[发明专利]彩色体系

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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匀一致的涂层。

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5558705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。

发明内容

本发明揭示一种包括溶剂、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。本发明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，本发明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匀的颜色。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。