CN101278017B - 固体颜料浓缩物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包含至少一种颜料和含聚胺骨架和一个或多个疏水侧基的分散剂的固体颜料浓缩物,其特征在于该浓缩物进一步包含含有聚氧化烯基团的非离子型表面活性剂。聚胺骨架例如可包含聚亚烷基亚胺结构单元。
Description
本发明涉及包含一种或多种有机或无机颜料和一种或多种类型的分散剂的固体颜料浓缩物。这类颜料浓缩物用于着色漆(tint paint)、清漆或类似物质。固体颜料浓缩物可呈粉末形式或呈片或类似形式。
当将纯的颜料混入底漆时,灰尘的形成导致颜料材料损失并影响健康和环境安全。此外,在将纯的颜料混入底漆后,颜料颗粒往往粘在一起并形成结块。颜料没有适当分散且不显示其饱和色度。为克服该问题,混色体系通常利用颜料糊,如EP-A 0 311 209所公开的体系。这种颜料糊的组成通常取决于底漆的类型:通用的颜料糊(水性和溶剂型漆)通常包含共溶剂如二醇类、水,表面活性剂,分散剂和任选其它的添加剂。仅用于溶剂型漆的颜料糊通常包含显著含量的聚合物粘合剂、溶剂和添加剂。在糊中,预分散并进一步研磨颜料。将这类糊高度着色并充入用于分配的容器。
在销售点如销售店内混色包括使用混色设备。这种混合设备通常包括充有颜料糊的罐的圆盘传送带。将糊从分配它们的容器转入罐中,以便用作着色剂。每个罐可位于具有底漆的容器的上方。罐在其较低侧具有开口,其通过关闭阀关闭。根据对应于选定漆颜色的配方,中央处理单元可打开阀并以重量分析或体积分析将颜料糊计量加入底漆中。这类装置的实例公开在EP-A 1 109 678中。机器对每种糊校准。如果糊的粘度随时间变化,则机器的校准变得较不准确,导致着色不准确。
使用之后,分配容器仍受少量强着色材料污染,这使得它们不适合作为常规废品处理。
由于颜料糊的组成,颜料糊普遍地与所有类型的底漆不相容。如果颜料糊包含粘合剂,则其可能与底漆的粘合剂不相容。另外,糊中的添加剂,尤其是表面活性剂和分散剂可对施用后的漆的膜性能具有不利影响。颜料糊的溶剂或共溶剂含量增加了混合漆的挥发性有机物含量。此外,因为颜料糊还包含非着色材料,这稀释了颜料的色度。
已经尝试通过使用固体颜料浓缩物,例如EP-A 0 121 308中的片形式或WO 03/064540中的颗粒形式来克服这些问题。实际上,相比溶剂型底漆,发现这些浓缩物更适合水性底漆且色度仍是关键因素。
US 6,111,054公开了具有可通过使有机酸与聚胺反应获得的聚胺分散剂的固体颜料浓缩物。公开的分散剂为两亲性分散剂。有机酸在一个侧基中包含与水相容的嵌段如聚醚和与溶剂相容的疏水嵌段如聚己内酯。缺陷为由这类分散剂制备的颜料组合物得到差的分散性和较低色度。
本发明的目的为提供一种可以容易且快速地搅拌入基于溶剂的底漆以及水性底漆中,同时保持令人满意的色度的颜料浓缩物。
本发明的目的通过提供一种包含至少一种颜料和含有聚胺骨架和一个或多个疏水侧基的分散剂的固体颜料浓缩物而实现,其特征在于浓缩物进一步包含含有聚氧化烯基团如聚氧乙烯基团的非离子型表面活性剂。
聚胺骨架显示了对绝大多数类型的有机或无机颜料的良好粘附性。如果分散剂的至少部分聚胺骨架包含聚亚烷基亚胺结构单元如聚乙烯亚胺结构单元,则获得特别好的结果。
就此而言,如果分散剂链端不直接溶于水但易溶于烃类溶剂如低级芳族石油溶剂或脱芳构石油溶剂,则分散剂链端应认为是疏水的。基本上不含醚基的非离子型基团应认为是疏水的。疏水链端例如可为聚酯或聚亚烷基或任何类型的其它非离子型链端。聚酯链端例如可源自羟基官能团的羧酸如羟基硬脂酸,或可开环的环酯如己内酯,或二元酸或酸酐和二醇的混合物如六氢邻苯二甲酸或邻苯二甲酸酐和己二醇的混合物。
疏水链端可经由酰胺基团共价连接到聚亚烷基亚胺骨架上。或者,它们可通过骨架上的氨基和聚酯链端的羧酸端基间的盐键连接到骨架上。酰胺键共价的程度可为0-100%之间的任意值。
聚胺骨架与疏水链端的重量比例例如可为1∶1-1∶10。
令人惊讶的是,如果分散剂以超过有效分散颜料所需的最小量的过量存在,导致惊人好的含水体系。该最小值例如可通过丹尼尔流动点试验测定。丹尼尔流动点为分散中完全覆盖颜料颗粒表面所需的分散剂的最小量。这例如讨论于1987年由Ellis Horwood of Chichester,England出版的R.Lambourne编辑的Paint and Surface Coatings的第8章:Theory andPractice(第312页)中。通常而言,如果分散剂超过所存在颜料的BET表面的2mg/m2含量,则分散剂以过量存在。
