用一种或多种聚合物和一种或多种硅烷涂覆的干涉颜料制造技术

本发明专利技术涉及基于基材的具有功能性多层结构的粒子，其特征在于基材涂覆有由一种或多种聚合物构成的一个或多个层和由一种或多种硅烷构成的一个或多个层，并涉及其制备方法，及其用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及基于基材的具有功能性多层结构的粒子，其特征在于基材涂覆有由一种或多种聚合物构成的一个或多个层和由一种或多种硅烷构成的一个或多个层，涉及其制备方法，和涉及其用途。
技术介绍
在一系列工业体系和材料中，渐增地使用能够在这些体系中起多种作用的粒状材料。它们例如用于防腐蚀，用作阻隔物，用于机械增强，但也用于着色。粒状材料在此用于多种不同的应用介质中，例如涂料、油漆和塑料，其中对于粒状材料提出十分个性的要求。主要地，材料应当与围绕它们的应用介质良好相容，但在一些情况下也必须长时间内足够稳定。例如，基于薄片状基材的薄片状效果颜料广泛用于着色，并且这是在整个系列的组成上十分不同的应用介质中。原理上的问题在此是薄片状效果颜料形成附聚物的倾向，在该附聚物中颜料以堆叠物的形式位于彼此上方和由于强烈粘附作用而仅可以再次困难地分离。由于薄片的易碎性，在将薄片状效果颜料引入应用介质中期间不允许施加高剪切力的情况下，这更加严重。粒状材料与应用介质的相容性在此不仅仅在薄片状材料的情况下，而且在任何粒状材料的情况下都是有问题的。为克服这些问题，已经多次提出将粒状材料进行后处理，该后处理的目的在于改进这些材料的应用性能。后处理通常涉及采用硅烷或聚合物涂覆粒状材料。例如，WO 99/51690描述了具有改进的分散性能的颜料，其中颜料，例如石墨，由聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚等涂覆，以及涉及这些表面改性颜料在油墨、调色剂和塑料中的用途。EP0703192描述了交联的经树脂涂覆的SiO2粒子，其包括尺寸为0.6-17μm的SiO2粒子，该粒子由含乙烯基的硅烷涂覆，以便随后由自由基方式向其上聚合乙烯基单体得到聚合物。采用此方式涂覆的粒子用作用于控制LCD显示器中液晶层厚度的试剂。涂覆工艺这样所用于的唯一目的是保证粒子的定距物功能，即在任何情况下都不希望这些粒子在液晶介质中的分散。由于这些粒子在这些介质中不具有足够的分散性，它们因此不适合用于油漆、涂料或塑料中。由于涂层材料在已经改性的，例如硅烷涂覆的表面上具有不足的接合，由于表面的必要的、复杂的官能化或由于反应进行方面的特殊要求，例如在保护气体气氛下的聚合，所述粒子表面改性的方法，例如在待涂覆的粒子存在下单体化合物的沉淀聚合或单体向官能化表面上的聚合，所谓的由表面接枝(Grafting-From)方法(参见EP0703192)经常失败。另外，层顺序也经常不是可自由选择的，即层顺序不能匹配于要求，反而必须匹配于工艺参数。主要的步骤在此经常不是硅烷改性，而是表面由聚合物的涂覆。
技术实现思路
本专利技术的目的因此是采用一定的方式改性粒状材料，使得它们可以在多种不同介质和应用场合(Applikationen)中分散或它们的应用性能可以单独匹配于应用介质。此外，改性粒子应当在应用介质中是稳定的，并特别地在颜料的情况下是稳定的，导致均匀着色而不改变基本颜色性能或光泽。此外，希望粒状材料的额外稳定化，特别地在薄片状材料的情况下，以便也能够在具有高机械或热负荷的应用中使用它们而没有问题。已经表明，根据本专利技术的具有多层结构的粒子满足此复杂的要求情况和因此也拓宽了粒状材料甚至在机械或热方面要求高的或难以施用的应用场合中的使用范围。本专利技术因此提供基于基材的具有多层结构的粒子，其中基材涂覆有由一种或多种聚合物构成的一个或多个层和由一种或多种硅烷构成的一个或多个层。本专利技术另外提供这些颜料的制备方法和提供其在涂料、水性涂料、粉末涂料、油漆、印刷油墨、安全元件、塑料、混凝土中，在化妆品配制剂中，在农业用膜和帆布中和用于制备颜料组合物(prarationen)和干制剂的用途。