遮光颗粒和由其形成的组合物制造技术

本发明专利技术提供了一种包含颜料颗粒的遮光颗粒，所述颜料颗粒的平均粒径为0.15-1.0微米，折射率至少为1.8，所述颜料颗粒至少部分地被包覆在聚合物壳中，所述聚合物壳的计算厚度为35-200纳米，所述聚合物壳至少包含第一聚合物相和第二聚合物相，其中，所述第一聚合物相基本上与所述颜料颗粒的表面接触，提供至少25mm的计算壳厚度，所述第一聚合物的折射率至少比第二聚合物的折射率小0.03单位；例如其是一种组合物，如包含所述遮光颗粒的涂料或者塑料。本发明专利技术还提供了包含颜料颗粒的组合物，所述颜料颗粒的平均粒径为0.15-1.0微米，折射率至少为1.8，所述颜料颗粒至少部分地被包覆在第一聚合物壳内，所述第一聚合物壳的计算厚度为25-200nm，以所述第一聚合物的重量为基准计，所述包覆的颜料颗粒与10-600重量％的第二聚合物接触，其中，所述第一聚合物的折射率至少比所述第二聚合物的折射率小0.03单位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及遮光颗粒以及包含遮光颗粒的组合物。更具体来说，本专利技术涉及遮光颗粒，所述遮光颗粒包括颜料颗粒，所述颜料颗粒的平均粒径为0. 15-1. 0微米，折射率至少为1.8，所述颜料颗粒至少部分地被包覆在聚合物壳内，所述聚合物壳的计算厚度为 35-200纳米，其中，所述聚合物壳至少包含第一聚合物相和第二聚合物相，所述第一聚合物相基本上与所述颜料颗粒的表面接触，提供至少25mm的计算壳厚度，所述第一聚合物的折射率至少比第二聚合物的折射率小0. 03单位；本专利技术还涉及包含所述遮光颗粒的组合物。另外，本专利技术还涉及包含颜料颗粒的组合物，所述颜料颗粒的平均粒径为0. 15-1. 0微米，折射率至少为1. 8，所述颜料颗粒至少部分地被包覆在第一聚合物壳内，所述第一聚合物壳的计算厚度为25-200nm，以所述第一聚合物的重量为基准计，所述包覆的颜料颗粒与 10-600重量％的第二聚合物接触，其中，所述第一聚合物的折射率至少比所述第二聚合物的折射率小0. 03单位。
技术介绍
遮光颜料以及包含遮光颜料的颗粒为油漆和塑料之类的组合物提供白度以及不透明性和“遮盖性”。在大多数用来为要施加涂料的下表面或基材表面提供不透明涂层和隐蔽覆盖这类表面的涂料中存在这些颜料。在大多数设计为完全不透明或部分不透明的塑料中也存在这些颜料。在油漆和塑料中，不管油漆是白色还是着色的，遮光颜料都存在。通常希望遮光涂料、油漆和塑料具有高遮光效率，以便在使用最小厚度的涂层或油漆或者塑料时，就能使涂料或油漆完全隐蔽下表面，即使该表面具有强烈的对比色也是如此。长期以来，遮光涂料和塑料生产商一直在设法配制具有所需不透明性的遮光涂料、油漆和塑料，其方法是使遮盖水平最大化，同时最大程度地减少使用的遮光颜料的量。 不希望被具体理论所限制，认为遮光效果部分地随涂料或塑料中的遮光颜料的折射率与涂料或涂料中的聚合物组分的折射率之差而变化。当涂料或塑料中的遮光颜料颗粒与聚合物组分的折射率之差较大的时候，光散射效率较大，所述折射率之差很小的增加会对不透明性造成显著的影响。可以通过选择低折射率的聚合物使得涂料或塑料的不透明性最佳， 但是，可以通过选择具有较高折射率的聚合物使得涂料或者塑料的其他性质最佳。例如，以 TiO2为颜料、以丙烯酸类聚合物为粘合剂制备的涂料的不透明性高于使用苯乙烯类聚合物作为粘合剂的类似涂料，这是因为聚丙烯酸酯的折射率(1.48)小于聚苯乙烯(1.60)。但是，基于苯乙烯类聚合物的涂料的光泽、耐水性或抗污染性优于类似的基于丙烯酸类聚合物的涂料。我们发现通过使用具有以下特征的颜料颗粒，可以制得同时具有高光散射效率以及所希望的高折射率的聚合物的性质的涂料或塑料在涂料或塑料中所述颜料颗粒被具有特定的厚度、折射率较低的聚合物的壳包覆，而涂料或塑料中大多数的聚合物材料使用较高折射率的聚合物。国际专利公开第2006/037161号揭示了包覆在聚合物壳内的遮光颜料Ti02。所述包覆聚合物壳包含两个相，即与颜料表面接触的丙烯酸类聚合物相，以及外部丙烯酸类/苯乙烯共聚物相。该文献还揭示了由所述包覆的颜料颗粒制备的涂料，其中包覆聚合物是涂料中仅有的粘合剂。但是，所述低折射率的丙烯酸类相OOnm)太薄，所述低折射率丙烯酸类相的折射率(1.48)与较高折射率的丙烯酸类/苯乙烯聚合物相(1.50)的折射率之差太小，无法提供显著的遮盖优点。
技术实现思路
