官能化颗粒及其使用制造技术

本发明专利技术涉及官能化颗粒及其制备方法，使用所述官能化颗粒形成涂料试剂及其对物体进行涂覆的使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及官能化颗粒及其制备方法，本专利技术还涉及使用官能化颗粒制备涂料材料及使用其对制品进行涂覆，特别地，本专利技术涉及官能化颗粒与含反应性基团，包括单体的化合物的组合，本专利技术还涉及这样涂覆的制品。在例如金属、木材和塑料的基材上的薄层中使用所述官能化颗粒与反应性单体的组合，改善了基材涂覆部分的耐刮擦性、耐磨损性、抗石片落性、耐腐蚀性、粘合性、耐化学性、色稳定性和/或热稳定性。
技术介绍
涂料仅仅完成装饰性的目的已经过去很长一段日子，作为代替，它们起了对下方基材进行保护的作用并具有各种额外的功能。因此，希望在一种涂料中结合有尽可能多的特性。涂料材料基本上包括胶水颜料、石灰漆、清漆、污溃和釉料、乳液漆、聚合物树脂漆以及粉末涂料。在现有技术中已经描述了许多用于生广涂料的涂料材料。在涂料材料中常使用具有反应性基团和复合颗粒的化合物，所述化合物交联固化并产生与基材粘合的涂料。例如，EP 2050796 BI描述了具有增强的遮蔽能力的涂料及其制备的组合物，以及使用复合颗粒进行制备的制备方法。EP 2050796 BI中所述方法产生了包含颜料颗粒以及多种聚合物颗粒的复合颗粒，每一种聚合物颗粒包含至少一种经过反应的互补官能基团，该官能基团与所述颜料颗粒形成了共价键。为此，将无机颜料悬浮在醇中，通过加入长链单官能烷氧基硅烷对其进行官能化，然后向悬浮液中加入聚合物颗粒，用来产生间隔效果从而抵消颜料颗粒的成絮。以悬浮液形式使用官能化颗粒，作为具有溶剂内含物的分散涂料。除了含溶剂体系，还有以“干”混合物形式使用的涂料材料。此类粉末涂料同样是本领域众所周知的。通常来说，此类粉末涂料包含粘结剂、添加剂、着色剂以及填料，但是不含溶剂。用于粉末涂料和传统涂料材料中的原材料的化学差异并不明显，粉末涂料膜的交联机制类似于烤漆，其中两种反应物在温度的影响下形成有机网络，从而参与到化学连接(chemical union)。实际上,用于粉末涂料的所有原材料通常以粉末形式存在。主要出于经济原因，在粉末涂料中使用填料。最常用的填料包括碳酸钙、重晶石以及沉淀的硫酸钡。含填料的粉末涂料体系的一个缺点是它们具有较差的耐热水性。这可能是由于粘结剂与填料表面附着较差所导致的。水可以渗透进入到存在的微裂纹中，这会导致光学特性的改变，例如脱色，甚至导致较差的耐腐蚀性。本领域已知并用于粉末涂料的颜料在一些情况下具有基于例如多元醇的有机后处理物，该后处理物通过偶极-偶极键或者范德华力仅与颜料表面物理结合。这些相互作用的主要贡献是改善了结合颜料时的润湿，但是它们对于空间稳定没有贡献。但是所述稳定可以通过加入合适的添加剂来实现。但是，迄今使用的稳定化组分的一个缺点是它们倾向于发生移动。这导致了光学特性(光泽、色彩)以及服务特性(例如，耐腐蚀性和耐热水性)的劣化。
技术实现思路
专利技术人发现官能化颗粒，特别是具有共价键结合的反应性官能基团的二氧化钛颗粒以及硫酸钡颗粒，不仅导致了遮蔽能力的提升，还特别地提升了粉末涂料体系中的耐热水性。作为结果，可以在施用时产生较薄层的同时保留遮蔽能力，且这些层在热水的作用下颜色变化明显较小。因此，使用粉末涂料具有技术优势和经济优势，并得到改善了以下特性的涂料例如耐刮擦性、耐磨损性、抗石片落性、耐腐蚀性、粘合性、耐化学性、遮蔽能力、色稳定性以及热稳定性，特别是耐热水性的涂料。因此，本专利技术涉及包含无机颗粒的官能化颗粒，所述无机颗粒具有通过-O-Si-单元与其化学连接的直链或支链烃基，所述烃基具有I至20，优选I至10个碳原子，其中烃基上的至少一个反应性基团可以与反应物形成其他化学键。