不透明聚合物颗粒制造技术

一种着色的不透明聚合物颗粒的含水分散体，所述颗粒包含：i.包含分散的无机颜料颗粒和分散剂的无机核；ii.包封所述核的含酸基的碱溶胀性聚合物的第一层；iii.包封所述第一层的非碱溶胀性聚合物的第二层；其中所述分散剂包含或由羟基结构部分构成，且羧基衍生自衣康酸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】不透明聚合物颗粒 本专利技术涉及改进的不透明聚合物颗粒，一种制备该改进的聚合物颗粒的方法以及 包含所述聚合物颗粒的组合物，尤其是涂料。 颜料是许多组合物，例如呈结构零件形式的塑料组件如窗框，以及涂料如实际上 任何要求颜色或白色的建筑、汽车和船只涂料中普遍存在的组分。在颜料中，二氧化钛可能 是商业应用中最常见的一种颜料。 在建筑漆领域中，消费者偏好白色或浅色至深色。在大面积如墙壁和地板上尤其 如此。作为主要的白色，该颜色包含极高水平的二氧化钛。遗憾的是，该颜料在漆中的所有 组分中具有最高的碳足迹。因此，重要的是尽可能有效地利用该颜料。 已知随着漆中二氧化钛水平的提高，添加的每克效率由于紧密相邻二氧化钛颗粒 之间的破坏性干涉而降低。此外，二氧化钛在干燥过程中的絮凝可加剧该问题。因此，控制 组合物中二氧化钛颗粒的间距对获得最大透明度/克添加的颜料而言是至关重要的。这在 以液体起始且干燥成固体膜的涂料组合物中尤其重要。颜料颗粒可在干燥过程中絮凝。 在已知的涂料组合物中，二氧化钛或其他颗粒之间的间距可受到各种因素的影 响，包括颜料体积浓度（PVC)、填料和增量剂的选择。然而，难以通过简单改变这些参数而可 靠地控制该间距。在高PVC下尤其如此。 美国公开专利申请2006/0009546(Brown)公开了一种形成不透明颗粒的方法，包 括：任选在含水分散体中提供平均直径为0. 005-5ym且折光指数为至少1. 8的颜料颗粒； 使第一聚合物经由硅烷基团连接至所述颜料颗粒的表面上；和用第二聚合物基本上包封具 有所述连接的第一聚合物的所述颜料颗粒，其中所述包封任选通过在具有所述连接的第一 聚合物的所述颜料颗粒存在下乳液聚合至少一种烯属不饱和单体而进行。 欧洲公开专利申请2161304A2(Rohm&Haas)描述了一种包封在聚合物中的不透明 颗粒，其包括：具有0. 005-5微米平均粒径和至少1. 8折光指数的颜料颗粒；用于将所述颜 料颗粒分散于含水介质中的氨基亚磷酸官能的第一聚合物；和至少部分包封所述分散的颜 料颗粒的第二聚合物。 美国公开专利申请2006/0222851 (Miyabayashi等）描述了使用包括如下步骤的 方法用多个涂层包封具有表面电荷的核材料：（1)将各自具有与核材料的表面电荷相对的 电荷的可离子聚合的表面活性剂A和/或离子单体添加至在其表面上具有电荷的核材料的 含水分散体中，随后混合；然后（2)添加可离子聚合的表面活性剂B，随后混合、乳化并向其 中添加聚合引发剂以在水中实施聚合，由此形成第一涂层；随后（3)将各自具有与第一涂 层的表面电荷相对的电荷的可离子聚合表面活性剂C和/或离子单体添加至具有第一涂层 的经涂覆物质的含水分散体中，随后混合；和随后（4)添加可离子聚合的表面活性剂D，随 后混合、乳化并添加聚合引发剂以在水中实施聚合，由此形成第二涂层。 国际申请W02011/066608公开了一种宏观控制的可逆加成-断裂链转移（或 RAFT)方法，其用于在水中聚合单体以从颜料表面形成第一聚合物，其中所述第一聚合物均 匀包封所述颜料并使该颜料颗粒稳定化，从而在水中形成稳定的含水分散体。在所述分散 体颗粒上聚合其他单体以制得碱溶胀性聚合物，且还在其上聚合更多的单体以制得可伸展 的聚合物。 所述第一聚合物、碱溶胀性聚合物和可伸展的聚合物使用RAFT方法聚合，由此形 成与颜料颗粒连接的线性嵌段共聚物。所述三个区域是共价连接的；所述第一聚合物与所 述碱溶胀性聚合物共价连接，且所述碱溶胀性聚合物与所述可伸展的聚合物共价连接。当 然，这不同于顺序乳液聚合，在顺序乳液聚合中不同的乳液聚合物未共价连接，而是在边界 处简单地物理接触。 在合适条件下提高所述溶胀性聚合物的pH值应导致所述溶胀性聚合物溶胀，且 所述可伸展的聚合物也溶胀（以容纳该提高的体积）。