具有多层结构的根据本专利技术的粒子的优点是，关于它们的应用性能方面它们可以个性化匹配于应用介质。由一种或多种硅烷构成的层发挥阻隔功能，而所述一个或多个聚合物层使粒子相对于附聚而稳定化，但也相对于机械影响而稳定化。依赖于聚合物的选择，粒子与同样由聚合物组成的基体，例如与粘结剂基体的相容性显著增强。多层结构在此证明是稳定的，即不发生由硅烷和聚合物构成的施加层的剥离。在此有利的是硅烷对聚合物的化学接合，如在现有技术中即是这样的情况，不是必要的，即硅烷和聚合物关于它们的结构和反应性方面不必须彼此匹配。这拓宽了关于所需的粒子性能方面的可变化性和允许所用的硅烷的性能与所用的聚合物的性能的最优组合。如果聚合物层不由向上聚合的过程(Aufpolymerisation)形成，而如在本专利技术中那样，优选由聚合物的沉淀制备，则也可以省略复杂的保护气体气氛。此外，粒子由于此方法而另外夹带较少的外来物质。获得的产物因此直接以较纯形式在生产期间形成，使得在此可避免干扰性单体内容物或复杂的纯化。具有多层结构的根据本专利技术的粒子基于基材，在此基材原则上可具有任何形状；它们优选为薄片状。特别是薄片状粒子在引入应用场合中期间受到剪切力的机械负荷。由硅烷和聚合物构成的根据本专利技术的层结构将这些粒子额外稳定化，这使得它们能用于机械方面要求高的应用。合适的基材是SiO2粒子、TiO2粒子、效果颜料、全息颜料、珠光颜料、干涉颜料、多层颜料、金属效果颜料和/或BiOCl颜料，基材优选是效果颜料、珠光颜料、干涉颜料、多层颜料或金属效果颜料。可以根据本专利技术使用的效果颜料、珠光颜料、干涉颜料、金属效果颜料或多层颜料特别地基于载体，其中载体优选是薄片状的。合适的载体是，例如薄片状TiO2、合成或天然云母、玻璃薄片、金属薄片、薄片状SiO2、Al2O3或薄片状氧化铁。金属薄片可尤其由铝、钛、青铜、钢或银组成，优选铝和/或钛。在此金属薄片可由相应的处理而钝化。在优选的实施方案中，载体涂覆有一个或多个透明、半透明和/或不透明层，该层包含金属氧化物、金属氧化物水合物、金属低氧化物、金属、金属氟化物、金属氮化物、金属氧氮化物或这些材料的混合物。金属氧化物、金属氧化物水合物、金属低氧化物、金属、金属氟化物、金属氮化物或金属氧氮化物层或其混合物可具有低折射率(折射率＜1.8)或高折射率(折射率≥1.8)。合适的金属氧化物和金属氧化物水合物是本领域技术人员已知的所有金属氧化物和金属氧化物水合物，例如氧化铝、氧化铝水合物、氧化硅、氧化硅水合物、氧化铁、氧化锡、氧化铈、氧化锌、氧化锆、氧化铬、氧化钛，特别地二氧化钛、氧化钛水合物，以及其混合物，例如钛铁矿或铁板钛矿。可以使用的金属低氧化物是，例如钛的低氧化物。合适的金属是，例如铬、铝、镍、银、金、钛、铜或合金，和合适的金属氟化物是，例如氟化镁。可以使用的金属氮化物或金属氧氮化物是，例如金属钛、锆和/或钽的氮化物或氧氮化物。优选对载体施加金属氧化物、金属、金属氟化物和/或金属氧化物水合物层和非常特别优选金属氧化物和/或金属氧化物水合物层。此外，也可以存在由高折射率和低折射率的金属氧化物、金属氧化物水合物、金属或金属氟化物层构成的多层结构，其中优选高折射率和低折射率层交替。特别优选由高折射率层和低折射率层构成的层组(Pakete)，在此可以在载体上施加一个或多个这些层组。高和低折射率层的顺序可以在此匹配于载体，以在多层结构中将载体包括在内。在进一步的实施方案中，金属氧化物、金属氧化物水合物、金属低氧化物、金属、金属氟化物、金属氮化物、金属氧氮化物层可以与着色剂或其它元素混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于基材的具有多层结构的粒子，其特征在于基材涂覆有由一种或多种聚合物构成的一个或多个层和由一种或多种硅烷构成的一个或多个层。

【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：A亨尼曼，M恩滕曼，M米勒，R波恩瓦尔特，A休伯，U舍内费尔德，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]