具有78至85％的PVC的水性涂料組合物，除非另行指明，基于干涂層的總固體體積含量，所述涂料組合物包含：a)遮蓋性顏料粒子，其包含：i)3至10％二氧化鈦，ii)0至20％中空聚合粒子；b)非遮蓋性增量劑粒子，其包含：i)碳酸鎂鈣，和/或ii)碳酸鈣，和/或iii)霞石正長巖，和/或iv)高嶺土，其中i)+ii)+iii)+iv)=40至80％且iv)為0至20％；c)聚合物粘合劑粒子，其Fox?Tg計算值為5至25℃，具有15至65mgKOH/g聚合物的酸值，且其中該聚合物粒子衍生自丙烯酸單體，并任選進一步包含苯乙烯和/或其衍生物；d)分散劑，其具有至少3500道爾頓的重均分子量，并在下述基礎上選擇：基于二氧化鈦和增量劑粒子的重量計算，a)的除中空聚合粒子外的遮蓋性顏料粒子和b)的增量劑粒子的混合物的分散劑需求大于0.35重量％，e)短效聚結溶劑，其中所述組合物不含非短效聚結溶劑。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】改進的低二氧化鈦涂料本專利技術涉及能量含量降低的有色涂料組合物，尤其是低至中等光澤的色漆，也稱作亞光或柔光(soft sheen)漆。其特別涉及顏料體積含量為78至85%并在85°測量時具有小于30%的光澤的漆。淺色色漆通常含有高含量的二氧化鈦Ti02。這是因為這樣的淡色調主要是白色并添加少量非白色。相對于漆中使用的典型粘合劑，二氧化鈦因其高折光率而是最佳的白度來源。令人遺憾的是，TiO2需要大量能量才能從地面(ground)中提取和然后提純。實際上，在已知的淡色/淺色(例如如下所述的亞光白色和亞光淺色調)的高顏料體積含量(PVC)漆中，用于實現所需顏色和不透明度的高TiO2含量(通常10至20體積％)是漆的總能量含量的主要促成因素。能量含量是指提取、精制和制造構成漆的成分所需的能量；和制造漆本身所需的倉tfi。由于大部分能量通過化石燃料的燃燒生成，高能量含量通常造成高的二氧化碳排放一因此使用另一量度“隱性CO2 ”指示能量含量。最嚴肅的評論員也普遍承認這種排放對全球環境、尤其是氣候變化的不利影響。因此需要降低這種漆的生產中消耗的能量。一種方法是降低漆的TiO2含量。但是，這僅降低干燥涂層的不透明度，盡管各干漆涂層也可具有降低的能量含量，但需要額外的成本實現不透明度。因此，任何益處都喪失或至少顯著降低。另一些方法將一些或所有TiO2換成體質顏料，例如白堊。盡管這類增量齊U的提取和精制需要的能量少于TiO2，但這類增量劑的較低折光率非常接近漆中使用的粘合劑。因此，它們不像TiO2那樣好地散射光，為了補償降低的TiO2量，必須將更多增量劑添加到漆中以實現正確顏色和 不透明度。但是，這進一步增加PVC，最終達到了空氣被截留在干漆膜中的程度。盡管這提高了不透明度，但其也通常造成較差的抗濕擦洗性。擺脫這種困境的一種可能的方式是使用煅燒粘土，因為它具有良好的不透明度，并較不損害耐擦洗性。但是，制造煅燒粘土需要將粘土加熱至100(TC，由此消耗大量能量。這明顯不顯著節能并因此不是優選選擇。美國專利US4，277，385公開了具有75至85%的PVC的漆組合物，并進一步教導，為避免高PVC漆膜中的裂紋，該配方應不含非遮蓋性無機顏料(增量劑的另一名稱)，尤其是將它們替換成非成膜固體聚合物粒子時。但是，沒有嘗試使這些配方中的TiO2含量最小化，因此沒有克服高能量含量和高CO2排放的問題。