[发明专利]遮光颗粒和由其形成的组合物

说明书

本发明是罗门哈斯公司在2011年4月6日提交的申请号为“201110094622.1”，名称为“遮光颗粒和由其形成的组合物”的发明申请的分案。

技术领域

本发明涉及遮光颗粒以及包含遮光颗粒的组合物。更具体来说，本发明涉及遮光颗粒，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25nm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;本发明还涉及包含所述遮光颗粒的组合物。另外，本发明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。

背景技术

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TiO₂。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(20nm)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。

发明内容

根据本发明的第一个方面，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25nm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。

根据本发明的第二个方面，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。