本发明专利技术揭示一种包括包覆基质和粘附在该包覆基质上的彩色颜料的彩色体系和一种生产该彩色体系的方法。本发明专利技术方法可有效地将所述彩色颜料粘附到所述包覆基质上。所制得的彩色体系避免了涂层施工过程中彩色颜料与包覆基质之间的分离问题。将一彩色颜料溶液与包覆基质溶液混合可制得彩色金属漆/墨。所制得的彩色体系具有鲜艳的色彩和强烈的金属光泽。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般涉及包覆基质和包括该包覆基质的体系，特别涉及包括该包覆基质的彩色体系。
技术介绍
涂料、油墨、塑料和化妆品中广泛使用铝颜料获得金属效果。为获得彩色的金属效果，一般将铝颜料和彩色颜料结合使用。在涂层施工过程中可以通过多层法取得彩色金属效果。该方法中，先在基材上施涂一层含有金属颜料的漆/墨，然后再施涂一层彩色颜料涂层。虽然用多层法可以取得鲜艳的彩色金属效果，但这类方法往往伴随着较高的生产成本，因为需要辅助设备来完成附加的生产步骤。另外，过多的施涂步骤限制了产品周转时间。而且，还得考虑解决层间相互作用问题，如生产期间和生产之后要考虑的润湿和粘合问题。为克服多层法带来的这类生产复杂性和高成本问题，研究人员付出大量努力，试图用一层体系产生彩色金属效果。这种方法是在施工前，将彩色颜料与金属颜料混合到一个树脂溶液体系中。然而，这个一层法遇到了各种挑战，而且用这种方法很难获得理想的效果。例如，铝颜料有很好的遮盖力，所以，和铝颜料在一起就需要用高浓度的彩色颜料才能获得合适的颜色强度。由于铝颜料的密度比通常的彩色颜料、树脂和溶剂要高得多，所以漆 /墨当中的铝颜料往往很快与其余成分分离。而且，彩色颜料形状各异，大小不一，从几纳米到几百纳米不等，而铝颜料大部分都是片状，大小从几微米到几百微米不等。着色剂和颜料之间在物理参数上的差异让它们在漆/墨体系内的表现完全不同，导致在施涂过程中不会形成均勻一致的涂层。业界因此努力研发出与彩色颜料粘附在一起的铝颜料以缓解一层体系中彩色颜料与铝基质分离的问题。例如，美国专利5037475利用含有至少两种羧酸基团的可热聚合的羧酸分子去促使有机颜料粒子吸附到铝基质上。利用不饱和羧酸与交联剂聚合，在彩色铝颜料粒子上形成聚合物包覆层。在美国专利阳58705中，彩色颜料首先被物理吸附到铝基材表面上。然后用偶联剂对铝基质表面进行改性处理，为后续经由溶液聚合反应形成的聚合物网提供结合位点。美国专利5912283使用了一种特殊的表面处理剂，将彩色颜料包覆，促进了彩色颜料与铝基质之间的粘合。然后应用聚合物封装层使彩色颜料在铝基质上的粘附保持稳定。在这些情形中，因交联剂的存在溶液中会引发聚合以形成聚合物网而使彩色颜料稳定在其表面上。然而，用这些方法制成的彩色铝颜料遭遇了彩色颜料与铝基质要么浓密聚集要么严重分离的结果。所以，虽然市售的彩色铝颜料，诸如 Silberline' s Silbertone 和 Showa，s Friend ColorTM，存在巨大的市场利益，但是它们并没有取得多少市场意义。
技术实现思路
本专利技术揭示一种包括溶剂、包覆基质和粘附在该包覆基质上的彩色颜料的彩色体系和一种生产该彩色体系的方法。本专利技术的方法可有效地将所述彩色颜料粘附到所述包覆基质上。在混合、贮存、溶剂交换和施涂过程中，所制得的彩色体系中的彩色颜料与包覆基质之间只有很少量发生分离。将彩色颜料分散剂与包覆基质分散剂混合即可制得彩色金属漆/墨。所得彩色包覆基质具有鲜艳的色彩和强烈的金属光泽，而前面谈到的那些方法是很难达到这种效果的。在一实施例中，本专利技术的彩色体系可包括多种包覆基质和多种彩色颜料。所述包覆基质可以由铝、云母和玻璃等材料制成。在一例子中，所用的每种包覆基质都可以包括被聚合物或聚合物网包覆的金属基质，其中，所述聚合物或聚合物网可含有使之强力粘附在彩色颜料上的官能团，所用的彩色颜料是有机或无机颜料。在这一实施例中，根据渗色试验确定，所述彩色颜料可粘附到包覆基质上。该渗色试验包括将彩色体系分散到一种或多种溶剂中，然后让基质静置沉降。这种情况下，如果彩色颜料粘附在包覆基质上，意味着上层清液几乎没有什么颜色，而沉降下来的基质会带上较深的均勻的颜色。