[发明专利]复合颜料

说明书

提供了一种涂料配方，所述涂料配方包含复合颜料，所述复合颜料选自由金属氧化物/二氧化硅，金属氧化物/硅酸盐，金属氧化物/氧化铝，金属氧化物/金属氧化物和金属氧化物/氧化锆组成的组中，其中对所述复合颜料的尺寸和含量进行选择，以增加所述涂料配方的不透明度。

技术领域

本发明通常涉及复合颜料。所述复合颜料可在涂料配方中使用，以提高该涂料配方的不透明度。

背景技术

纳米材料在各种工业中的应用在工业和学术上已经聚集了极大的兴趣。这种趋势的主要推动力是纳米材料因其接近原子的尺寸而大幅度提高最终产品的性能的能力。

例如，纳米材料已经用于涂料应用中。像纳米二氧化钛和二氧化硅等金属氧化物已被广泛用于配制聚合物涂层，以提供例如光催化和优异的耐磨性等性能。

二氧化钛(TiO₂)主要由于其出色的散射可见光的能力，是涂料工业中普遍使用的、不受质疑的颜料。因此，TiO₂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，近年来TiO₂的价格波动非常大，并且价格显著提高。这阻碍了基于TiO₂的涂料的经济竞争力。此外，外部建筑使用的常规涂料因暴露于太阳辐射下而常常遭遇“泛黄”。热带地区的高湿度和频繁降雨也会导致墙壁上的细菌和藻类的生长。

涂料的不透明度或遮盖力取决于多个因素，例如颗粒尺寸，颜料的晶相，颜料和聚合物的折射率，以及单独颜料颗粒的分散或拥挤。所有这些因素影响单独颜料颗粒对光的背散射。在涂料设计中，TiO₂的颜料拥挤效应是最重要的考虑因素。这是因为，虽然通过将TiO₂在涂料中的含量增加至某一点以上，使TiO₂赋予涂料不透明性，但也使颜料颗粒相互接近，从而干扰了这样的颜料对光进行有效地散射的能力。

为了克服颜料拥挤的问题，具有更小尺寸的体质颜料被用作间隔单元，以分离TiO₂颜料，并增加涂料的遮盖力。

将间隔材料与TiO₂颜料一起使用以改进涂料的不透明性的设想已经存在了一段时间。例如，存在一种已知的产品，其使用不同材料之间的折射率差异，以增强散射。其他已知产品物理地包覆TiO₂颜料，以增强分离效果。粘土也可用于这样的应用中，因为它们有高的表面积。然而，已难以将此类应用用于商业上，这是由于需要大量的间隔材料，导致涂料具有高的比较成本。此外，粘土作为间隔材料也易于降低最终涂料膜的光泽度，并改变涂料的流变性能。

可替代地，折射率为2.01的商业微米尺寸的氧化锌颗粒可以用作颜料。然而，商业微米尺寸的氧化锌具有较大的平均颗粒尺寸，因此，导致其具有较小的表面积。其结果是，商业微米尺寸的氧化锌对TiO₂颜料所提供的不透明度具有很小或可忽略的影响能力。此外，虽然纳米尺寸的氧化锌颗粒能提高涂料配方的不透明度，但已经显示当储存较长时间例如2-3个月时，这样的涂料配方并不稳定(如由达到凝胶点涂料配方的粘度增加所证实的)。此外，使用ZnO的水性涂料的配方需要认真考虑各种参数和材料。在水性涂料中普遍存在的碱性pH值范围内，氧化锌与TiO₂的相互作用非常强。这必然导致涂料的稳定性差，使得涂料在室温下粘度逐步增加并有可能形成不可逆胶凝。涂料在60℃下储存14天所进行的加速贮存试验经常会失败。

并且，其它颜料，如铅白、硫化锌、锌钡白和氧化锑也被用作涂料中的可替代的颜料。但是，TiO₂颜料由于其较高的折射率而总是最终被选用。

因此，需要提供一种涂料配方，其能克服或至少改进上述的一个或多个缺点。需要提供一种稳定的涂料配方，其能克服或至少改进上述的一个或多个缺点。

发明概述