具有亲水和疏水基团的非离子型化合物如分散剂的特征可在于其亲水-亲油平衡或HLB值,这例如讨论于1994年由Chapman & Hall ofGlasgow,Scotland出版(第2版)的M.R.Porter的Handbook of Surfactants的第4章(第73页)中。分散剂例如可具有6-18的HLB值。
分散剂的数均分子量Mn例如可为600-40,000g/mol,例如1,200-30,000g/mol。
合适的是,聚胺分散剂树脂可通过使至少一种二胺或多胺与至少一种具有至少一个胺反应性基团和疏水侧基的化合物反应而制备。
作为合适的二胺或多胺可提及脂族胺。这些脂族胺可含有至少三个伯、仲和/或叔氨基。可使用包含伯氨基和仲氨基的脂族线性多胺,例如二亚乙基三胺(DETA)、三亚乙基四胺(TETA)、四亚乙基五胺(TEPA)、五亚乙基六胺、六亚乙基七胺和更高级同系物。还可使用脂族支化多胺,尤其是(C2-C4)亚烷基胺,其包含伯、仲和叔氨基且数均分子量为600-2,000,000g/mol,例如BASF生产的Lupasol类型或Nippon Shokubai生产的Epomin类型。也作为聚亚胺或聚氮丙啶已知的这些支化的脂族多胺通过已知方法,例如通过使吖丙啶聚合而生产。这些脂族支化多胺的实例为平均Mn为约600-3,000g/mol的类型,例如平均Mn为约600-2,500g/mol的类型。
具有至少一个胺反应性基团和疏水侧基的合适化合物包括酸封端的疏水化合物类,至少一种具有至少两个异氰酸酯基团的化合物与长链醇或其混合物的反应产物。
酸封端的疏水化合物类的实例包括酸封端的聚酯,例如可通过使内酯(例如丙内酯、戊内酯、己内酯)聚合或羟基羧酸(例如12-羟基硬脂酸)缩合而获得的那些。酸基通过形成盐、酰胺或其组合而提供了与聚胺骨架的氨基的反应。
至少一种具有至少两个异氰酸酯基团的化合物与长链醇的反应产物的实例包括上述与长链醇反应的二异氰酸酯。
任选聚胺分散剂可具有亲水侧基。适合引入这类基团的化合物可通过使至少一种具有至少两个异氰酸酯基团的化合物与具有至少一个异氰酸酯反应性基团的化合物反应而获得。具有至少一个异氰酸酯反应性基团的化合物可选自聚亚烷基二醇单烷基醚和聚氧化烯单胺。合适的氧化烯的实例为氧化乙烯、氧化丙烯和氧化丁烯。基于聚氧化烯的侧基例如可基于氧化乙烯或氧化丙烯或其混合物。
例如可具有至少一个异氰酸酯反应性基团的基于聚氧化烯的化合物为根据式(I)或(II)的化合物,或其混合物:
其中R1选自C1-C4烷基,n为0-25,m为1-50,且n+m≤50。应理解的是(C3H6O)和(C2H4O)单元可作为聚氧化丙烯和聚氧乙烯的嵌段或作为或多或少无规地源于氧化丙烯和氧化乙烯混合物的单元存在于化合物中。
式(II)的合适醚的实例为基于聚氧化烯的烷氧基化合物,其可以商品名Polyglykol M从Clariant购得。
具有至少两个异氰酸酯基团的化合物的实例包括1,6-二异氰酸根合己烷、异佛尔酮二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-双(异氰酸根合环己基)甲烷、1,4-二异氰酸根合丁烷、1,5-二异氰酸根合-2,2-二甲基戊烷、2,2,4-三甲基-1,6-二异氰酸根合己烷、1,10-二异氰酸根合癸烷、4,4-二异氰酸根合环己烷、2,4-六氢甲苯二异氰酸酯、2,6-六氢甲苯二异氰酸酯、降莰烷二异氰酸酯、1,3-苯二亚甲基二异氰酸酯、1,4-苯二亚甲基二异氰酸酯、1-异氰酸根合-3-(异氰酸根合甲基)-1-甲基环己烷、间-α,α-α’,α’-四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯及其混合物。
在聚胺分散剂树脂的制备中,选择具有疏水基团的化合物的量,以确保聚胺分散剂树脂中疏水基团的含量基于亲水和疏水基团的总重量计算为至少20重量%。聚胺分散剂树脂中疏水基团的量例如可超过60重量%。聚胺分散剂树脂每分子可包含至少两个,例如至少三个基于疏水侧基的侧基。
本发明颜料浓缩物可包含有机和/或无机颜料。有机颜料通常为有机彩色和黑色颜料。无机颜料同样可为彩色、黑色和/或白色颜料,还可为随角异色颜料如金属颜料、珠光颜料、干涉颜料、多色颜料,以及通常用作填料的无机颜料。