在彩色颜料渗色程度可量化的情况下，可在彩色颜料的吸光度达到最大的那个波长处分析上层清液的吸光度。从正在使用的那个具体彩色颜料所对应的吸光度/浓度校正曲线得到线性回归方程式，根据该方程式可计算出溶剂中彩色颜料的浓度。如果颜料和溶剂的重量恒定，则根据溶剂中彩色颜料的浓度可以得到该颜料渗色量的相对测量值。一种情况下，所述聚合物包覆层的官能度可提供与带有相反离子电荷的彩色颜料牢固键合的离子电荷。在一实施例中，包覆基质的包覆层可以带正电荷，彩色颜料可以带负电荷。一种情况下，所述包覆层的正电荷可来源于季胺，它们能增强包覆基质和彩色颜料之间的电荷-电荷相互作用。在本专利技术方法的一实施例中，可先将基质封装到聚合物内。在一例子中，所述聚合物可通过强力附着在基质表面的引发剂引发的聚合反应合成，这样所生成的聚合物链的一端就强力附着在基质的表面上。该例中，所得聚合物链/网可以强力附着在基质表面上，聚合物包覆层在通常的反应和工艺条件下能维持结构的完整性。一种情况下，聚合物包覆层的组成在聚合当中或之后可以很容易调节，让聚合物表面与彩色颜料之间的相互作用达到最佳。所述聚合物包覆层还可以具有柔性并能让包覆层表面重新排列，以使其与彩色颜料之间的相互作用达到最大化。与固定在表面的小分子不同的是，所述聚合物可以发生自我重新排列。如果聚合物链足够柔顺，它就能跟随彩色颜料的表面而增加包覆层表面与彩色颜料之间的接触面积。利用表面聚合反应，不加交联剂也可在基质表面形成一层厚而稳定的聚合物包覆层。所以，长聚合物链可以具有柔性使其与彩色颜料的接触面达到最大化，从而大大增强彩色颜料与包覆基质表面之间的粘合作用。在另一实施例中，本专利技术彩色体系可直接用作漆或墨。传统使用的漆和墨可以由多种成分组成，而在这种情况下，就得将大量精力转向漆/墨的制备以获得可接受的特性。 在一例子中，所用基质可以是铝片，可以将与彩色颜料接合在一起的包覆铝片分散到一溶剂中，直接涂覆到基材上。这一例子中，由于包覆片的取向性得到改善，所以最终形成的涂层展现出更强的金属光泽。在另一实施例中，可以将本专利技术彩色体系加到其他漆、墨或塑料体系中。这一实施例中，所得体系的特征与传统使用的漆和墨等传统体系的特征近似或比它们更优。本专利技术方法可以克服彩色颜料与包覆基质在彩色体系施涂过程中发生分离的问题。在本专利技术的体系中，可以设计能牢固包覆在金属基质上的聚合物以促使彩色颜料强力吸附在金属基质上同时阻止彩色颜料在粗放的施工条件下和在腐蚀性溶剂中与金属基质分离。本专利技术的体系可以保持稳定，而且有很大的制备灵活性。可以将它们浓缩或进行溶剂交换以减小贮存/运输空间、降低危害并缩减成本。客户端在即将涂覆之前，可以再加入另外的溶剂或其它成分。用这种方法，本专利技术的体系可以延长保质期，因为这可以消除包括彩色颜料与金属基质在内的颜料和其它漆/墨成分之间发生的副反应。附图说明图1所示为分别含有a)被聚(N，N_二甲基氨基乙基丙烯酸酯)封装的Silberline Sparkle Silver Premium 695 禾口 b)原始的 Silberline Sparkle Silver Premium 695 的漆的沉降试验结果。(a)和(b)中，分散体的剩余成分为N-甲基吡咯烷酮和酞菁绿-颜料绿7。图2为从含有酞菁绿-颜料绿7和被聚(N，N-二甲基氨基乙基丙烯酸酯)封装的 Silberline Sparkle Silver I^emium 695的漆中分离的包覆铝片的彩色颜料的扫描电子显微镜本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种彩色体系，其特征在于包含：多种彩色颜料；和多种包覆基质，其中每种包覆基质包括具有表面的基质和环绕在该基质表面的聚合物包覆层，该聚合物包覆层包括附着在该基质表面上的聚合物链，其中所述彩色颜料粘附在所述包覆基质上。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐昶，C·凯默，林海晖，P·J·M·李奇比，
申请(专利权)人：星铂联制造公司，
类型：发明
国别省市：US
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