根据本专利技术的第一个方面，提供了一种遮光颗粒，该遮光颗粒包含颜料颗粒，所述颜料颗粒的平均粒径为0. 15-1. 0微米，折射率至少为1. 8，所述颜料颗粒至少部分地被包覆在聚合物壳内，所述聚合物壳的计算厚度为35-200nm，其中，所述聚合物壳至少包含第一聚合物相和第二聚合物相，所述第一聚合物相基本上与所述颜料颗粒的表面接触，提供至少25毫米的计算壳厚度，所述第一聚合物的折射率至少比所述第二聚合物的折射率小 0. 03个单位。根据本专利技术的第二个方面，提供了一种包含颜料颗粒的组合物，所述颜料颗粒的平均粒径为0. 15-1. 0微米，折射率至少为1. 8，所述颜料颗粒至少部分地被包覆在第一聚合物壳内，所述第一聚合物壳的计算厚度为25-200nm，其中，以所述第一聚合物的重量为基准计，所述包覆的颜料颗粒与10-600重量％的第二聚合物接触，所述第一聚合物的折射率至少比所述第二聚合物的折射率小0. 03单位。根据本专利技术的第三个方面，提供了一种包含颜料颗粒的组合物，所述颜料颗粒的平均粒径为0. 15-1. 0微米，折射率至少为1. 8，所述颜料颗粒至少部分地被包覆在聚合物壳内，所述聚合物壳的计算厚度为35-200nm，其中，所述聚合物壳至少包含第一聚合物相和第二聚合物相，所述第一聚合物相基本上与所述颜料颗粒的表面接触，提供至少25毫米的计算壳厚度，所述第一聚合物的折射率至少比所述第二聚合物的折射率小0. 03个单位。具体实施例方式本专利技术涉及遮光颗粒，该遮光颗粒是包覆在聚合物中的遮光颜料。该遮光颜料颗粒的平均粒径为0. 15-1微米，折射率至少为1. 8。在本文中，“遮光”指在一定波长的光辐射时，颗粒产生不透明性，所述光不一定是可见光。例如，文中所包含的一些纳米颗粒在低于可见光范围的波长的光辐射时提供不透明性。颜料颗粒的形状不重要。颜料颗粒的合适形状包括球形如正规球形、扁球形、长球形和不规则球形；立方形如规则立方形和斜方形；板形，包括平板、凹板和凸板；以及不规则形状。球形的颜料颗粒的平均粒径为150纳米至1微米，优选为200纳米至500纳米，更优选为200纳米至350纳米。非球形的颜料颗粒以其最大尺寸定义的平均粒径优选为150纳米至1微米，更优选为200-500纳米，最优选为 200-350纳米。颜料颗粒平均粒径通常由颜料颗粒供应商提供。所述颜料颗粒还具有以下特征折射率[nD(20°C )]至少为1. 8，优选至少为1. 9， 更优选至少为2.0。各种材料的折射率列于《化学和物理CRC手册(CRC Handbook of Chemistry and Physics)〉〉，第 80 版，D.R.Lide,编辑，CRC Press, Boca Raton, Florida, 1999，第 4-139 至 4-146 页。合适的遮光颜料颗粒包括氧化锌、氧化锑、氧化锆、氧化铬、氧化铁、氧化铅、硫化锌、锌钡白，以及各种形式的二氧化钛，例如锐钛矿和金红石。较佳地，颜料颗粒选自二氧化钛和氧化铅。更佳地，颜料颗粒选自金红石二氧化钛和锐钛矿二氧化钛。最佳地，颜料颗粒是金红石二氧化钛。含两种不同形式材料(例如金红石和锐钛矿二氧化钛)的组合物被认为是包含两种不同的颜料。颜料颗粒可以具有均勻组成，或者也可以具有含两个或更多个相的多相组成。某些多相颜料颗粒具有内核和外壳结构，其中内核由一种类型的颜料颗粒形成，而外壳由另一种类型的颜料颗粒形成。核-壳型多相颜料颗粒包括壳完全或不完全包覆核的核/壳颗粒；含有超过一个核的核/壳颗粒；偶极颗粒；在由一种相组成的表面上有多个另一种相的区域的颗粒。像二氧化钛这样的颜料颗粒可具有至少一个涂层，该涂层包含二氧化硅、氧化铝、氧化锌和氧化锆中的一种或多种。例如，适用于本专利技术涂料的某些二氧化钛颗粒的实施方式可以具有二氧化硅涂层和本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种遮光颗粒，该遮光颗粒包含颜料颗粒，所述颜料颗粒的平均粒径为０．１５－１．０微米，折射率至少为１．８，所述颜料颗粒至少部分地被包覆在聚合物壳内，所述聚合物壳的计算厚度为３５－２００ｎｍ，其中，所述聚合物壳至少包含第一聚合物相和第二聚合物相，所述第一聚合物基本上与所述颜料颗粒的表面接触，提供至少２５毫米的计算壳厚度，所述第一聚合物的折射率至少比所述第二聚合物的折射率小０．０３个单位。

【技术特征摘要】
2010.04.08 US 61/342,0191.一种遮光颗粒，该遮光颗粒包含颜料颗粒，所述颜料颗粒的平均粒径为0. 15-1. 0微米，折射率至少为1. 8，所述颜料颗粒至少部分地被包覆在聚合物壳内，所述聚合物壳的计算厚度为35-200nm，其中，所述聚合物壳至少包含第一聚合物相和第二聚合物相，所述第一聚合物基本上与所述颜料颗粒的表面接触，提供至少25毫米的计算壳厚度，所述第一聚合物的折射率至少比所述第二聚合物的折射率小0. 03个单位。2.一种包含颜料颗粒的组合物，所述颜料颗粒的平均粒径为0. 15-1. 0微米，折射率至少为1. 8，所述颜料颗粒至少部分地被包覆在第一聚合物的壳内，所述第一聚合物的壳的计算厚度为25-200nm，以所述第一聚合物的重量为基准计，所述包覆的颜料颗粒与10-600重量％的第二聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·T·布朗，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US