[发明专利]稳定的水性复合体组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种用来制备包含复合体颗粒的稳定的水性组合物的方法，所述方法包括在等于或低于临界复合体比例的条件下将TiO₂颗粒与吸附性乳液聚合物颗粒混合至平衡粘度范围为200-4000厘泊。本发明还涉及用来形成包含复合体颗粒的稳定的水性组合物的方法，所述方法包括：在大于2hp/kgal的混合强度之下，将TiO₂颗粒和吸附性乳液聚合物颗粒混合。本发明还提供了用来提供涂层的方法。

背景技术

二氧化钛(TiO₂)是许多油漆的昂贵组分。当在成膜和干燥的时候，使得TiO₂过于靠近的时候，TiO₂作为遮盖颜料的效率会降低。已经揭示，通过使用吸附性乳液聚合物，可以改进和强化TiO₂的间距以及所得的效率。包含带有大量吸附乳液聚合物颗粒的中心TiO₂颗粒的复合体颗粒可以使TiO₂更有效地用作遮盖颜料。

美国专利第7,179,531号揭示了一种聚合物颗粒，其具有选择的官能团或吸收性基团，这些基团可以用来制备有机-无机复合体颗粒，所述颗粒适于提供具有改进的遮盖性的干涂层。包含复合体颗粒的水性组合物的稳定性需要改进。我们发现在等于或高于临界复合体比例的条件下，将TiO₂颗粒和吸附性乳液聚合物颗粒混合至平衡粘度为200-4000厘泊，能够提供所需水平的稳定性。我们还发现在大于2hp/kgal的混合强度下混合TiO₂颗粒和吸附性乳液聚合物颗粒，可以提供所需水平的稳定性。

发明内容

在本发明的第一个方面，提供了一种用来制备包含复合体颗粒的稳定的水性组合物的方法，该方法包括：在等于或低于临界复合体比例的条件下，将TiO₂颗粒和吸附性乳液聚合物混合至平衡粘度为200-4000厘泊。

在本发明的第二个方面，提供了一种用来形成包含复合体颗粒的稳定的水性组合物的方法，该方法包括：在大于2hp/kgal的混合强度下，将TiO₂颗粒和吸附性乳液聚合物颗粒混合。

在本发明的第三个方面，提供了一种形成涂层的方法，该方法包括(a)形成本发明第一方面或第二方面的水性组合物；(b)将所述水性组合物施涂于基材；(c)对所述施涂的水性组合物进行干燥，或者使所述水性组合物干燥。

具体实施方式

本发明的第一方面和第二方面涉及一种用来制备包含复合体颗粒的稳定的水性组合物的方法。在本文中，“水性”是指水和以该介质的重量为基准计的0-30重量％的能与水混溶的化合物。在本文中，″稳定的水性组合物″表示所述水性组合物中的粗粒的量小于1000ppm，优选粗粒的量小于500ppm，更优选粗粒的量小于250ppm。

在本文中，″复合体颗粒″各自包括中心的TiO₂颗粒，大量乳液聚合物颗粒吸附在所述TiO₂颗粒的表面上。在本文中，所述复合体颗粒是通过将TiO₂颗粒与吸附性乳液聚合物颗粒混合而形成的。在本文中，″TiO₂颗粒″表示主要由TiO₂组成的颗粒，包括金红石TiO₂和锐钛矿TiO₂。所述TiO₂可以具有均匀组成，或者也可以具有含两相或更多相的非均相组成。通常，二氧化钛可具有至少一个涂层，该涂层包含二氧化硅、氧化铝、氧化锌和氧化锆中的一种或多种。我们发现特殊种类的TiO₂需要乳液聚合物中具有不同含量的吸附性单体(P-酸单体)。例如，我们发现具有较高Al∶Si比例的TiO₂品级所需混合的吸附性乳液聚合物中的共聚的吸附性单体远少于具有较低Al∶Si的TiO₂品级。

所述吸附性乳液聚合物通常包含以下单体作为共聚单元：至少一种包含吸附性基团的单体，所述吸附性基团选自含磷的酸基团(phosphorus acid group)，含磷的酸全酯基团以及聚酸侧链基团；以及它们的盐。所述吸附性乳液聚合物颗粒通常包含0.5-5重量％、优选1-4重量％、更优选1-2.5重量％的以下单体作为共聚单元(所述含量以所述乳液聚合物的重量为基准计)：含磷的酸单体，含磷的酸全酯单体，酸大分子单体；以及它们的盐；以及至少一种第二单烯键式不饱和单体。