[发明专利]制备含颜料颗粒的水分散体的方法

说明书

本发明涉及制备含有颜料和包围或包埋颜料的氨基塑料树脂的颜料颗粒的水分散体的方法。本发明还涉及可通过所述方法获得的水分散体和所述水分散体用于将水性液体涂料组合物着色的用途。本发明的方法包含下列步骤：i)提供粗粒形式的颜料的水性悬浮液和对所述水性悬浮液施以研磨以在聚合分散剂存在下将颜料粗粒粉碎到通过激光衍射测定的低于1500nm的粒径d(v 0.9)；ii)在步骤i)中获得的粉碎颜料颗粒的水性悬浮液中或在步骤i)的研磨过程中进行氨基塑料预缩合物的缩聚，其中在低于pH 5.5的pH下在酸催化剂存在下进行缩聚。

本发明涉及制备含有颜料和包围或包埋颜料的氨基塑料树脂的颜料颗粒的水分散体的方法。本发明还涉及可通过所述方法获得的水分散体和所述水分散体用于将水性液体涂料组合物着色的用途。

颜料通常是包含一次颗粒、聚集体和附聚物的混合物的有机或无机干粉。对于工业和消费涂料组合物，无论是溶剂型还是水性的，应该将颜料均匀分散在涂料组合物中以确保最终涂层的均匀外观。为了适当分散，颜料通常在载色剂(vehicle)中润湿、解聚(disaggregated)和松团(de-agglomerated)以获得颜料颗粒的分散体。润湿涉及将颜料并入载色剂中以用颜料-载色剂界面替代颜料-空气界面。分散剂促进颜料由于颜料-溶液界面处的表面活性而进入分散状态。分散剂也暂时稳定颜料分散体以防止颜料颗粒再聚集和再附聚。理想的颜料分散体由降低任何聚集体和附聚物的尺寸后的颜料颗粒的均匀悬浮液构成。

含有颜料和填料和液体载色剂的液体颜料组合物用于几乎无限数量的不同技术用途，特别是用于将液体涂料组合物，包括溶剂型和水性漆、重防腐涂料、汽车涂料或印刷墨水着色等着色。

颜料通常由直径大约0.02至2μm的固体颗粒构成。颜料颗粒倾向于对彼此具有强亲和力，并且如果没有例如通过合适的分散剂稳定化，倾向于团聚在一起并形成大附聚物。因此，颜料颗粒和附聚物可具有足够大以散射可见光的平均粒度，由此使涂层浑浊和暗沉。相反，具有500nm或更低，特别是200nm或更低的粒度(d(v 0.5)值)的颗粒形式的颜料通常提供更强更明亮的颜色，即使在混合不同颜色的颜料以实现中间颜色时。但是，附聚对此类颜料而言是严重问题，因为表面积随粒度降低而提高，因此表面张力和附聚倾向提高。因此，小颗粒颜料的可接受的分散体通常需要大量的树脂质研磨载色剂和/或颜料分散剂实现松团和防止随后再附聚。但是，如此高量的树脂质研磨载色剂和颜料分散剂的存在对所得涂层有害。例如，高量分散剂可能由于此类分散剂的高极性而促进所得涂层的水敏感性，而某些树脂质研磨载色剂可不利地影响涂层性能属性，如抗碎裂性和柔性。

当用液体颜料分散体将液体基础制剂着色时，液体颜料分散体被漆料(paintvehicle)稀释，这可能导致颜料颗粒失稳定和附聚，因为分散剂可能从颜料颗粒的表面脱附。此外，分散剂或颜料颗粒与基础制剂中的表面活性剂的相互作用可能造成附聚。

WO 2005/000914提出通过在水性介质中将纳米颗粒颜料与烯属不饱和单体和聚合物混合、对该混合物施以高剪切应力以形成含有单体、聚合物和颜料纳米颗粒的微粒、接着烯属不饱和单体的自由基聚合来制备颜料纳米颗粒的水分散体。WO 2005/000914的方法需要显著量的聚合物并且只能制备含有基于颜料量计显著量的聚合物并具有较低颜料浓度的水性颜料分散体。

US 2013/0065996描述了被具有高介电常数的交联聚合物包封的颜料颗粒的水分散体的制备，其包含提供用烯属不饱和基团官能化的颜料，接着将该官能化聚合物与烯属不饱和疏水单体、交联单体、颗粒稳定剂和溶剂如水混合，对该混合物施加剪切力和实施聚合。该方法相当麻烦，因为其要求用乙烯类基团将颜料颗粒的表面官能化。这种方法是麻烦的并且不能大规模制备水性颜料分散体。

偶有描述将颜料和染料包埋到交联氨基塑料聚合物的基质中，以获得表现出改进的与要着色的材料的相容性和/或改进的抗降解稳定性的颜料粉末。

例如，GB 431168公开了如下制备颜料粉末：通过加热分散在脲醛树脂的溶液中以获得悬浮液的颜料粉末，将其蒸发成含颜料的粉末。所得颜料粉末稳定以防止由水和光造成的降解。颜料在氨基塑料聚合物中的浓度相当小。