合适的有机着色颜料的实例包括单偶氮颜料,例如C.I.颜料棕25;C.I.颜料橙5、13、36、38、64、67和74;C.I.颜料红1、2、3、4、5、8、9、12、17、22、23、31、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、51:1、52:1、52:2、53、53:1、53:3、57:1、58:2、58:4、63、112、146、148、170、175、184、185、187、191:1、208、210、245、247和251;C.I.颜料黄1、3、62、65、73、74、97、120、151、154、168、181、183和191;C.I.颜料紫32;重氮颜料,例如C.I.颜料橙16、34、44和72;C.I.颜料黄12、13、14、16、17、81、83、106、113、126、127、155、170、174、176、180和188;重氮浓缩颜料,例如C.I.颜料黄93、95和128;C.I.颜料红144、166、214、220、221、242和262;C.I.颜料棕23和41;二苯并芘二酮颜料,例如C.I.颜料红168;蒽醌颜料,例如C.I.颜料黄147、177和199;C.I.颜料紫31;蒽素嘧啶颜料,例如C.I.颜料黄108;喹吖啶酮颜料,例如颜料橙48和49;C.I.颜料红122、202、206和209;C.I.颜料紫19;喹酞酮(quinophthalone)颜料,例如C.I.颜料黄138;二酮基吡咯并吡咯(Diketopyrrolopyrrole)颜料,例如C.I.颜料橙71、73和81;C.I.颜料红254、255、264、270和272;二嗪颜料,例如C.I.颜料紫23和37;C.I.颜料蓝80;黄烷士酮颜料,例如C.I.颜料黄24;阴丹酮颜料,例如C.I.颜料蓝60和64;异吲哚啉颜料,例如C.I.颜料橙61和69;C.I.颜料红260;C.I.颜料黄139和185;异吲哚啉酮颜料,例如C.I.颜料黄109、110和173;异宜和蓝酮颜料,例如C.I.颜料紫31;金属配合物颜料,例如C.I.颜料红257;C.I.颜料黄117、129、150、153和177;C.I.颜料绿8;紫环酮(Perinone)颜料,例如C.I.颜料橙43;C.I.颜料红194;苝系颜料,例如C.I.颜料黑31和32;C.I.颜料红123、149、178、179、190和224;C.I.颜料紫29;酞菁颜料,例如C.I.颜料蓝15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6和16;C.I.颜料绿7和36;皮蒽酮颜料,例如C.I.颜料橙51;C.I.颜料红216;吡唑喹唑酮颜料,例如C.I.颜料橙67;C.I.颜料红251;硫靛颜料,例如C.I.颜料红88和181;C.I.颜料紫38;三芳基碳颜料,例如C.I.颜料蓝1、61和62;C.I.颜料绿1;C.I.颜料红81、81:1和169;C.I.颜料紫1、2、3和27;C.I.颜料黑1(苯胺黑);C.I.颜料黄101(醛连氮黄);C.I.颜料棕22。
合适的无机着色颜料的实例为白色颜料,例如二氧化钛(C.I.颜料白6)、锌白、颜料级氧化锌;硫化锌、锌钡白;黑色颜料如氧化铁黑(C.I.颜料黑11)、铁锰黑、尖晶石黑(C.I.颜料黑27);炭黑(C.I.颜料黑7);和彩色颜料,例如氧化铬、氧化铬水合绿;铬绿(C.I.颜料绿48);钴绿(C.I.颜料绿50);群青绿;钴蓝(C.I.颜料蓝28和36;C.I.颜料蓝72);群青蓝;锰蓝;群青紫;钴紫;锰紫;红色氧化铁(C.I.颜料红101);硫硒化镉(C.I.颜料红108);硫化铈(C.I.颜料红265);钼酸盐红(C.I.颜料红104);群青红;棕色氧化铁(C.I.颜料棕6和7),混合棕,尖晶石相和刚玉相(C.I.颜料棕29、31、33、34、35、37、39和40),铬钛黄(C.I.颜料棕24),铬橙;硫化铈(C.I.颜料橙75);黄色氧化铁(C.I.颜料黄42);镍钛黄(C.I.颜料黄53;C.I.颜料黄157、158、159、160、161、162、163、164和189);尖晶石相(C.I.颜料黄119);硫化镉和硫锌化镉(C.I.颜料黄37和35);铬黄(C.I.颜料黄34);钒酸铋(C.I.颜料黄184)。