根据本专利技术，此类直链或支链烃基通过至少一个-O-Si-单元结合到颗粒表面。形成Si-O-Si主链结构是有益的，因为多个Si-O单元具有至少一个烃基结合到颗粒表面，从而强化了烃基与颗粒表面的连接，所述烃基具有I至20，优选I至10个碳原子并在所述烃基上具有至少一个反应性基团。因为用于形成官能化颗粒的化学反应性化合物能够通过形成共价键与颗粒表面发生反应，并与含反应性基团的其他材料，例如环氧树脂发生反应，本专利技术还使用具有结构通式(I) R1Si (OR2)3的烷氧基硅烧，特别是具有如下结构通式(II)的硅烷醇低聚物，或其混合物。(R1) (OR2) 2Si-0- m—Si (R1) (OR2) 2II在上式中，R1是具有I至18，优选I至10个碳原子的非水解性脂族直链或支链烃基，同时链中具有-0-，具有至少一个，优选是终端的化学反应性基团，所述化学反应性基团可以参与加成反应或者缩合反应，所述化学反应性基团优选选自氨基、环氧基、乙烯基和甲基丙烯酸酷基，R2是H或者水解性基团，优选是-0R，其中R=C1-C18烷基，特别是C1-Cltl烷基，以及m 是 0-10;在上式中，基团R1和R2可以分别是不同的基团。尽管在结构式⑴或(II)的一个分子中，基团R2可以都是如上所定义的C1-C18烷基的形式存在，其通常还可以是具有一个或多个OH基团的部分水解的化合物，所述部分水解的化合物在进一步水解中放弃较小量的 C1-C18 醇。可用于本专利技术的硅烷醇低聚物具有-Si-O-Si-主链结构，连接到链中每一个Si原子上的非水解性脂族直链或支链烃基具有I至18，优选I至10个碳原子，所述可用于本专利技术的硅烷醇低聚物的链中还可以具有至少一个醚单元-C-0-C-，其具有，优选是终端具有至少一个选自下组的官能团(化学反应性基团)氨基、环氧基、乙烯基和甲基丙烯酸酯基，所述官能团(化学反应性基团)可以参与和其他化合物，例如单体以及一个(终端两个)_0R2官能团的加成反应或者缩合反应，其中R2是氢或者水解性基团，优选是-0R，其中R=C1-C18烷基。因此，链中的每个Si原子具有通过-O-结合的一个或两个相邻Si原子，并且，相比于在29Si NMR中仅展现出TO信号的硅烷，本专利技术所用的硅烷低聚物仅具有通过29Si NMR方法表征为Tl和T2原子的Si原子。在该主链分子结构的基础上，颗粒表面上的仅一个OH基团的偶联具有固定作用，从而迫使整个硅烷低聚物通过其他-OR2基团发生偶联。可用于本专利技术的硅烷低聚物的例子是Coat0Sill42钍烷 (购自迈图公司(Momentive)的预水解的氨基硅烷)或者CoatOSil ΜΡ200硅说*(购自迈图公司(Momentive)的预水解的环氧硅烷)，其可用于对颗粒进行官能化。在本专利技术中可用于官能化颗粒(官能化颜料和官能化填料)的颗粒是无机颗粒，例如硫酸钡、无机处理后的硫酸钡、硫化锌、无机处理后的硫化锌、锌钡白、无机处理后的锌钡白、碳酸钙、无机处理后的碳酸钙以及二氧化钛，所述二氧化钛具有本领域技术人员已知的无机处理后物，和能够与颗粒表面的反应性氧原子(例如羟基基团中的反应性氧原子)发生反应并形成共价键的化学反应分子。因此，除了官能化颗粒(其可以是官能化颜料或者官能化填料)之外，本专利技术还涉及通过使得无机颗粒与具有结构通式(I)R1Si(OR2)3的烷氧基硅烷、具有如下结构通式(II)的硅烷低聚物或其混合物进行反应形成官能化无机颗粒的方法。(R1) (OR2) 2Si-0- m—Si (R1) (OR2) 2II在液相制造的情况下，可以对所得的悬浮液(其通常是水性悬浮液)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：P·弗里岑，B·罗赫，
申请(专利权)人：萨克特本化学有限责任公司，
类型：
国别省市：