歐洲專利申請EP0113435描述了在20至80%的PVC下具有降低的TiO2含量的水性漆。其教導了使用包含有色泡狀聚合物珠和具有微孔(但沒有顏料)的較大不透明聚合物粒子的混合物代替TiO2,同時保持光澤/耐擦洗性。但是，如該申請中指出，有色泡狀聚合物珠本身含有TiO2，并因此顯著增加TiO2含量。這幾乎無助于降低漆的總能量含量。有色泡狀聚合物珠是既含TiO2又含微孔的聚合物粒子。因此，需要改進的漆組合物，其具有降低的TiO2含量和因此低能量含量，并同時也具有良好的不透明度和良好的抗濕擦洗性。 相應地，提供了具有78至85%的PVC的水性涂料組合物，除非另行指明，基于干涂層的總固體體積含量，所述涂料組合物包含:a)遮蓋性顏料粒子，其包含i) 3 至 10% 二氧化鈦ii)0至20%中空聚合粒子b)非遮蓋性增量劑粒子，其包含i)碳酸鎂鈣和/或ii)碳酸鈣和/或iii)霞石正長巖和/或iv)高嶺土其中i)+ii)+iii)+iv)=40 至 80%且 iv)為 0 至 20%c)聚合物粘合劑粒子，其Fox Tg計算值為5至25°C，具有15至65mgK0H/g聚合物的酸值，且其中該聚合物粒子衍生自丙烯酸單體，并任選進一步包含苯乙烯和/或其衍生物d)分散劑，其具有至少3500道爾頓的重均分子量，并在下述基礎上選擇:通過下述方法測定，基于二氧化鈦和增量劑粒子的重量計算，a)的除中空聚合粒子外的遮蓋性顏料粒子和b)的增量劑粒子的混合物的分散劑需求大于0.35重量％，e)短效聚結溶劑其中所述組合物不含非短效聚結溶劑。優選地，顏料體積含量為79至85，更優選80至85，再更優選80至84，最優選81至83%。實際PVC與a)和b)總量之間的任何差值由如下定義的其它非遮蓋性體質顏料構成。優選地，所述遮蓋性顏料粒子是白色的。更優選地，所述遮蓋性顏料粒子由TiO2和中空聚合物粒子構成。再更優選地，所述遮蓋性顏料粒子僅由TiO2構成。通過公知氯化物法制成的TiO2是本專利技術中優選的，因為其制造需要的能量較低，并因此在涂料中引入較少的隱性C02。二氧化鈦優選為金紅石形式，因為銳鈦礦是較低效的散射體，因此需要更多才能實現相同的不透明度。 優選地，TiO2占組合物的3至9,更優選3至8,再更優選5至8,又更優選6至8,更優選5至7,最優選6至7體積％。中空聚合(優選球形)的粒子也可用于提供白色不透明度。合適的這樣的粒子含有粒子的30至50體積％的空隙。這種粒子可以以水分散體的形式以商品名Ropaque 獲得。但是，組合物優選含有小于10體積％的這種聚合中空球形白色顏料，因為它們顯著增加了漆的能量含量。另外，它們往往為干燥后的干漆膜提供不想要的光澤。更優選地，該組合物不含這樣的中空聚合粒子。類似地，煅燒粘土——一種白色顏料，可用作TiO2的部分替代物。但是，由于煅燒粘土的生產本身是能量密集的，因此必須小心限制配方中所用的煅燒粘土的量。為了最大程度地節能，該涂料組合物優選不含煅燒粘土。但是，優選可使用最多30體積％的煅燒粘土，更優選5至20體積％,最優選10至15體積％。也優選避免有色泡狀聚合物珠。當然，除所述其它遮蓋性顏料粒子外，還可以如下文更詳細論述的那樣將不同色調的有色遮蓋性顏料添加到本專利技術的組合物中，以產生淡色/淺色。非遮蓋性增量劑粒子是指具有與聚合物粘合劑相同或類似的折光率的無機粒子。