通常用作填料的无机颜料的实例为透明的二氧化硅、石英粉、氧化铝、氢氧化铝、天然云母、天然和沉淀白垩和硫酸钡。
本发明的浓缩物还可包含随角异色颜料或发光颜料。这些为显示视觉效果的片状单层或多层颜料,所述效果通过干涉、反射和吸收现象的相互作用而显著。实例为铝片和铝、氧化铁以及带有一种或多种涂层,尤其是金属氧化物涂层的云母片。
制剂中的颜料颗粒可以细碎形式存在,这意味着平均粒度在50-5,000nm范围内。平均粒度例如可为至少80nm,例如至少100nm。平均粒度优选为至多3,000nm,例如至多1,500nm,例如至多1,000nm。
在本发明颜料制剂中的表面活性剂可包括至少一种基于聚醚的非离子型表面活性添加剂。聚醚尤其为聚氧化烯或氧化烯与醇、胺、脂族羧酸或脂族羧酰胺的反应产物。对本发明而言,术语“氧化烯”也包括芳基取代的氧化烯,尤其是苯基取代的氧化乙烯。
有用的是混合和未混合的聚氧化烯,例如C2-C4氧化烯和苯基取代的C2-C4氧化烯,尤其是聚氧乙烯、聚氧化丙烯和聚氧化苯乙烯,尤其是氧化烯嵌段共聚物,以及这些氧化烯的无规共聚物。
特别合适的是具有聚氧化丙烯和聚氧化乙烯嵌段或者聚氧化苯乙烯和氧化乙烯嵌段的嵌段共聚物。与未混合的聚氧化烯类似,它们可通过将氧化烯加成聚合到起始化合物,例如饱和或不饱和的脂族和芳族醇、饱和或不饱和的脂族和芳族胺,以及饱和或不饱和的脂族羧酸和羧酰胺上而获得。当使用氧化乙烯和氧化丙烯时,这些起始化合物首先可与氧化乙烯,然后与氧化丙烯,或者首先与氧化丙烯,然后与氧化乙烯反应。每摩尔起始分子通常使用1-300摩尔,例如3-150摩尔氧化烯。
合适的脂族醇通常含有6-26个碳原子,例如8-18个碳原子且可具有未支化、支化或环状结构。实例为辛醇、壬醇、癸醇、异癸醇、十一醇、十二醇、2-丁基辛醇、十三醇、异十三醇、十四醇、十五醇、十六醇、2-己基癸醇、十七醇、十八醇、2-庚基十一醇、2-辛基癸醇、2-壬基十三醇、2-癸基十四醇、油醇和9-十八醇,以及这些醇的混合物如C8/C10、C13/C15和C16/C18醇,以及环戊醇和环己醇。由天然原料通过脂肪水解和还原获得的饱和和不饱和脂肪醇,以及来自羰基合成法的合成脂肪醇是特别重要的。氧化烯与这些醇的加合物的平均分子量Mn通常为200-5,000,尤其是400-2,000。
上述芳族醇的实例不仅包括α-和β-萘酚及其C1-C4烷基衍生物,而且尤其包括苯酚及其C1-C12烷基衍生物如己基苯酚、庚基苯酚、辛基苯酚、壬基苯酚、异壬基苯酚、十一烷基苯酚、十二烷基苯酚、二丁基苯酚、三丁基苯酚和二壬基苯酚。
合适的脂族胺对应于上述脂族醇。例如可具有6-20个碳原子的饱和和不饱和的脂肪胺在这里也特别重要。合适的芳族胺的实例为苯胺及其衍生物。
有用的脂族羧酸尤其包括例如可含有12-20个碳原子的饱和和不饱和的脂肪酸,以及完全氢化、部分氢化和未氢化的树脂酸以及多官能羧酸,例如二元羧酸如马来酸。
合适的羧酰胺源自这些羧酸。
和氧化烯与这些多官能胺和醇的加合物一样,氧化烯与至少二官能胺和醇的加合物非常特别重要。
至少二官能胺例如可具有2-5个氨基且尤其符合如下式:H2N-(R-NR1)n-H(R:C2-C6-亚烷基;R1:氢或C1-C6烷基;n:1-5)。具体实例为:乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、1,3-丙二胺、二亚丙基三胺、3-氨基-1-亚乙基氨基丙烷、六亚甲基二胺、二(六亚甲基)三胺、1,6-双(3-氨基-丙基氨基)己烷和N-甲基二亚丙基三胺,其中六亚甲基二胺和二亚乙基三胺和乙二胺是特别合适的实例。
这些胺例如可首先与氧化丙烯,然后与氧化乙烯反应。嵌段共聚物的氧化乙烯含量通常为约10-90重量%。
基于聚胺的嵌段共聚物的平均分子量Mn通常为600-40,000,例如1,200-30,000。
至少二官能醇例如可具有2-5个羟基。实例为C2-C6亚烷基二醇和对应的二-和多亚烷基二醇,例如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、二丙二醇和聚乙二醇、甘油和季戊四醇,其中乙二醇、聚乙二醇和丙二醇和二丙二醇是特别合适的实例。
合适的氧化烯与至少二官能醇的加合物具有中间的聚氧化丙烯嵌段,即该化合物基于首先与其它氧化丙烯,然后与氧化乙烯反应的丙二醇或聚丙二醇。嵌段共聚物的氧化乙烯含量通常为10-90重量%。
基于多元醇的嵌段共聚物的数均分子量Mn通常为400-20,000,例如1,000-15,000。
