包含磨碎的天然碳酸钙(GCC)的涂料组合物制造技术

技术编号:24178424 阅读:43 留言:0更新日期:2020-05-16 05:33
本发明专利技术涉及一种包含至少一种粘合剂和至少一种磨碎的天然碳酸钙材料的涂料组合物。本发明专利技术还涉及至少一种磨碎的天然碳酸钙材料在包含至少一种粘合剂的涂料组合物中的用途,以及一种用这种涂料组合物涂覆的制品和一种包含这种涂料组合物的油漆。

Coating composition containing ground natural calcium carbonate (GCC)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含磨碎的天然碳酸钙(GCC)的涂料组合物本专利技术涉及一种包含至少一种粘合剂和至少一种磨碎的天然碳酸钙材料的涂料组合物。本专利技术还涉及至少一种磨碎的天然碳酸钙材料在包含至少一种粘合剂的涂料组合物中的用途,以及一种用这种涂料组合物涂覆的制品和一种包含这种涂料组合物的油漆。矿物颜料被广泛地用于涂料体系中,不仅用于降低制剂成本,而且还用于在其制备或储存过程中,或在将其应用于基材的过程中或之后,进一步改善涂料制剂的某些特性。油漆和涂料领域中常用的颜料包括例如粘土、云母、二氧化硅、滑石、二氧化钛或不同类型的碳酸钙,诸如磨碎的天然碳酸钙或合成的碳酸钙以及前述碳酸钙的表面改性变体。在不透明油漆或涂料的情况下,提供高不透明度和高对比率的颜料通常是优选的。进一步希望的特性可能包括,例如,高白度、低黄度和良好的消光特性。为了实现这些目标,经常需要高性能颜料,并且特别是二氧化钛,尤其是呈金红石形式,以提供显著的不透明度或遮盖力。市售用于涂料制剂的二氧化钛颜料是熟知的。然而,二氧化钛的成本相对密集的,并且因此必须以高成本生产对应的油漆或涂料。因此,就不透明度、对比率等而言,普遍需要更有效的颜料,或者普遍需要可以用于以更低成本生产油漆和涂料的替代颜料。GB1404564描述了超细天然碳酸钙填充的油漆和颜料,其中所述天然碳酸钙具有0.5至0.7μm的重均粒径和3至4μm的最大粒径,并用于部分替代二氧化钛。EP2684916A1公开了一种在搅拌条件下,在至少一种水溶性酸和二氧化碳的存在下,由含碳酸钙的矿物浆液生产表面改性碳酸钙的方法。所述表面改性碳酸钙可以用作油漆和涂料中的消光剂。WO2016/169753公开了一种生产水性浆液的方法,所述浆液包含含有表面改性碳酸钙(MCC)的颗粒和含有沉淀碳酸钙(PCC)的颗粒的共混物。所述水性浆液可以用于纸张、纸张涂料、薄纸、数码相纸、油漆、涂料、粘合剂、塑料、废水处理或废水处理剂中。WO2012/113876A1公开了一种涂料组合物,其包含包含在液体粘合剂中的亚微米天然磨碎的碳酸钙颗粒的水性分散体,其特征在于,在透明涂料的情况下,所述组合物包含至少一种中值直径为0.05至0.15μm的磨碎的天然碳酸钙,而在有光泽且不透明涂料的情况下,包含至少一种中值直径为0.05至0.3μm的磨碎的天然碳酸钙和至少一种折射率大于或等于2.5的颜料。WO2012/080343公开了一种包含矿物颗粒的矿物组合物,当所述矿物颗粒处于致密压实的床形式时,其体积限定的中值孔径为0.01至0.04μm,并且具有0.1-0.3cm3/g的侵入总比空隙体积。涂料中的这种组合物允许油墨溶剂进入原纸,同时将油墨分子保留在表面上。WO2016/110459公开了一种制造含碳酸钙材料的方法,以及所述含碳酸钙材料用于纸填料和纸涂料应用的用途。EP2357213公开了一种涂料组合物,其在应用时提供光泽度和不透明度,具有5%至临界颜料体积浓度的颜料体积浓度,并且其特征在于包含至少一种中值直径为0.05至0.3μm的磨碎的天然碳酸钙,和至少一种折射率大于或等于2.5的颜料。EP2949477公开了一种轮转凹版印刷介质,其包括基材和涂层,其中所述涂层尤其由至少一种天然碳酸钙来源组成。在EP2949477的实施例中使用的碳酸钙具有0.8μm的重量中值粒度d50值和2至7μm的顶部切割(用SedigraphTM5120测量),以及1.9μm的体积中值粒度d50值(d50(Mal))和8.0μm的顶部切割(d98(Mal))(用MalvernMastersizer2000测量)。然而,仍然持续需要尤其是在不透明度或对比率或白度特性方面提供更好性能的替代颜料或涂料组合物,其可以以更低的成本生产。此类替代的颜料或涂料组合物可以用作例如已建立的高性能颜料如二氧化钛的增强剂。因此,本专利技术的一个目标是提供一种具有改善光学特性的颜料或涂料组合物。具体地,本专利技术的一个目标是提供一种在用于油漆中时具有改善光学特性的颜料或涂料组合物。一个特别的目的是提供颜料或涂料组合物和对应的油漆,提供改善的不透明度和/或改善的对比率特性和/或改善的光泽度。仍另一个目标可以在提供颜料或涂料组合物和对应的油漆时看到,它们在黄度(优选减少的黄度)和白度(优选增加的白度)方面具有改善的特性,或者相对于黑色具有改善的亮度Ry(优选相对于黑色具有增加的亮度Ry)。本专利技术的仍另一个目标可以在提供颜料涂料组合物和对应的油漆时看到,与常规(高性能)颜料相比,其可以以较低的成本生产或者可以以较低的成本使用。因此,另一个目标可以在提供一种颜料或涂料组合物时看到,其可以用作已知(高性能)颜料的增强剂,而不会对最终产品的光学特性产生负面影响,例如在不透明度、对比率、光泽度、黄度和/或相对于黑色的亮度Ry特性方面。另一个特别的目的可以在提供一种颜料或对应的涂料组合物时看到,其可以与已知的第二(高性能)颜料一起用作第一颜料,从而增强所述已知的第二颜料的光学特性。因此,本专利技术的另一个目标是降低常规(高性能)颜料的总消耗和成本,同时保持或改善对应油漆的光学特性。用于油漆的已知颜料或涂料组合物的制备通常伴随着干燥材料的低生产率和高能耗,并且因此是高能耗和高成本的。因此,常规涂料组合物通常以包含相对高量的水或溶剂的基于水性或溶剂的悬浮液形式获得。因此,本专利技术的另一个目标可以在提供具有高固体含量的颜料或涂料组合物时看出。前述和其他问题可以通过如本文在独立权利要求中定义的主题来解决。本专利技术的第一方面涉及一种包含至少一种粘合剂和至少一种磨碎的天然碳酸钙材料的涂料组合物,其中所述至少一种磨碎的天然碳酸钙材料具有i)在>0.3μm和<1.0μm范围内的体积中值粒度d50值(d50(Mal)),ii)在>1.0μm和<2.5μm范围内的顶部切割(d98(Mal)),iii)<3的d98/d50(Mal)比率,以及iv)如根据ISO9277:2010使用氮气和BET方法测量的<20m2/g的比表面积(BET)。专利技术人惊奇地发现,与常规的磨碎的天然碳酸钙相比,根据本专利技术的包含至少一种粘合剂和至少一种磨碎的天然碳酸钙材料的涂料组合物提供了改善的光学特性,尤其是在对比率或不透明度、黄度、相对于黑色的亮度Ry和/或消光特性方面。根据本专利技术的至少一种磨碎的天然碳酸钙材料具有i)在>0.3μm和<1.0μm范围内的体积中值粒度d50值(d50(Mal)),ii)在>1.0μm和<2.5μm范围内的顶部切割(d98(Mal)),iii)<3的d98/d50(Mal)比率,以及iv)如根据ISO9277:2010使用氮气和BET方法测量的<20m2/g的比表面积(BET)。专利技术人进一步发现,本专利技术的涂料组合物在高固体含量下也提供良好的光特性。令人惊讶的是,本专利技术的涂料组合物可以用作二氧化钛增强剂,从而允许减少二氧化钛的消耗,同时可以实现令人满本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含至少一种粘合剂和至少一种磨碎的天然碳酸钙材料的涂料组合物,其中所述至少一种磨碎的天然碳酸钙材料具有/ni)在>0.3μm和<1.0μm范围内的体积中值粒度d

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171004 EP 17194847.4;20171011 US 62/570,6861.一种包含至少一种粘合剂和至少一种磨碎的天然碳酸钙材料的涂料组合物,其中所述至少一种磨碎的天然碳酸钙材料具有
i)在>0.3μm和<1.0μm范围内的体积中值粒度d50值(d50(Mal)),
ii)在>1.0μm和<2.5μm范围内的顶部切割(d98(Mal)),
iii)<3的d98/d50(Mal)比率,以及
iv)如根据ISO9277:2010使用氮气和BET方法测量的<20m2/g的比表面积(BET)。


2.根据权利要求1所述的涂料组合物,其中所述至少一种磨碎的天然碳酸钙材料具有在>0.4μm和<0.9μm范围内,优选地在>0.5μm和<0.9μm范围内并且最优选地在>0.6μm和<0.8μm范围内的体积中值粒度d50值(d50(Mal))。


3.根据前述权利要求中任一项所述的涂料组合物,其中所述至少一种磨碎的天然碳酸钙材料具有在>1.1μm和<2.2μm范围内,优选地在>1.2μm和<2.0μm范围内,并且最优选地在>1.3μm和<1.8μm范围内的顶部切割(d98(Mal))。


4.根据前述权利要求中任一项所述的涂料组合物,其中所述至少一种磨碎的天然碳酸钙材料具有在>0.5和<2.9范围内,优选地在>1.0和<2.8范围内并且最优选地在>1.5和<2.5范围内的d98/d50(Mal)比率。


5.根据前述权利要求中任一项所述的涂料组合物,其中所述至少一种磨碎的天然碳酸钙材料具有如根据ISO9277:2010使用氮气和BET方法测量的在>5m2/g和<20m2/g范围内,优选地在>10m2/g和<20m2/g范围内并且最优选地在>15m2/g和<20m2/g范围内的比表面积(BET)。


6.根据前述权利要求中任一项所述的涂料组合物,其中所述至少一种磨碎的天然碳酸钙材料选自由大理石、石灰石、白云石和/或白垩组成的组,并且优选是大理石。


7.根据前述权利要求中任一项所述的涂料组合物,其中所述涂料组合物具有5体积%至98体积%的颜料体积浓度(PVC),优选地具有10体积%至95体积%,甚至更优选20体积%至90体积%并且最优选60体积%至85体积%的PVC。


8.根据前述权利要求中任一项所述的涂料组合物,其中所述至少一种粘合剂选自由以下组成的组:醇酸树脂,环氧树脂,环氧酯树脂,聚(乙烯醇),聚(乙烯吡咯烷酮),聚(乙酸乙烯酯),聚(噁唑啉),聚(乙烯基乙酰胺),部分水解的聚(乙酸乙烯酯/乙烯醇),聚((甲基)丙烯酸),聚((甲基)丙烯酰胺),聚(烯化氧),聚醚,饱和聚...

【专利技术属性】
技术研发人员:丹尼尔·甘滕拜因玛丽娜·津琴科罗尔夫·恩德勒·奥滕德特勒夫·吉索丹尼斯·韦尔纳
申请(专利权)人:欧米亚国际集团
类型:发明
国别省市:瑞士;CH

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