[发明专利]聚合物封装的颗粒的含水分散体、相关的涂料组合物和涂覆的基材

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是题为“具有纳米颗粒相的微粒含水分散体和包含其涂 料组合物”的美国专利申请序列号10/876,031的部分继续，该申请要 求了于2003年6月24日提交的美国临时申请序列号60/482,167的优 先权，这两篇申请在此引入作为参考。本申请还是于2004年3月25 日提交的并且题为“制备引入硬物以掺入添加剂和/或提供动态颜色控 制的粉末涂料组合物的方法”的美国专利申请序列号10/809,764；于 2004年3月25日提交的并且题为“制备粉末涂料组合物的聚热挤出 方法”的美国专利申请序列号10/809,595；和于2004年3月25日提 交的并且题为“包括低压注射系统的制备具有动态控制的热固性粉末 涂料组合物的设备”的美国专利申请序列号10/809,639的部分继续， 这每一篇申请在此引入作为参考。

技术领域

本发明尤其涉及聚合物封装的颗粒例如纳米颗粒的含水分散 体、制备该含水分散体的方法、可用于该方法的可聚合聚合物、由该 含水分散体形成的粉末涂料组合物，和至少部分涂覆有该组合物的基 材。

背景技术

涂料组合物，例如粉末涂料组合物通常包括着色剂和/或填料 颗粒以在所得涂料中赋予颜色和/或性能。颜料颗粒彼此容易具有强的 亲合性并且除非分离，否则容易丛生在一起形成凝聚物。因此，通常 通过采用高剪切技术研磨或磨碎以破碎凝聚物而使这些凝聚物分散在 树脂质研磨载体和任选的分散剂中。如果希望纳米尺寸的颜料颗粒， 则通常需要进一步研磨以得到所希望的粒径。

颜料和填料通常由直径约0.02-2微米(即20-2000纳米)的 固体结晶颗粒组成。凝聚是纳米尺寸的颗粒颜料和填料材料(例如炭 黑)的严重问题，这特别是由于这些纳米颗粒具有相对大的表面积。 因此，可接受的这些纳米颗粒的分散通常需要过度数量的树脂质研磨 载体和/或分散剂以进行脱凝聚并且防止随后纳米颗粒的重新凝聚。

然而，最终涂料组合物中这种高含量的树脂质研磨载体和分散 剂的存在可能不利于所得的涂料。例如，高的分散剂含量被已知有助 于所得涂料的水敏性。并且，一些树脂质研磨载体例如丙烯酸类研磨 载体可能负面影响涂料性能例如抗碎落性和柔性。

通常需要用于涂覆各种类型的基材的粉末涂料组合物。这类涂 料组合物可以极大地减少或者甚至消除通常用于液体涂料组合物中的 有机溶剂的使用。当通过加热将粉末涂料组合物固化时，如果有的话， 也是极少的挥发性材料被放到周围的环境中。这是优于其中当通过加 热将涂料组合物固化时有机溶剂挥发到周围气氛中的液体涂料组合物 的一个显著优点。

还将希望提供一种其中颗粒的重新凝聚被最小化并且可以适 用于制备粉末涂料组合物的树脂封装的颗粒的含水分散体。

发明内容

在某些方面中，本发明涉及包含聚合物封装的颗粒的含水分散 体，其中聚合物封装的颗粒包括被脆性聚合物封装的颗粒。本发明还 涉及包含该聚合物封装的颗粒的粉末涂料组合物、至少部分涂覆有该 粉末涂料组合物的基材，和至少部分涂覆有多层复合涂层的基材-其中 至少一个涂层由该粉末涂料组合物沉积。

在其他方面中，本发明涉及制备聚合物封装的颗粒的含水分散 体的方法。本方法包括：(1)在含水介质中提供以下物质的混合物： (a)颗粒，(b)可聚合的烯属不饱和单体，和(c)可水分散的可聚 合分散剂，和(2)将烯属不饱和单体和可聚合的分散剂聚合以形成包 含可水分散聚合物的聚合物封装的颗粒。

在其他方面中，本发明涉及制备聚合物封装的颗粒的方法。该 方法包括：(1)在含水介质中提供以下物质的混合物：(a)颗粒， (b)可聚合的烯属不饱和单体，和(c)可水分散的可聚合分散剂； (2)将烯属不饱和单体和可聚合的分散剂聚合以形成包含含有可水分 散脆性聚合物的聚合物封装的颗粒的含水分散体；(3)从含水分散体 中除去水形成包含聚合物封装的颗粒的固体材料；和(4)将固体材料 破碎。

在其他方面中，本发明涉及制备粉末涂料组合物的方法，其包 括：(1)将包含以下物质的组分引入挤出机：(a)聚合物峰值的颗 粒的含水分散体，和(b)干燥材料；(2)在挤出机中将(a)和(b) 共混；(3)将共混物脱挥发份以形成挤出物；(3)将挤出物冷却， 和(4)将挤出物磨碎至所希望的粒径。