取决于在其中使用本发明颜料制剂的应用介质,选择具有不同亲水-亲油平衡(HLB)值的氧化烯嵌段共聚物。
特别适合用于本发明颜料浓缩物的表面活性剂的市售实例为油基酰胺乙氧基化物如Bermodol SPS 2543或椰油酰胺乙氧基化物如BermodolSPS 2525(均购自Akzo Nobel Chemicals B.V.)。
任选地,分散剂与聚醚表面活性剂的重量比例为3∶1-1∶3。如果分散剂含量大约与表面活性剂含量一样高,则获得好的结果。
颜料浓缩物可具有总重量的60重量%或更高的颜料含量。任选地,颜料浓缩物中的分散剂含量可为总重量的2-30重量%。表面活性剂含量例如还可为总重量的2-30重量%。
颜料制剂可进一步包含颜料制剂中常用的其它成分、添加剂或助剂,例如润湿剂、消泡剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂和其它颜料分散助剂和/或表面活性剂。
本发明颜料浓缩物例如可呈粉末、片、颗粒的形式或任何其它合适形状。如果颜料浓缩物呈粉末形式,则激光衍射测得的平均粒度例如可为2-50μm,但是如果需要的话,粒度还可更小或更大。
本发明还提供了一种通过提供一组底漆和一组如上所述的颜料浓缩物而混合选定颜色的漆的方法,其中浓缩物具有不同颜色。该方法包括选择底漆和一种或多种颜料浓缩物并将所选颜料浓缩物以根据对应于选定颜色的配方的量混入底漆的步骤。
本发明进一步涉及一种制备颜料制剂的方法,其包括如下步骤:
a)搅拌颜料、分散剂树脂、包含聚氧化烯基团的非离子型表面活性剂,并任选加入水或有机稀释剂以形成液化的颜料浆料,
b)任选研磨浆料,和
c)干燥浆料,
其中所述分散剂树脂包含聚胺骨架和一个或多个疏水侧基。
如上对颜料制剂所述,本方法中所用颜料可为有机或无机颜料。还可使用颜料的混合物,例如两种或更多种无机颜料的混合物,两种或更多种有机颜料的混合物,或无机和有机颜料的混合物。可在本方法中使用许多种颜料。颜料可作为标准干燥颜料引入本方法中。研磨步骤用于破碎聚结体并达到所需的颜料粒度。有机颜料也可以所谓的滤饼获得。在合成时有机颜料呈非常小晶体的形式,称作初级颗粒。颜料合成的目的为生产其尺寸使颜料的应用性能如色度、色调和亮度、透明度和不透明度以及流动性能最佳的初级颗粒。滤饼含有基本呈该非聚集形式的颜料。在干燥颜料滤饼的过程中,初级颗粒将结合在一起形成聚集体和聚结体。因此,破碎聚结体并获得所需颜料粒度需要较少能量。因此,当将有机颜料用于本方法中时,可以并优选使用呈颜料滤饼形式的有机颜料。当使用颜料滤饼时,对液化颜料浆料的简单搅拌可足以获得所需的颜料粒度。研磨浆料在这类方法中可能是多余的。
当需要额外的液体液化颜料和分散剂树脂的混合物时,优选液体为水。代替水或除水之外还可使用有机溶剂如二元醇或二元醇醚,例如乙二醇或其更高级同系物或乙二醇单正丁基醚。
任选的研磨步骤可使用通常用于降低颜料粒度的众所周知的研磨设备进行。进行该方法的合适设备的实例为珠磨机、喷射磨机、超声磨机、篮式磨机(basket mill)、辊磨机和高速溶解器。通常持续研磨直至平均粒度为50-5,000nm。任选平均粒度为至少80nm,例如至少100nm。平均粒度例如可为至多3,000nm,例如至多1,500nm,例如至多1,000nm。
合适的干燥方法的实例为喷雾造粒和流化床干燥、喷雾干燥,浆式干燥器中干燥,蒸发并随后粉碎和冷冻干燥。所选干燥方法可影响本发明颜料制剂的粒度。干燥步骤优选通过冷冻干燥或喷雾干燥进行。
喷射和流化床造粒可产生粗碎的颗粒,其平均粒度为50-5,000μm,尤其是100-1,000μm。喷雾干燥通常产生平均粒度<20μm的颗粒。取决于方法条件,喷雾干燥还可产生细碎颜料制剂。细碎的制剂还可通过在浆式干燥器中干燥和蒸发并随后研磨而获得。
获得的干燥颜料制剂的残余水含量通常小于2重量%。
本发明颜料浓缩物显示了优异的着色性能,尤其是色度、亮度、色调和遮盖能力,尤其是其拌合型特性,即它们可仅通过搅拌和振摇,在最小的能量输入下分散在应用介质中。本发明颜料浓缩物的颜料具有高的颜料含量且显示了非常好的储存稳定性。
本发明颜料制剂对例如漆、清漆或无机涂料的着色非常有用。这些漆可为纯水性的,包含水和有机溶剂如醇的混合物,或仅基于有机溶剂如醇,二醇醚,酮如甲基乙基酮,酰胺如N-甲基吡咯烷酮和二甲基甲酰胺,酯如乙酸乙酯、乙酸丁酯和乙酸甲氧基丙酯,或芳族或脂族烃如二甲苯、矿物油和矿物油精。
可用本发明的颜料浓缩物着色的材料的实例包括涂料,例如建筑涂料、工业涂料、汽车涂料、可辐照固化的涂料;漆,包括用于建筑物外部和建筑物内部的漆,例如木漆、石灰浆、水浆涂料、乳胶漆;建筑材料(水通常仅在将建筑材料和颜料制剂干混合之后加入),例如水泥、混凝土、砂浆、石膏;沥青、防水(caulk)等。
本发明的颜料制剂在混色或配色体系中特别用作混合组分。由于其拌合型特性,为此它们可直接以固体使用。然而,需要的话,还可首先将它们转化为原色色料、混合清漆和着色颜料(尤其是转化为具有高固含量的色料,“HS色料”),或甚至更高着色的着色糊,因此其构成了混合体系的组分。所需色调匹配以及因此的颜料组分的混合实际上可经由色卡体系在基于色标如RAL、BS和NCS的非常大量色调等级(hue gradation)中进行,或优选在其中可得到无限数目色调的计算机控制(“计算机配色”)下进行。
本发明通过如下实施例进一步说明:
实施例1:
使用Irgazin Red 2030(购自Ciba)、染料索引分类为颜料红254的二酮基-吡咯并-吡咯颜料制备颜料浓缩物。使用由1当量用3当量聚羟基硬脂酸改性的聚亚乙基亚胺组成的分散剂,其中约50%聚羟基硬脂酸经由酰胺键与聚亚乙基亚胺共价键接。该材料用作理论上100%的活性材料。
另外,每分子平均具有4个氧化乙烯单元,HLB为8.8的油基-酰胺-乙氧基化物用作表面活性剂。该材料用作与水混合的90%的活性混合物。
分散剂通过温和加热和搅拌而在水中乳化,产生含约7.75重量%分散剂的混浊液体。加入颜料以产生约34%的颜料负载量,也加入对应于基于颜料为15重量%的分散剂,并使用高速分散器混合。使用多通道珠磨机研磨颜料,直至获得<20μm的赫格曼研磨细度(Hegman Fineness of Grind)。获得记录量的分散的颜料糊并在低速搅拌下将表面活性剂加入其中,直至基于颜料得到15重量%的活性材料量。最终的糊具有约32重量%的颜料含量和约41.6重量%的非挥发物总含量。将糊稀释至约30重量%的非挥发物含量并喷雾干燥。所得粉末分别含有约77重量%颜料、约11.5重量%分散剂和表面活性剂,对应于基于颜料为15重量%的分散剂和表面活性剂。
将粉末加入显示在表1中的底漆中并通过振摇罐2分钟而混入。为了评价所得色度,在基于底漆相当的颜料加入水平下,比较含有CI颜料红254的市售颜料糊。
表1-底漆
Rubbol AZ | 预摇入2重量%水的高光泽溶剂型醇酸树脂门窗漆 |
Rubbol AZ HS | 预摇入2重量%水的降低的VOC的高光泽溶剂型醇酸树脂门窗漆 |
Rubbol Satin | 预摇入2重量%水的缎光溶剂型醇酸树脂门窗漆 |
Rubbol Satura | 预摇入2重量%水的缎光溶剂型氨基甲酸乙酯-醇酸树脂门窗漆 |
Epolan Alkyd Golv80 | 预摇入2重量%水的溶剂型氨基甲酸乙酯-醇酸树脂地板漆 |
Powerkote | 预摇入2重量%水的基于苯乙烯/丙烯酸酯共聚树脂溶液(Pliolite)的砖石建筑漆 |
Rubbol AZ | 预摇入2重量%水的高光泽溶剂型醇酸树脂门窗漆 |
Rubbol BL Azura | 用氨将pH调至9.5的高光泽水性醇酸树脂乳液门窗漆 |
Rubbol BL Satura | 用氨将pH调至9.5的缎光水性醇酸树脂乳液门窗漆 |
Alphatex IQ | 用氨将pH调至9.5的低平光光泽丙烯酸墙漆 |
将已通过振摇罐2分钟而混合的漆刮涂并使其干燥。使用分光光度计测量颜色,且根据CIE Lab体系的L*a*b*值和根据CIE LCh体系的色度(C*)和色调(h°)的对于实施例的粉末浓缩物的值显示在表2中,对于糊的值显示在表3中。对溶剂型漆而言,使用溶剂型糊Acotint sR2。对水性漆而言,使用水性糊Acomix wR2。Acotint sR2和Acomix wR2可从荷兰Sassenheim的Akzo Nobel Coatings购得。
表2-颜料红254粉末
L* | a* | b* | C* | h° | |
Rubbol AZ | 64.06 | 43.34 | 9.24 | 44.32 | 12.04 |
Rubbol AZ HS | 66.97 | 38.66 | 6.55 | 39.21 | 9.61 |
Rubbol Satin | 65.11 | 41.31 | 7.79 | 42.04 | 10.68 |