由于微粒材料的遮蓋性強度是該材料與其分散介質的折光率差及其粒度的結果，這些增量劑基本被視為非遮蓋性劑,參見 Paint and Surface Coatings-theory and practice,第35至37頁，R.Lambourne編輯和John Wiley and Sons出版.這不是說它們完全無助于不透明度，而是與TiO2相比其作用小。增量劑通常不是純白的，并可以為涂層提供一些灰色或黃色色調。非遮蓋性增量劑粒子的合適實例包括碳酸鎂鈣、碳酸鈣、霞石正長巖、高嶺土、滑石、二氧化硅、硅藻土、云母和硫酸鈣。該非遮蓋性增量劑粒子優選選自碳酸鎂鈣、碳酸鈣、霞石正長巖和高嶺土。該非遮蓋性增量劑粒子優選選自由碳酸鎂鈣、碳酸鈣、霞石正長巖和高嶺土組成的名單。它們更優選選自由碳酸鎂鈣、碳酸鈣和高嶺土組成的組。被稱作白云石的礦物是碳酸鎂鈣CaMg(CO3)2的方便和成本有效的來源。白云石是用于本專利技術的碳酸鎂鈣的優選來源。其可以以不同平均粒度的粉末形式獲得。碳酸鈣的合適形式包括方解石，包括沉淀方解石。Socal P3是方解石形式的合適的沉淀碳酸I丐的實例。合適的重質碳酸I丐是Omyacoat 8500G。霞石正長巖可用于部分或完全替代碳酸鈣。高嶺土 Al2Si2O5(OH)4是一種類型的粘土。在該組合物中(基于干涂層)添加高于20體積％的高嶺土造成差的抗濕擦洗性。此外，在這樣高的高本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.04.27 EP 10161203.4;2010.04.27 US 61/328,3831.有78至85%的PVC的水性涂料組合物，除非另行指明，基于干涂層的總固體體積含量，所述涂料組合物包含: a)遮蓋性顏料粒子，其包含 i)3至10%二氧化鈦 ii)0至20%中空聚合粒子 b)非遮蓋性增量劑粒子，其包含 i)碳酸鎂鈣和/或 ii)碳酸鈣和/或 iii)霞石正長巖和/或 iv)高嶺土 其中 i)+ii)+iii)+iv)=40 至 80%且 iv)為 0 至 20% c)聚合物粘合劑粒子，其FoxTg計算值為5至25°C，具有15至65mgK0H/g聚合物的酸值，且其中該聚合物粒子衍生自丙烯酸單體，并任選進一步包含苯乙烯和/或其衍生物 d)分散劑，其具有至少3500道爾頓的重均分子量，并在下述基礎上選擇:基于二氧化鈦和增量劑粒子的重量計算，a)的除中空聚合粒子外的遮蓋性顏料粒子和b)的增量劑粒子的混合物的分散劑需求大于0.35重量％， e)短效聚結溶劑其中所述組合物不含非短效聚結溶劑。2.根據權利要求1的涂料組合物，其中實際PVC與a)和b)總量之間的任何差值由其它非遮蓋性增量劑粒子構成。3.根據權利要求1或權利要求2的涂料組合物，其中所述遮蓋性顏料是白色的。4.根據權利要求3的涂料組合物，其中所述白色遮蓋性顏料選自二氧化鈦和中空聚合粒子。5.根據前述權利要求任一項的涂料組合物，其中所述聚合中空球體占小于10體積％。6.根據前述權利要求任一項的涂料組合物，其中所述增量劑粒子選自由碳酸鎂鈣、碳酸鈣、霞石正長巖和高嶺土組成的組。7.根據權利要求6的涂料組合物，其中所述干涂層的總固體體積含量的20至50%包含d50 ...
【專利技術屬性】
技術研發人員：S·A·惠勒，R·巴考克，C·皮爾斯，G·杰弗森，A·D·伍茲，S·N·艾麥特，J·派雷茲阿莫羅斯，
申請(專利權)人：阿克佐諾貝爾國際涂料股份有限公司，
類型：
國別省市：
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