
[0002] 納米材料在各種工業(yè)中的應(yīng)用在工業(yè)和學(xué)術(shù)上已經(jīng)聚集了極大的興趣。運(yùn)種趨勢(shì) 的主要推動(dòng)力是納米材料因其接近原子的尺寸而大幅度提高最終產(chǎn)品的性能的能力。
[0003] 例如，納米材料已經(jīng)用于涂料應(yīng)用中。像納米二氧化鐵和二氧化娃等金屬氧化物 已被廣泛用于配制聚合物涂層，W提供例如光催化和優(yōu)異的耐磨性等性能。
[0004] 二氧化鐵(Ti〇2)主要由于其出色的散射可見(jiàn)光的能力，是涂料工業(yè)中普遍使用 的、不受質(zhì)疑的顏料。因此，Ti〇2具有非常高的折射率，并且已被普遍用于提高涂料的不透 明度。但是，近年來(lái)Ti化的價(jià)格波動(dòng)非常大，并且價(jià)格顯著提高。運(yùn)阻礙了基于Ti化的涂料的 經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。此外，外部建筑使用的常規(guī)涂料因暴露于太陽(yáng)福射下而常常遭遇"泛黃"。熱帶 地區(qū)的高濕度和頻繁降雨也會(huì)導(dǎo)致墻壁上的細(xì)菌和藻類的生長(zhǎng)。
[0005] 涂料的不透明度或遮蓋力取決于多個(gè)因素，例如顆粒尺寸，顏料的晶相，顏料和聚 合物的折射率，W及單獨(dú)顏料顆粒的分散或擁擠。所有運(yùn)些因素影響單獨(dú)顏料顆粒對(duì)光的 背散射。在涂料設(shè)計(jì)中，Ti〇2的顏料擁擠效應(yīng)是最重要的考慮因素。運(yùn)是因?yàn)椋m然通過(guò)將 Ti化在涂料中的含量增加至某一點(diǎn)W上，使Ti化賦予涂料不透明性，但也使顏料顆粒相互接 近，從而干擾了運(yùn)樣的顏料對(duì)光進(jìn)行有效地散射的能力。
[0006] 為了克服顏料擁擠的問(wèn)題，具有更小尺寸的體質(zhì)顏料被用作間隔單元，W分離 Ti化顏料，并增加涂料的遮蓋力。
[0007] 將間隔材料與Ti化顏料一起使用W改進(jìn)涂料的不透明性的設(shè)想已經(jīng)存在了一段 時(shí)間。例如，存在一種已知的產(chǎn)品，其使用不同材料之間的折射率差異，W增強(qiáng)散射。其他已 知產(chǎn)品物理地包覆Ti化顏料，W增強(qiáng)分離效果。粘±也可用于運(yùn)樣的應(yīng)用中，因?yàn)樗鼈冇懈?的表面積。然而，已難W將此類應(yīng)用用于商業(yè)上，運(yùn)是由于需要大量的間隔材料，導(dǎo)致涂料 具有高的比較成本。此外，粘±作為間隔材料也易于降低最終涂料膜的光澤度，并改變涂料 的流變性能。
[000引可替代地，折射率為2.Ol的商業(yè)微米尺寸的氧化鋒顆?？蒞用作顏料。然而，商業(yè) 微米尺寸的氧化鋒具有較大的平均顆粒尺寸，因此，導(dǎo)致其具有較小的表面積。其結(jié)果是， 商業(yè)微米尺寸的氧化鋒對(duì)Ti化顏料所提供的不透明度具有很小或可忽略的影響能力。此 夕h雖然納米尺寸的氧化鋒顆粒能提高涂料配方的不透明度，但已經(jīng)顯示當(dāng)儲(chǔ)存較長(zhǎng)時(shí)間 例如2-3個(gè)月時(shí)，運(yùn)樣的涂料配方并不穩(wěn)定（如由達(dá)到凝膠點(diǎn)涂料配方的粘度增加所證實(shí) 的）。此外，使用化0的水性涂料的配方需要認(rèn)真考慮各種參數(shù)和材料。在水性涂料中普遍存 在的堿性抑值范圍內(nèi)，氧化鋒與Ti化的相互作用非常強(qiáng)。運(yùn)必然導(dǎo)致涂料的穩(wěn)定性差，使得 涂料在室溫下粘度逐步增加并有可能形成不可逆膠凝。涂料在60°C下儲(chǔ)存14天所進(jìn)行的加 速膽存試驗(yàn)經(jīng)常會(huì)失敗。
[0009] 并且，其它顏料，如鉛白、硫化鋒、鋒領(lǐng)白和氧化錬也被用作涂料中的可替代的顏 料。但是，Ti〇2顏料由于其較高的折射率而總是最終被選用。
[0010] 因此，需要提供一種涂料配方，其能克服或至少改進(jìn)上述的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)。需要 提供一種穩(wěn)定的涂料配方，其能克服或至少改進(jìn)上述的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)。
[00川發(fā)明概述
[0012] 根據(jù)第一個(gè)方面，提供了一種涂料配方，所述涂料配方包含復(fù)合顏料，所述復(fù)合顏 料選自由金屬氧化物/二氧化娃、金屬氧化物/娃酸鹽、金屬氧化物/氧化侶、金屬氧化物/金 屬氧化物和金屬氧化物/氧化錯(cuò)組成的組，其中，對(duì)所述復(fù)合顏料的尺寸和含量進(jìn)行選擇， W提高所述涂料配方的不透明度。
[0013] 該復(fù)合顏料可W具有不透明特性，因此可用于保持或增強(qiáng)涂料或涂料配方的不透 明度。由于復(fù)合顏料的不透明特性，該復(fù)合顏料可減少在涂料配方中所需要的二氧化鐵的 量。因此，該復(fù)合顏料可W是二氧化鐵的可替代物。由于使用復(fù)合顏料來(lái)代替更昂貴的二氧 化鐵，生產(chǎn)涂料或涂料配方的成本可W被有效地降低。
[0014] 當(dāng)復(fù)合顏料提高了涂料配方的不透明度時(shí)，復(fù)合顏料可W不影響涂料配方的穩(wěn)定 性。因此，該復(fù)合顏料可至少保持涂料配方的穩(wěn)定性，或者可W增加涂料配方的穩(wěn)定性。因 此，復(fù)合顏料可W是能夠提高涂料配方的不透明度，同時(shí)不影響涂料配方的穩(wěn)定性，或?qū)ν?料配方的穩(wěn)定性沒(méi)有任何不利影響。運(yùn)是與現(xiàn)有技術(shù)中的不透明度增強(qiáng)劑相比的結(jié)果，在 現(xiàn)有技術(shù)中，涂料配方的穩(wěn)定性隨時(shí)間降低。
[0015] 當(dāng)存儲(chǔ)了一段時(shí)間時(shí)，復(fù)合顏料可能可W保持或提高涂料或涂料配方的穩(wěn)定性。 該復(fù)合顏料可W使涂料或涂料配方抵抗粘度的變化。在儲(chǔ)存一段時(shí)間期間，該復(fù)合顏料可 W阻止或至少降低涂料或涂料配方的凝膠化或凝聚。
[0016] 在第二個(gè)方面，提供了一種用于配制涂料配方的方法，所述方法包括在涂料配方 中加入有效含量的復(fù)合顏料的步驟，所述復(fù)合顏料選自由金屬氧化物/二氧化娃、金屬氧化 物/娃酸鹽、金屬氧化物/氧化侶、金屬氧化物/金屬氧化物和金屬氧化物/氧化錯(cuò)組成的組 中，W增加所述涂料配方的不透明度。
[0017] 在第=個(gè)方面，提供了 一種復(fù)合顏料，其包括第一組分和第二組分，其中所述第一 組分為金屬氧化物，所述第二組分選自由二氧化娃，娃酸鹽，氧化侶，金屬氧化物和氧化錯(cuò) 組成的組中。
[001引 定義
[0019] 在本文中所使用的單詞或術(shù)語(yǔ)應(yīng)具有下述指明的含義：
[0020] "納米尺寸"一詞應(yīng)被廣泛地解釋為設(shè)及小于約lOOOnm，小于約300加1，在約200皿 至約300之間，在約5nm至約200nm之間，或小于約IOOnm的顆粒的平均顆粒尺寸。顆粒尺寸可 指基本上為球形的顆粒的直徑。所述顆?？蒞是非球形的，顆粒尺寸的范圍可W是指該顆 粒相對(duì)于球形顆粒的當(dāng)量直徑。
[0021] 術(shù)語(yǔ)"不透明度"，W及它們的語(yǔ)法變體，用于指示涂層對(duì)光的不透過(guò)性。
[0022] 術(shù)語(yǔ)"穩(wěn)定的"，當(dāng)提到涂料或涂料配方時(shí)，指涂料或涂料配方（即使被儲(chǔ)存很長(zhǎng)一 段時(shí)間）被攬拌W形成均勻的液體的能力。涂料或涂料配方的粘度可W是涂料或涂料配方 的穩(wěn)定性的度量，使得穩(wěn)定的涂料或涂料配方被認(rèn)為是在儲(chǔ)存期間其粘度基本保持恒定或 基本上不增加的涂料或涂料配方。在加速膽存試驗(yàn)中，穩(wěn)定的涂料是粘度增加約低于20KU 單位的涂料。為避免疑義，在儲(chǔ)存一段時(shí)間后導(dǎo)致凝膠化或凝聚的任何涂料或涂料配方都 被認(rèn)為是"不穩(wěn)定的"。
[002；3]詞"基本上"不排除"完全"，例如"基本上不含"Y的組合物可能完全不含Y。必要時(shí)， 可W將詞"基本上"從本發(fā)明的限定中省略。
[0024] 除非另有說(shuō)明，術(shù)語(yǔ)"包括"和"包含"，及其語(yǔ)法的變體，意在表示"開(kāi)放"或"包括" 的語(yǔ)言，使得它們包括所引用的要素，但也允許包含額外的、未列舉的要素。
[0025] 如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)"約"，在配方的組分的濃度的上下文中，通常是指所述值 的±5%，更典型的指所述值的±4%，更典型指所述值的±3%，更典型地，指所述值的± 2%，甚至更典型地指所述值的± 1 %，并且甚至更典型地指所述值的±0.5%。
[0026] 在貫穿本公開(kāi)的內(nèi)容中，某些實(shí)施例可W W范圍形式公開(kāi)。但是應(yīng)當(dāng)理解的是，范 圍形式的描述僅僅是為了方便和簡(jiǎn)潔，不應(yīng)該被解釋為對(duì)所公開(kāi)的范圍的硬性限制。因此， 范圍的描述應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包括具體公開(kāi)的所有可能的子范圍W及該范圍內(nèi)的單獨(dú)的數(shù)值。例 如，范圍的描述，例如從巧化的范圍，應(yīng)被看做具有具體公開(kāi)的子范圍，如從1至3,從1至4， 從1至5，從2至4，從2至6，從3至6等，W及該范圍內(nèi)的單獨(dú)的數(shù)值，例如，1，2，3，4，5和6。該適 用與范圍的寬度無(wú)關(guān)。
[0027] 在本文中可W對(duì)某些實(shí)施例進(jìn)行廣泛和概括性的描述。落入一般性公開(kāi)范圍內(nèi)的 每個(gè)更窄的種類和亞屬分組也構(gòu)成本公開(kāi)的一部分。運(yùn)包括對(duì)帶有附帶條