Rubbol Satura | 64.62 | 41.67 | 8.52 | 42.53 | 11.56 |
Epolan Alkyd Golv 80 | 62.85 | 43.17 | 10.31 | 44.38 | 13.43 |
Powerkote | 57.68 | 49.06 | 14.03 | 51.02 | 15.95 |
Rubbol BL Azura | 63.60 | 43.33 | 8.87 | 44.23 | 11.57 |
Rubbol BL Satura | 63.51 | 44.16 | 9.73 | 45.22 | 12.43 |
Alphatex IQ | 62.37 | 44.58 | 10.64 | 45.83 | 13.42 |
表3-颜料红254糊
L* | a* | b* | C* | h° | |
Rubbol AZ | 65.94 | 39.81 | 7.31 | 40.48 | 10.41 |
Rubbol AZ HS | 69.30 | 34.88 | 4.59 | 35.18 | 7.49 |
Rubbol Satin | 66.32 | 38.80 | 6.64 | 39.37 | 9.71 |
Rubbol Satura | 65.71 | 39.50 | 7.15 | 40.14 | 10.25 |
Epolan Alkyd Golv | 63.63 | 42.01 | 9.64 | 43.10 | 12.93 |
Powerkote | 58.05 | 47.66 | 12.80 | 49.35 | 15.03 |
Rubbol BL Azura | 63.74 | 42.99 | 8.46 | 43.82 | 11.13 |
Rubbol BL Satura | 64.20 | 42.69 | 8.90 | 43.61 | 11.78 |
Alphatex IQ | 63.51 | 42.57 | 9.73 | 43.67 | 12.88 |
对于作为色调深度获得的C*(色度),可看到对每种漆获得的色调至少与相当量的由呈市售糊形式供应的颜料获得的色调一样深。
色度的发展(development)在将颜料浓缩物分别加入水和溶剂中之后测量。测量用纤维-光学(fibre-optic)分光光度计与流动池的组合测量。基于测量,根据CIE LCh标准计算作为时间函数的色度。结果显示在对于水中色度发展的图1和对于溶剂Shelsol D40中色度发展的图2中。如这些图中的结果所示,色度在30-40秒内达到其最大值。在溶剂中和在水中一样获得令人满意的色度。
实施例2:
另外,使用与实施例1中所述相同的油基-酰胺-乙氧基化物材料。
分散剂通过温和加热和搅拌而在水中乳化,产生含约12.25重量%分散剂的混浊液体。加入颜料以产生约55%的颜料负载量,也加入对应于基于颜料为10重量%的分散剂,并使用高速分散器混合。使用多通道珠磨机研磨颜料,直至获得<20μm的赫格曼研磨细度。获得记录量的分散的颜料糊并在低速搅拌下将表面活性剂加入其中,直至基于颜料得到10重量%的活性材料量。最终的糊具有约51.8重量%的颜料含量和约62.2重量%的非挥发物总含量。将糊稀释至约20重量%的非挥发物含量并喷雾干燥。所得粉末分别含有约83.4重量%颜料、约8.3重量%分散剂和表面活性剂,对应于基于颜料为10重量%的分散剂和表面活性剂。
将粉末加入显示在表1中的底漆中并通过振摇罐2分钟而混入。为了评价所得色度,在基于底漆相当的颜料加入水平下,比较含有CI颜料黄184的市售颜料糊。
将已通过振摇罐2分钟而混合的漆刮涂并使其干燥。使用分光光度计测量颜色,且根据CIE Lab体系的L*a*b*值和根据CIE LCh体系的色度(C*)和色调(h°)的对于实施例的粉末浓缩物的值显示在表4中,对于糊的值显示在表5中。对溶剂型漆而言,使用溶剂型糊Acotint sY3。对水性漆而言,使用水性糊Acomix wY3。Acotint sY3和Acomix wY3可从荷兰Sassenheim的Akzo Nobel Coatings购得。
表4-颜料黄184粉末
L* | a* | b* | C* | h° | |
Rubbol AZ | 93.81 | -8.75 | 39.91 | 40.86 | 102.37 |
Rubbol AZ HS | 93.61 | -8.54 | 35.17 | 36.20 | 103.65 |
