[发明专利]遮光颜料颗粒

说明书

技术领域

本发明涉及包封在聚合物中的遮光颜料颗粒(opacifying pigment particle)。更具体地，本发明涉及一种包封在聚合物中的遮光颜料，它包含： 平均粒径为0.005-5微米且折射率至少为1.8的颜料颗粒；已经用于将颜料 颗粒分散在水性介质中的氨基磷酸官能(aminophosphorus acid-functional) 第一聚合物；至少部分地包封分散的颜料颗粒的第二聚合物。本发明还涉 及这种包封在聚合物中的遮光颜料的形成方法，以及包含该颗粒的组合物。

发明背景

遮光颜料能给遮光涂料(例如油漆)和塑料提供白色和不透明度，或者 说“遮盖力”。在大多数为将施加涂料的下层表面或基材表面提供不透明 涂层和隐蔽覆盖这类表面而设计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 管油漆是白色还是彩色的，遮光颜料一般都存在。通常希望遮光涂料、油 漆和塑料具有高遮光能力，这样使用最小施涂量的涂料或油漆或者使用最 小厚度的塑料，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、油漆和塑料生产商一直在寻找具有所需不透明 度的遮光涂料、油漆和塑料的调配方法，其方法是针对规定水平的遮光颜 料使遮盖水平最大化，同时最大程度地减少实际使用的遮光颜料的量。不 受限于特定理论，据信遮光效果与涂料或塑料中遮光颜料颗粒之间的间距 有关。当遮光颜料颗粒具有一定的粒径和间距时，达到最大光散射效率， 这样各颗粒的光散射能力就不会干扰其相邻颗粒的光散射能力。在遮光颜 料含量足够低的涂料和塑料中可能发生这种情况，使得各遮光颜料颗粒相 互孤立。但是，遮光颜料含量如此低的涂料和塑料通常不能以所需的厚度 提供足够的不透明度或遮盖力。实现所需水平的遮盖力或不透明度通常需 要更高水平的遮光颜料。在这样的高水平下，遮光颜料颗粒将发生统计分 布，导致至少一些遮光颜料颗粒相互非常接近，结果由于遮光颜料颗粒的 拥挤而造成光散射效率损失。通过减小遮光颜料微粒的拥挤，最大程度地 减少遮光颜料颗粒簇的形成，可以提高遮盖效率。实现此目的的一种方法 是通过在遮光颜料颗粒表面上聚合聚合物而将遮光颜料颗粒包封在聚合物 基质中。

美国专利第4,771,086号揭示了包封在聚合物基质中的颜料颗粒，其中 通过乳液聚合方法将颜料颗粒包封在聚合物中。在其描述中，颜料颗粒、 聚合物和用于稳定单体乳液的表面活性剂不含离子电荷。虽然该文献声称 此方法可提供包封在聚合物材料中的颜料颗粒，但对颜料颗粒、聚合物和 用来稳定单体乳液的表面活性剂基本上不含离子电荷的要求却极大地限制 了颜料、聚合物组合物和表面活性剂的选择，因而在聚合反应期间难以保 持颗粒的稳定性。

美国专利申请第2006/0009546A1号揭示了包封在聚合物基质中的颜 料颗粒，其中通过乳液聚合方法将颜料颗粒包封在聚合物中。在乳液聚合 过程之前，通过与硅烷官能低聚物反应对颜料颗粒进行改性。虽然该文献 声称此方法可提供包封在聚合物材料中的颜料颗粒，但需要用硅烷功能的 低聚物改性颜料颗粒的要求却增加了生产包封的颜料颗粒的工艺复杂性， 并且在硅烷官能低聚物生产中需要使用有机溶剂，这可能对环境造成不利 影响。

发明内容

本发明涉及一种包封在聚合物中的遮光颜料，它包含：平均粒径为 0.005-5微米且折射率至少为1.8的颜料颗粒；已经用于将颜料颗粒分散在 水性介质中的氨基磷酸官能第一聚合物；至少部分地包封分散的颜料颗粒 的第二聚合物。本发明还涉及形成该包封在聚合物中的遮光颜料的方法和 包含该颗粒的组合物。包封在聚合物中的遮光颜料提供所需的遮盖效率， 能够在水性介质中形成，而不引起过度的环境问题。

具体实施方式

在本发明的第一方面，提供一种包封在聚合物中的遮光颜料，其包含： 平均粒径为0.005-5微米且折射率至少为1.8的颜料颗粒；已经用于将所述 颜料颗粒分散在水性介质中的氨基磷酸官能第一聚合物；至少部分地包封 所述分散的颜料颗粒的第二聚合物。