[发明专利]制备二氧化钛颜料研磨分散体和油漆的方法

说明书

技术领域

本发明涉及着色油漆和其它涂料组合物。

背景技术

二氧化钛是在油漆和其它涂料组合物中广泛使用但日益昂贵的颜料。在许多油漆配方中，二氧化钛代表最昂贵的单一原料。已提议多种技术和成分来减少涂料组合物配方中二氧化钛的量，同时仍提供可接受的光散射或不透明度。一种这类成分是由Dow Chemical Company供应的EVOQUE^TM预复合聚合物。目前可得到四种等级的EVOQUE产品(EVOQUE 1140、EVOQUE 1180、EXP-4340和EXP-4463)，据称它们与二氧化钛具有不同程度的反应性。据其供应商称，EVOQUE预复合聚合物“与TiO₂合并形成既改善颜料的湿遮盖效率又改善干遮盖效率的聚合物-颜料复合物”。

还据其供应商称，“需要最低水平的EVOQUE预复合聚合物来完全覆盖TiO₂的表面从而改善遮盖效率并可以用于研发稳定的配制物”。列举的最低水平有时称为“饱和水平”或“饱和吸附水平”(下文中定义)。饱和水平将取决于颜料体积浓度(PVC，也在下文定义)，在低PVC下需要较少的聚合物添加水平来达到饱和吸附水平，而在高PVC下需要较大的聚合物添加水平来达到饱和吸附水平。

一些专利描述了据称EVOQUE预复合聚合物中所存在的聚合物类似的形成复合颜料粒子的聚合物，这些专利声称在复合粒子形成期间可以存在其它共聚物，只要这些其它共聚物不抑制或基本上不干扰聚合物粒子吸附到颜料粒子即可。

目前推荐的使用EVOQUE预复合聚合物制备胶乳漆的方法是通过如下步骤来进行的：将二氧化钛分散到EVOQUE预复合聚合物、水和消泡剂的混合物中形成复合物，然后将复合物与剩余的油漆成分(包括丙烯酸胶乳漆粘合剂)合并，从而形成最终的油漆配制物。在此方法中，直到复合物形成后，才将丙烯酸胶乳漆粘合剂与复合物合并。得到的油漆或其它涂料组合物在某种程度上减少的二氧化钛颜料水平下可达到既定的颜料遮盖度，或者在既定的二氧化钛颜料水平下可达到某种程度上增加的颜料遮盖度。然而，二氧化钛原料成本的潜在的节约和颜料遮盖效率的潜在的益处因EVOQUE产品成本而被抵消。

从上文中可以理解，本领域中仍需要具有甚至更低的原料成本、甚至更高的颜料遮盖效率或兼具较低成本和较高效率的改善的含二氧化钛的涂料组合物。本文中公开和要求保护制备这种组合物的方法。

发明内容

我们已经发现，可以通过忽视上文提到的供应商的要求和说明获得在二氧化钛和形成复合颜料粒子的聚合物的低使用水平下具有优异的不透明度和遮盖力的油漆和其它涂料组合物。不希望受理论约束，我们相信如果在复合物形成期间，初始时存在低浓度的形成复合颜料粒子的聚合物，而且二氧化钛粒子和新形成的复合粒子分散在不形成所述复合物的水基乳液聚合物中，则二氧化钛可以更有效地用在含有形成复合颜料粒子的聚合物的涂料组合物中。如果需要，这也可以允许使用小于饱和水平的形成复合物的聚合物，同时仍提供有效采用二氧化钛的复合粒子。通过使用胶乳漆粘合剂或其它低成本水基乳液聚合物作为干扰聚合物，可以实现总成本减少以及等同的或甚至改善的遮盖性和其它油漆特性。

在一个方面，本发明提供一种制备二氧化钛颜料-聚合物复合粒子的颜料研磨分散体的方法，所述方法包括：

(a1)将二氧化钛粒子与含有本身不与二氧化钛粒子形成复合粒子的非水溶性成膜第一聚合物粒子的水性乳液混合，且然后

(b1)添加含有与二氧化钛粒子吸附的非水溶性成膜第二聚合物粒子的水性乳液，

或

(a2)使含有本身不与二氧化钛粒子形成复合粒子的非水溶性成膜第一聚合物粒子的水性乳液循环，和

(b2)独立且同时向所述第一聚合物粒子中添加(i)二氧化钛粒子的分散体和(ii)含有与二氧化钛粒子吸附的非水溶性成膜第二聚合物粒子的水性乳液，

由此形成与不含所述复合粒子的涂料组合物相比提供改善的涂料组合物不透明度的二氧化钛颜料-聚合物复合粒子。