[发明专利]包含聚合物-无机颗粒复合物的水性分散体及其制备方法

说明书

本发明涉及包含聚合物‑无机颗粒复合物的水性分散体及其制备方法，所述聚合物具有离子型亲水基团和疏水性长链烃基基团，并且所述聚合物与所述无机颗粒是通过共价键连接的。本发明还涉及通过干燥所述水性分散体获得的粉末状填充剂。本发明还涉及包含所述水性分散体或所述粉末状填充剂的水性涂料组合物，以及经涂布的制品。

技术领域

本发明涉及适用于水性涂料组合物的无机颗粒。具体地，本发明提供一种包含聚合物-无机颗粒复合物的水性分散体及其制备方法。本发明还涉及通过干燥所述水性分散体获得的粉末状填充剂。本发明还涉及包含所述水性分散体或所述粉末状填充剂的水性涂料组合物，以及经涂布的制品。

背景技术

近年来，随着社会的发展，人们对涂料引起的环境问题越来越关注。各国政府也通过颁布对涂料的VOC排放标准等方式鼓励使用环境友好的涂料。由于不含有机溶剂或含有少量有机溶剂，因此水性涂料在环境保护方面表现出显著的优势，使得对水性涂料的开发和应用具有非常大的吸引力。

近年来，水性涂料在市场上的应用范围不断扩大。然而，目前的水性涂料存在机械性能不足的缺陷，例如硬度、耐磨性和耐刮擦性差。通常通过向涂料中添加无机材料作为填料的方式，来克服机械性能不足的缺陷。然而，这种方式引起了至少两个问题。首先，由于无机材料与树脂材料之间的相容性相对较差，无机填料很难分散到树脂材料中。其次，涂料中所存在的无机材料容易发生沉降，尤其是在水性涂料中。业已提出，采用偶联剂对无机材料进行表面改性作为一种用来改善涂层中无机材料和树脂材料的相容性的方式。然而，通过这种简单的表面改性获得的涂料仍然存在沉降问题，尤其是在水性涂料中。因而，现有的水性涂料仍然无法满足人们的需求。

涂料工业中仍然需要提供进一步改进的适用于水性涂料组合物的无机颗粒。

发明内容

在本发明的一个方面，提供了一种水性分散体，其包含聚合物-无机颗粒复合物，所述聚合物具有离子型亲水基团和疏水性长链烃基基团，并且所述聚合物与所述无机颗粒是通过共价键连接的。

在本发明的另一个方面，提供了一种制备水性分散体的方法，其包括如下步骤：

a)提供带有一个或多个单体组分反应性官能团的无机颗粒；

b)使所述带有一个或多个单体组分反应性官能团的无机颗粒与构成聚合物的单体组分进行反应，从而获得聚合物-无机颗粒复合物，其中所述聚合物具有离子型亲水基团和疏水性长链烃基基团，并且所述聚合物与所述无机颗粒是通过共价键连接的；并且

c)采用pH调节剂调节所述复合物，从而获得所述水性分散体。

在本发明的另外一个方面，提供了一种粉末状填充剂，其是通过将根据本发明的水性分散体进行干燥获得的。

本发明还提供了一种水性涂料组合物，其包含根据本发明的水性分散体或粉末状填充剂。

另外，本发明还提供了一种经涂布的制品，其包含基材，在所述基材上涂覆有根据本发明的水性分散体或水性涂料组合物。

发明人惊讶地发现，通过使用本发明的水性分散体，无机颗粒在水性体系中的相容性问题和沉降问题得以解决。本发明的发明人还惊讶地发现，由本发明的水性分散体配制的水性涂料组合物形成的涂层具有进一步改进的硬度、耐磨性和/或耐刮擦性。

本发明的一个或多个实施方案的细节在以下的说明书中阐明。根据说明书和权利要求，本发明其它特征、目的和优点将变得清楚。

定义

在本文中使用时，除非另有说明，“一种”、“这种”、“至少一种”和“一种或多种”以及不使用数量词的情形可以互换使用。因此，例如包含“一种”添加剂的涂料组合物可以被解释为表示该涂料组合物中包含“一种或多种”添加剂。除本文中另有说明外，本文中单数形式的使用还意在包括复数形式。