[发明专利]用于水性涂料体系的改进了的珠光颜料

说明书

本发明涉及用于水性涂料体系的表面改进了的珠光颜料。

众所周知，当作为颜料组分含在涂料中的二氧化钛颗粒暴露在紫外线和潮气中时会引起聚合物的氧化分解，这通常称为泛白现象。为了抑制二氧化钛的这种作用，已有人建议用铬、硅、铝、锌、磷或锆的化合物涂覆或掺杂二氧化钛。

EP-A-0268918叙述了一种在二氧化钛基质颜料上具有水合氧化锆涂层的耐气候性的珠光颜料，该涂层可以通过在次磷酸盐存在下将锆盐水解获得。

EP-A-0342533叙述了一种耐气候性的珠光颜料，该珠光颜料在其二氧化钛基质颜料上具有由通过在次磷酸盐存在下水解而得的水合氧化锆和水合金属氧化物组成的面层。该金属氧化物可以是氧化钴、氧化锰或氧化铈。

这种改进了的珠光颜料在非水性涂料体系中具有足够的可分散性和耐气候性。然而，它们并不适用于可用水稀释的涂料体系，因为它们会在涂层薄膜中引起微细气泡的形成，这会显著地增加光散射从而对光泽和颜色有不良的影响。此外，映象清晰度(DOI)急剧地降低且涂层薄膜的再生能力也受到了损害。

美国专利5472491叙述了一种基于用金属氧化物涂覆了的片晶状基底和位于该金属氧化物层上的且由二氧化硅、另外至少一种元素铈、铝或锆的金属氢氧化物或金属水合物以及至少一种有机偶联剂组成的面层的珠光颜料。该偶联剂可以是铝酸锆、金属-酸酯或有机官能的硅烷。在与该颜料表面粘结之前必须先将偶联剂水解。当采用两种或多种化合物时，由于不同的水解速率而发生一些问题。此外，所加入的偶联剂中能与该颜料表面粘结的不到60％，其结果是必须相应地增加材料的用量。未偶联的部分仍留在反应介质中并会损害颜料的过滤性能。然而，为了使颜料与该涂层的粘合剂粘结，必须使颜料表面上有不同的官能团。

因此，本发明的目的是提供一种具有包含偶联剂的后涂层的珠光颜料，借助该偶联剂可以避免美国专利5472491中所述的后涂层的缺点。

根据本发明，采用基于用金属氧化物涂覆了的片晶状基底和位于金属氧化物层上的且由二氧化硅、氧化铝、氧化铈、氧化钛和氧化锆中的至少两种氧化物和/或混合氧化物以及水基低聚硅烷体系组成的面层的珠光颜料实现了上述目的。

该水基低聚硅烷体系可从EP0675128、EP0716127和EP0716128得知。它通过以下步骤制备：-将通式I的水溶性氨烷基烷氧基硅烷

       R-Si(R¹)_v(OR^1*)_3-v               (I)，优选氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷或氨丙基甲基二甲氧基硅烷，与通式IIa的水不溶性烷基三烷氧基硅烷

       R²-Si(OR^1**)₃                   (IIa)，优选丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷或异丁基三乙氧基硅烷，和/或通式III的水不溶性二烷基二烷氧基硅烷

        AA’-Si(OR^1***)₂               (III)，优选二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基丙基二甲氧基硅烷或甲基丙基二乙氧基硅烷，和/或通式II或III的水不溶性烷基三烷氧基硅烷和二烷基二烷氧基硅烷的混合物混合，式中R是带有氨基官能团的有机基团，R¹、R^1*、R^1**和R^1***是甲基或乙基，R²是具有1-8个碳原子的直链或环状或支链的烷基，A是具有1-3个碳原子的非支链或支链的烷基和A’是具有1-3个碳原子的非支链或支链的烷基，和0≤y≤1，-将水添加到该混合物中且-将该反应混合物的pH调节到1-8，以及-将早已存在和/或已在反应中产生的醇除去。

低聚硅烷体系也可以通过以下步骤制备：-将Q摩尔通式I的水溶性氨烷基烷氧基硅烷

      R-Si(R¹)_v(OR^1*)_3-v             (I)，优选氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷或氨丙基甲基二甲氧基硅烷，与M摩尔通式IIb的水不溶性烷基烷氧基硅烷混合