[发明专利]无机纤维的水性分散体以及由其配制水性涂料组合物的方法

说明书

本发明涉及无机纤维的水性分散体以及由其配制水性涂料组合物的方法。所述无机纤维的水性分散体包含水；无机纤维；分散剂；防沉剂和任选的附加添加剂，其中所述无机纤维具有1微米至100微米的平均纤维直径和1.1∶1至10∶1的数均长径比；并且其中所述水性分散体不含成膜量的聚合物树脂。

技术领域

本发明涉及无机纤维及其应用。具体地，本发明涉及无机纤维的水性分散体。本发明还涉及由这种无机纤维的水性分散体配制水性涂料组合物的方法以及由该水性涂料组合物形成的涂层。

背景技术

随着社会的发展，人们对具有各种不同性能的涂层的需求日益增加，尤其需要具有高硬度、优异的耐刮擦性和耐磨性等机械性能的涂层，诸如木用涂层。已知，由木用涂层形成的漆膜具有相对较弱的硬度、耐刮擦性以及耐磨性，因而容易被刮伤或磨旧。添加各种无机纤维包括玻璃纤维是常用来改善涂层的机械性能的方案之一。然而，无机纤维与树脂基质的相容性不良，难以均匀分散在涂料组合物中并且容易发生沉降，因而诸如漆膜硬度、耐刮擦性和耐磨性的涂层的机械性能难以获得改善。业已提出了，采用偶联剂对无机纤维进行表面改性，来改善无机纤维与树脂基质的相容性。然而，包含这种无机纤维的涂料组合物仅表现出有限的机械性能改善，而且具有明显的无机纤维沉降，无法满足人们的需求。

涂料工业中仍然需要改进的无机纤维体系，其能够显著改进涂层的硬度、耐刮擦性和耐磨性。

发明内容

一方面，本发明提供了无机纤维的水性分散体，其包含：水；无机纤维；分散剂；防沉剂和任选的附加添加剂，其中所述无机纤维具有1微米至100微米的平均纤维直径和1.1∶1至10∶1的数均长径比；并且其中所述水性分散体不含成膜量的聚合物树脂。

在本发明的一些实施方式中，所述无机纤维是用偶联剂进行表面改性的，优选用氨基进行表面改性的。

另一方面，本发明提供了用于配制水性涂料组合物的方法，所述方法包括：i)配制本发明的无机纤维的水性分散体；然后ii)将步骤i)的水性分散体与水、水性聚合物胶乳和任选的附加添加剂混合，来配制水性涂料组合物。

还要另一方面，本发明进一步提供了由采用本发明的水性分散体配制的水性涂料组合物形成的涂层。在本发明的一个实施方式中，所述涂层在经受一次或多次的弯曲或折叠后未展现出显著发白。在本发明的一个实施方式中，当根据ASTM D3363测量时，所述涂层具有至少H的铅笔硬度。在本发明的一个实施方式中，当根据ASTM D2197测量时，所述涂层能够抵挡180g或更高的耐刮擦荷载。在本发明的一个实施方式中，当经受用包含颗粒尺寸300-400目的砂粒的水性介质的湿磨耗试验机磨刷500个循环时，所述涂层具有75％或更高的膜厚度保留率。在本发明的一个优选实施方式中，所述涂层具有上述性质中的两个或更多个，优选三个，更优选四个。

本发明的发明人开创性地配制了无机纤维的水性分散体，其中不含成膜量的聚合物树脂，并且发现如此配制的水性分散体当作为填充剂被添加到水性涂料组合物中时可以形成具有显著改善的硬度、耐刮擦性和耐磨性的涂层。而且，本发明的发明人还额外地发现，如此形成的涂层具有显著改善的抗发白性。

本发明的一个或多个实施方案的细节在以下的说明书中阐明。根据说明书和权利要求，本发明其它特征、目的和优点将变得清楚。

定义

在本文中使用时，除非另有说明，“一种”、“这种”、“至少一种”和“一种或多种”以及不使用数量词的情形可互换使用。因此，例如包含“一种”添加剂的涂料组合物可以被解释为表示该涂料组合物中包含“一种或多种”添加剂。除本文中另有说明外，本文中单数形式的使用还意在包括复数形式。