Rubbol Satin | 93.83 | -8.39 | 38.33 | 39.24 | 102.35 |
Rubbol Satura | 93.59 | -8.78 | 39.49 | 40.45 | 102.54 |
Epolan Alkyd Golv 80 | 92.56 | -8.60 | 43.67 | 44.51 | 101.15 |
Powerkote | 92.75 | -10.20 | 53.20 | 54.17 | 100.85 |
Rubbol BL Azura | 93.88 | -7.52 | 38.77 | 39.49 | 100.98 |
Rubbol BL Satura | 95.39 | -9.28 | 40.35 | 41.40 | 102.95 |
Alphatex IQ | 94.23 | -9.77 | 43.77 | 44.85 | 102.59 |
表5-颜料黄184市售糊
L* | a* | b* | C* | h° | |
Rubbol AZ | 94.46 | -9.97 | 40.35 | 41.56 | 103.88 |
Rubbol AZ HS | 94.36 | -9.47 | 34.13 | 35.42 | 105.51 |
Rubbol Satin | 94.22 | -9.67 | 39.94 | 41.10 | 103.62 |
Rubbol Satura | 94.02 | -10.28 | 41.06 | 42.33 | 104.06 |
Epolan Alkyd Golv | 93.06 | -10.06 | 45.79 | 46.88 | 102.39 |
Powerkote | 92.71 | -10.53 | 52.69 | 53.73 | 101.30 |
Rubbol BL Azura | 94.17 | -8.49 | 39.53 | 40.43 | 102.12 |
Rubbol BL Satura | 95.28 | -9.61 | 41.32 | 42.42 | 103.09 |
Alphatex IQ | 94.18 | -9.78 | 43.00 | 44.10 | 102.82 |
对于作为色调深度获得的C*(色度),可看到对每种漆获得的色调与相当量的由呈市售糊形式供应的颜料获得的色调深度相当。
Claims (15)
1.包含至少一种颜料和含聚胺骨架和一个或多个疏水侧基的分散剂的固体颜料浓缩物,其特征在于该浓缩物进一步包含含有聚氧化烯基团的非离子型表面活性剂。
2.根据权利要求1的颜料浓缩物,其特征在于所述分散剂的至少部分聚胺骨架包含聚亚烷基亚胺结构单元。
3.根据权利要求2的颜料浓缩物,其特征在于至少部分疏水链端经由酰胺基团与聚亚烷基亚氨基团连接。
4.根据权利要求1-3中任一项的颜料浓缩物,其特征在于至少部分疏水链端为聚酯。
5.根据权利要求4的颜料浓缩物,其特征在于至少部分疏水链端包含源自羟基官能羧酸的结构单元。
6.根据权利要求5的颜料浓缩物,其特征在于疏水部分至少部分由羟基硬脂酸制得。
7.根据权利要求1-3中任一项的颜料浓缩物,其特征在于所述骨架与疏水链端的重量比例为1∶1-1∶10。
8.根据权利要求1-3中任一项的颜料浓缩物,其特征在于所述非离子表面活性剂为油基酰胺乙氧基化物。
9.根据权利要求1-3中任一项的颜料浓缩物,其特征在于所述分散剂以过量存在。
10.根据权利要求1-3中任一项的颜料浓缩物,其特征在于分散剂与表面活性剂的重量比例为3∶1-1∶3。
11.根据权利要求1-3中任一项的颜料浓缩物,其特征在于所述颜料含量为总重量的至少60重量%。
12.根据权利要求1-3中任一项的颜料浓缩物,其特征在于所述颜料浓缩物中分散剂含量为总重量的2-30重量%。
13.根据权利要求1-3中任一项的颜料浓缩物,其特征在于所述表面活性剂含量为总重量的2-30重量%。
14.根据权利要求1-3中任一项的颜料浓缩物,其特征在于所述浓缩物呈粉末或片形式。
15.通过提供一组底漆和一组根据权利要求1-14中任一项的颜料浓缩物,选择底漆和一种或多种颜料浓缩物并将所选颜料浓缩物以根据对应于选定颜色的配方的量混入底漆而混合选定颜色的漆的方法,其中所述浓缩物具有不同颜色。
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