在干燥后，所述碱溶胀性聚合物失水 且颜料自身处于空气孔隙中。在这些情况下，由于破坏性干涉的量降低，散射且因此不透明 度改善。此外，颗粒中孔隙的存在提高了粘合剂介质和颜料之间的总体折光指数之差。 RAFT试剂具有通式⑶⑵C(SJ1):【主权项】I. 一种着色的不透明聚合物颗粒的含水分散体，所述颗粒包含：1. 包含分散的无机颜料颗粒和分散剂的无机核； ii. 包封所述核的含酸基的碱溶胀性聚合物的第一层； iii. 包封所述第一层的非碱溶胀性聚合物的第二层； 其中所述分散剂包含或由羟基结构部分构成，且羧基衍生自衣康酸。2. 根据权利要求1的含水分散体，进一步包含位于所述颜料和所述碱溶胀性聚合物之 间和/或位于所述碱溶胀性聚合物和所述非碱溶胀性聚合物之间的中间聚合物层。3. 根据权利要求2的含水分散体，包含位于所述颜料和所述碱溶胀性聚合物层之间的 中间聚合物层，且不含位于所述碱溶胀性聚合物层和所述非碱溶胀性聚合物层之间的中间 聚合物层。4. 根据权利要求2或3的含水分散体，其中所述中间聚合物层具有0. l-65mg KOH/g聚 合物的酸值，优选所述聚合物层包含苯乙烯磺酸钠。5. 根据前述权利要求中任一项的含水分散体，其中所述颜料为二氧化钛。6. 根据权利要求1-5中任一项的含水分散体，其中分散的无机颗粒具有75-300nm，优 选225-275nm的平均粒径。7. 根据权利要求6的含水分散体，其中所述分散剂具有至少1000道尔顿的重均分子 量，且其中所述聚合物分散剂的酸值为65-400mg KOH/g非挥发性分散剂（非挥发物）。8. 根据权利要求1-7中任一项的含水分散体，其中所述碱溶胀性聚合物衍生自一种或 多种选自如下组的单体：甲基丙烯酸、丙烯酸、巴豆酸、马来酸或马来酸酐、衣康酸、肉桂酸、 富马酸和丙烯酸β-羧乙酯。9. 根据权利要求1-8中任一项的含水分散体，其中所述非碱溶胀性聚合物在环境温度 为非成膜性的。10. 根据权利要求1-9中任一项的含水分散体，其中非碱溶胀性聚合物iii)的Fox Tg 为至少60 °C，优选为90-140 °C。 II. 根据权利要求1-10中任一项的含水分散体，其中所述非碱溶胀性聚合物包含选自 如下组的单体：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、乙烯基甲苯、甲基丙烯酸甲酯、丙 烯腈、甲基丙烯腈及其混合物。12. 根据权利要求11的含水分散体，其中所述非碱溶胀性聚合物包含90-100%的苯乙 稀单体。13. 权利要求1-12中任一项的含水分散体的干燥颗粒。14. 一种涂料组合物，其包含根据权利要求1-10中任一项的含水分散体或者根据权利 要求13的干燥颗粒。15. -种涂覆有根据权利要求14的涂料组合物的基材。16. -种制备本专利技术的不透明聚合物颗粒的含水分散体的方法，所述颗粒包含处于其 中的无机颜料颗粒，其包括如下步骤： i.使用酸值为至少65mg KOH/g分散剂的分散剂将无机颜料分散于含水介质中，从而 形成所述颜料于所述含水介质中的稳定含水分散体，其中所述分散剂包含或由衍生自衣康 酸的不同pKa的羧酸结构部分和羟基构成，且分散期间的pH值高于具有较低pKa的羧基结 构部分的pKa且还比所述颜料的等电点高或低至少0. 25个pH单位； ii. 将颜料分散体的pH值调节至低于步骤iii.的碱溶胀性聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种着色的不透明聚合物颗粒的含水分散体，所述颗粒包含：i.包含分散的无机颜料颗粒和分散剂的无机核；ii.包封所述核的含酸基的碱溶胀性聚合物的第一层；iii.包封所述第一层的非碱溶胀性聚合物的第二层；其中所述分散剂包含或由羟基结构部分构成，且羧基衍生自衣康酸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·S·J·威廉姆斯，S·A·惠勒，R·D·布拉德利，
申请(专利权)人：阿克佐诺贝尔国际涂料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL