CN102337059B - 彩色体系 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种包括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。本发明方法可有效地将所述彩色颜料粘附到所述包覆基质上。所制得的彩色体系避免了涂层施工过程中彩色颜料与包覆基质之间的分离问题。将一彩色颜料溶液与包覆基质溶液混合可制得彩色金属漆/墨。所制得的彩色体系具有鲜艳的色彩和强烈的金属光泽。

Description

彩色体系
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。
在本发明方法的一实施例中，可先将基质封装到聚合物内。在一例子中，所述聚合物可通过强力附着在基质表面的引发剂引发的聚合反应合成，这样所生成的聚合物链的一端就强力附着在基质的表面上。该例中，所得聚合物链/网可以强力附着在基质表面上，聚合物包覆层在通常的反应和工艺条件下能维持结构的完整性。
一种情况下，聚合物包覆层的组成在聚合当中或之后可以很容易调节，让聚合物表面与彩色颜料之间的相互作用达到最佳。所述聚合物包覆层还可以具有柔性并能让包覆层表面重新排列，以使其与彩色颜料之间的相互作用达到最大化。与固定在表面的小分子不同的是，所述聚合物可以发生自我重新排列。如果聚合物链足够柔顺，它就能跟随彩色颜料的表面而增加包覆层表面与彩色颜料之间的接触面积。利用表面聚合反应，不加交联剂也可在基质表面形成一层厚而稳定的聚合物包覆层。所以，长聚合物链可以具有柔性使其与彩色颜料的接触面达到最大化，从而大大增强彩色颜料与包覆基质表面之间的粘合作用。
在另一实施例中，本发明彩色体系可直接用作漆或墨。传统使用的漆和墨可以由多种成分组成，而在这种情况下，就得将大量精力转向漆/墨的制备以获得可接受的特性。在一例子中，所用基质可以是铝片，可以将与彩色颜料接合在一起的包覆铝片分散到一溶剂中，直接涂覆到基材上。这一例子中，由于包覆片的取向性得到改善，所以最终形成的涂层展现出更强的金属光泽。
在另一实施例中，可以将本发明彩色体系加到其他漆、墨或塑料体系中。这一实施例中，所得体系的特征与传统使用的漆和墨等传统体系的特征近似或比它们更优。
本发明方法可以克服彩色颜料与包覆基质在彩色体系施涂过程中发生分离的问题。在本发明的体系中，可以设计能牢固包覆在金属基质上的聚合物以促使彩色颜料强力吸附在金属基质上同时阻止彩色颜料在粗放的施工条件下和在腐蚀性溶剂中与金属基质分离。本发明的体系可以保持稳定，而且有很大的制备灵活性。可以将它们浓缩或进行溶剂交换以减小贮存/运输空间、降低危害并缩减成本。客户端在即将涂覆之前，可以再加入另外的溶剂或其它成分。用这种方法，本发明的体系可以延长保质期，因为这可以消除包括彩色颜料与金属基质在内的颜料和其它漆/墨成分之间发生的副反应。
附图说明
图1所示为分别含有a)被聚(N，N-二甲基氨基乙基丙烯酸酯)封装的Silberline SparklePremium 695和b)原始的Silberline SparklePremium 695的漆的沉降试验结果。(a)和(b)中，分散体的剩余成分为N-甲基吡咯烷酮和酞菁绿-颜料绿7。
图2为从含有酞菁绿-颜料绿7和被聚(N，N-二甲基氨基乙基丙烯酸酯)封装的Silberline SparklePremium 695的漆中分离的包覆铝片的彩色颜料的扫描电子显微镜图像。
图3显示了分别来自Showa’s FriendColor的墨和来自由酞菁绿-颜料绿7和被聚(N，N-二甲基氨基乙基丙烯酸酯)封装的Silberline SparklePremium695组成的低树脂墨所形成的刮涂膜的美观对比图。低树脂墨形成的刮涂膜呈现强烈的金属光泽。
具体实施方式
现具体说明一种包括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。在此所述的“基质”可指任何形式的、透明的、白色或彩色的、金属矿物质或金属有机粒子，它们不溶于物理介质，适合用在墨、漆和塑料组合物中。所述“彩色颜料”可指赋予颜色的无机或有机粒子。本发明的方法可将所述彩色颜料有效地粘附到所述包覆基质上。所得彩色体系可避免在涂层施工过程中彩色颜料与包覆基质相分离。
在一实施例中，本发明的彩色体系可包括彩色颜料和聚合物包覆基质。在另一实施例中，本发明的彩色体系可进一步包括溶剂。
在所述彩色体系中使用的彩色颜料粒子可以是无机或有机粒子(Pigment手册，Wiley-Interscience；1998年1月第二版)。某些例子中，所述彩色颜料可以是但不限于酞菁绿-颜料绿7、酞菁蓝-颜料蓝15:4、喹吖啶酮-颜料红122、喹吖啶酮-颜料红179、异吲哚酮-颜料黄110、异吲哚酮-颜料黄139、喹吖啶酮-颜料紫19、喹吖啶酮-颜料红122等。
所述彩色颜料粒子的大小可以为1nm-200nm。在一例子中，彩色颜料粒子的大小可以在1nm-100nm之间。
在本发明的体系中使用的聚合物包覆基质可以是无机基质。所述无机基质可以是但不限于铝、云母和玻璃。基质形状可以是但不限于球形或圆盘形。在一实施例中，所述基质的大小在100nm-1000μm之间。在另一个例子中，所述基质的大小可以是在500nm-100μm之间。在又一个例子中，所述基质的大小可以在1μm-50μm之间。
在一个例子中，可以用一无机层将所述基质封装在内。该无机层可以包括但不限于二氧化硅、玻璃和金属氧化物，如氧化铝、氧化钛和氧化铁。
在本发明的彩色体系的一个例子中，包覆基质与彩色颜料之间的亲和力可得到增强。一种情况下，包覆基质的表面可带正电荷，而彩色颜料带负电荷。在一实施例中，包覆基质的表面可包括增强包覆基质和彩色颜料之间的电荷-电荷相互作用的季胺。这一情况下，包覆基质可包括聚合物或聚合物网，其中用活性季胺化剂将该聚合物或聚合物网中的叔胺基团季胺化。含有叔胺基团的合适的聚合物或聚合物网例如可以是但不限于2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯、丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯、丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯、丙烯酸3-(二甲基氨基)丙酯、2-(二乙基氨基)乙基苯乙烯、N，N-(二甲基氨基丙基)丙烯酰胺、N，N-(二甲基氨基丙基)甲基丙烯酰胺、丙烯酸3-二甲基氨基新戊酯、甲基丙烯酸3-二甲基氨基新戊酯和甲基丙烯酸2-二异戊基氨基乙酯的均聚物或共聚物。
在此所述的“季胺化”可指小分子反应物的季胺化剂与叔胺基团发生化学键合后生成季胺的反应过程。所述“季胺”可指阳离子胺盐，其中氮原子上连有四个基团，所以带有正电荷。季胺化剂可以是但不限于烷基卤化物和芳烷基卤化物。
在另一个例子中，所述聚合物包覆层可以具有柔性，从而可以让包覆层表面发生重新排列后，与彩色颜料之间的相互作用达到最大。在此所述的“柔性”可指聚合物包覆层的聚合物链能容易地发生构型重新排列，使聚合物链能跟随彩色颜料的表面，从而增加包覆层表面与彩色颜料间的接触面积。一种情况下，使用标准的无损检测程序测定包覆层表面厚度时，聚合物包覆层可具有大于5nm的包覆层干膜厚度。另一种情况下，聚合物链可以强力附着在基质表面上以使包覆层牢固稳定。在此所述的“牢固稳定”可指包覆基质在循环试验、溶剂反复洗涤和常见反应条件下表现出的耐受性。再一种情况下，聚合物链可以与基质表面共价结合。这些情况下，聚合物链均具有柔性以最大化地接触彩色颜料从而极大增强彩色颜料与包覆基质表面之间粘合作用。
本发明的彩色体系中使用的溶剂可以是适于分散包覆基质或彩色颜料的任何材料或混合物。某些例子中，所述溶剂或溶剂混合物可以是但不限于水、醇、烃、醚、酯、酮、乙二醇醚、吡咯烷酮和亚砜。
最终产品中包覆基质的重量占10％-70％。最终产品中彩色颜料的重量占2％-25％，溶剂的重量占25％-85％。
在本发明的方法的一实施例中，可先用聚合物层将基质包覆在内。在一个例子，所用基质可以是铝片，固定在该铝片表面的引发部分所引发的聚合反应可导致铝片上形成聚合物包覆层。虽然这一例子中，所用材料可以是铝，但是应该知道，在合适的情况下，本发明概念可以适用于其它材料，只要存在一种方法将引发部分固定在其他材料表面即可。
在一实施例中，铝片表面可经偶联剂改性，该偶联剂含有至少一个表面活性基团和至少一个引发部分。一种情况下，所述引发剂的化学结构可以是X-R-Y，其中X代表表面活性基团，Y代表引发部分，R代表联接基团。表面活性基团与铝片表面存在的官能团一经反应后，引发部分即可锚定到基质上。
另一种可选择的方法是，通过多步骤方法将引发剂固定到铝片表面上。一个例子中，多步骤方法可以是两步骤方法。这种情况下，可先将表面活性分子X-R-A施加到铝片表面。在官能团X可以将该分子固定到铝片表面时，官能团A可允许铝片上进一步发生化学反应，最后将引发部分Y固定到铝片表面上。
在一实施例中，所用基质可以是铝片。所用铝片可以是但不限于传统的球磨片、真空金属片(VMF)、二氧化硅封装片和金属氧化物封装片。铝片暴露在空气中，会与氧气反应生成氧化铝和氢氧化铝，从而给表面提供了偶联反应所需的羟基。
表面活性基团X可以是但不限于单-、双-和三-烷氧硅烷、单-、双-和三-卤代硅烷、羧酸、磷酸有机化合物和其它与金属、金属氧化物或二氧化硅表面有强亲和力的化学基团。在三烷氧硅烷和三卤代硅烷情况下，有机硅烷分子中发生分子间缩合反应，可形成由这些分子构成的牢固的高密度包覆层。
所述基质表面上的引发剂的密度可通过用其它表面活性分子稀释该引发剂承载分子来加以调节。所述稀释分子还可以给所述表面带来另外的官能团。
基于同样的原理，用类似的偶联剂可以很容易地将主要由二氧化硅和某些在该表面上的硅烷醇组成的玻璃片官能化。本发明的方法可进一步应用于铝和二氧化硅以外的基质，只要存在与该基质表面有强亲和力且能将引发部分固定在该基质上的官能团即可。
其它基质还可以经由二氧化硅或金属氧化物封装层在引发剂作用下发生官能化。例如，Iriodin 100是钛氧化物封装云母，通过上述方法能将它包覆在聚合物内。
引发部分Y可以是任何能引发自由基聚合、可控自由基聚合和/或其他连锁聚合反应的官能团。引发部分Y可以是但不限于活化卤素原子、烷氧胺、二硫酯、二硫代氨基甲酸酯、三硫代甲酸酯和黄原酸酯、有机过氧化物，以及偶氮化合物。
在一个例子中，将引发剂固定到基质表面后，过滤纯化，以便在继续进行聚合反应前去除所有未结合的偶联剂。在另一个例子中，溶液中存在游离偶联剂并不会显著增加溶液的粘度或者在接下来的聚合过程中改变其它工艺条件产生不利影响，所以该反应溶液可以不经纯化直接使用。
然后可将表面固定有引发剂的基质分散到单体溶液中。该单体溶液可只包含一种类型的单体或含有由不同类型单体组成的混合物。可以使用的单体例如包括但不限于苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸、丙烯腈、乙烯吡啶、马来酰亚胺、乙烯乙酸酯、乙烯氯化物、亚乙烯氯化物和异戊二烯。固定有引发剂的基质在分散到该单体溶液中之后，表面发生聚合反应，形成附着在基质上的聚合物链。由于引发剂分子的尺寸小，所以固定在基质表面的引发剂分子有很高的表面密度。因此，这种方法形成的聚合物包覆层有很高的接枝密度。
因为基质表面发生的聚合反应与溶液聚合反应遵循同样的反应机理，所以溶液聚合反应中的聚合单体可直接用在本发明的方法中。
活性或可控的自由基聚合反应，如原子转移自由基聚合、硝基氧介导的聚合和可逆加成-断裂链转移聚合，可让所合成的聚合物都有可控分子量、聚合分散性和由许多不同类型单体组成的结构。本发明的方法使用活性聚合，可使包覆层的厚度控制在几纳米到几百纳米之间，而且可进一步让基质上聚合物包覆层的结构是可控的。使用透射电子显微镜可直接观察粒子表面或基质表面的厚度和均匀度。在一个例子中，每个被包覆基质的包覆层厚度可以基本一致。这种情况下，可根据来自10个以上不同包覆基质的、放大倍数在x20,000和x100,000之间的透射电子显微镜图像，计算包覆层厚度的平均偏差和标准偏差。基质上包覆层厚度的标准偏差可在平均包覆层厚度的15％以内变化，其中标尺为100nm。
本发明方法中利用的可控自由基聚合的活性特征还能在基质上合成多层包覆层。在一个例子中，可在预定反应时间后，往反应瓶中加入第二种单体或第二组单体。另一个例子中，第一聚合反应结束后，可以将反应混合物中的基质分离、纯化，然后与第二种单体或第二组单体进行第二次聚合反应。两种情况下，可形成其组成与第一层不同的第二层包覆层。后一方法中，所合成的第二层具有完全不同的组成。上述步骤可按任意不同组合，重复任意次数，以形成多层包覆层。
本发明方法中可使用的单体例如包括但不限于丙烯腈、苯乙烯、二乙烯苯、4-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、4-乙烯苯甲醚、4-氟苯乙烯、2-氟苯乙烯、3-氟苯乙烯、4-氯甲基苯乙烯、4-(叔丁基)苯乙烯、3-氯苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸酯叔戊酯、丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸正庚酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸正癸酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸十一烷基酯、丙烯酸正-十二烷基酯、甲基丙烯酸正-十二烷基酯、甲基丙烯酸1-十六烷基酯、丙烯酸硬脂醇酯、甲基丙烯酸硬脂醇酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸3，3，5-三甲基环己酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸苯甲酯、甲基丙烯酸苯甲酯、丙烯酸五溴苯酯、甲基丙烯酸五溴苯酯、丙烯酸五氯苯酯、甲基丙烯酸无氟苯酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸1，1，1，3，3，3-六氟异丙酯、丙烯酸1H，1H，2H，2H-十七氟癸酯、甲基丙烯酸1H，1H，2H，2H-十七氟癸酯、丙烯酸1H，1H，3H-六氟丁酯、甲基丙烯酸1H，1H，3H-六氟丁酯、甲基丙烯酸1H，1H，3H-四氟丙酯、丙烯酸1H，1H，5H-八氟戊酯、甲基丙烯酸1H，1H，5H-八氟戊酯、甲基丙烯酸1H，1H，7H-十二氟庚酯、丙烯酸1H，1H-六氟丁酯、丙烯酸2，2，2-三氟乙酯、甲基丙烯酸2，2，2-三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟异丙酯、丙烯酸五氟苯酯、甲基丙烯酸五氟苯酯、甲基丙烯酸全氟环己基甲酯、甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、4-乙基吡啶、甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸2-羟乙酯和甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、4-乙基苯胺、3-乙基苯胺、N-异丙基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸乙二醇酯、聚丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇乙醚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲醚丙烯酸酯、二甲基丙烯酸1，10-十一烷基二醇酯、二甲基丙烯酸1，3-丁二醇酯、二丙烯酸1，4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸1，4-丁二醇酯、1，4-二丙烯酰基哌嗪、1，4-对苯二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸1，5-戊二醇酯、二丙烯酸1，6-己二醇酯、二甲基丙烯酸1，6-己二醇酯、二甲基丙烯酸1，9-壬二醇酯、2，2-双(4-甲基丙烯氧基苯基)丙烷、2，2-双[4-(2-丙烯氧乙氧基)苯基]丙烷、2，2-双[4-(2-羟基-3-甲基丙烯氧丙氧基)苯基]丙烷、二甲基丙烯酸2，2-二甲基丙二醇酯、二丙烯酸二乙二醇酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯、二甲基丙烯酸二丙二醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N，N’亚乙基二丙烯酰胺、N，N’-亚甲基二丙烯酰胺、N，N’-六亚甲基二丙烯酰胺、N，N-二烯丙基丙烯酰胺、二甲基丙烯酸四乙二醇酯、二甲基丙烯酸-反-1，4-环己烷二醇酯、二丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、三丙烯酸1，1，1-三甲基醇丙酯、三甲基丙烯酸1，1，1-三甲基醇丙酯、五丙烯酸二季戊四醇酯、四丙烯酸季戊四醇酯、三丙烯酸季戊四醇酯、聚二丙烯酸乙二醇酯、聚二甲基丙烯酸乙二醇酯。
或者，引发部分Y还可以是任何能引发至少一种聚合反应的官能团。这类聚合例如可以包括但不限于自由基聚合和可控自由基聚合，如原子转移自由基聚合(美国专利5,763,548)、硝基氧介导的聚合(美国专利7,205,362)和可逆加成-断裂链转移聚合(美国专利7,205,362)。
聚合物包覆层的厚度可通过调节反应时间、反应温度、单体浓度、催化剂浓度和溶剂选择等聚合条件来控制。聚合物包覆层的平均厚度可通过透射电子显微镜直接观察测量，该厚度在几纳米到100nm以上。
所述聚合物包覆层可以是一端锚定在基质上的聚合物链。该聚合物可以是均聚物或共聚物。
通过调节聚合过程中共聚单体的组成可以改变所述聚合物包覆层的化学组成。另外，聚合反应之后，可以利用化学改性来调节包覆层的化学性质。包覆层组成的这种灵活性可以使优化彩色颜料与聚合物包覆层之间的粘合作用变得简单易行。
在一个例子中，将包覆基质分散体与彩色颜料分散体混合在一起可制得所述彩色体系。
在一示例性实施例中，可以加入小分子反应物来增强或调节彩色颜料与包覆基质之间的相互作用。可以使用的小分子反应物可以是但不限于烷基溴化物或烷基芳基溴化物。在一个例子中，烷基溴化物或烷基芳基溴化物与包含聚(甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯)(PDMAEMA)的包覆层一同使用。这个例子中，可以用溴化物将包覆基质上的叔胺基团季胺化，使聚合物带上正电荷。结果，包覆基质的包覆层与带负电荷的彩色颜料之间的粘合作用得到增强。应当意识到，对包覆基质的包覆层内的材料的选择，如烷基链的选择，对包覆基质的吸附动力学和最终性能有很大影响。例如，在烷基溴化物或烷基芳基溴化物中使用较长的链有可能增加疏水性，而往烷基溴化物或烷基芳基溴化物中加入极性基团如羟基有可能增加亲水性等。
在基质例如包括铝的情况下，包覆基质的大小和密度可以比通常的彩色颜料、树脂和溶剂的大小和密度大得多。所以，通过沉降或离心可以很容易地将包覆基质与溶剂分离。这种情况下，上层清液的颜色强度会明确指示彩色颜料与包覆基质是否分离。在一个例子中，本发明的彩色体系经沉降或离心后可以得到一个清澈的上层(溶剂)和带有颜色、同时含有彩色颜料和包覆基质的下层(见图1)。相比之下，含有未包覆的基质和彩色颜料的溶液中会看到彩色颜料与基质之间分离，其中彩色颜料富集在上层清液中。
一种情况下，根据沉降试验确定，彩色颜料可以粘附在包覆基质上。所述“粘附”可指在物理环境下典型的漆/墨体系内彩色颜料从聚合物包覆基质上脱离的困难程度。该沉降试验可以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的步骤。这种情况下，如果彩色颜料粒子粘附在包覆基质上，意味着上层清液中没有什么颜色，而沉降后的基质具有均匀的、较深的颜色。在一个例子中，彩色颜料可粘附在基质上，这样上层清液中的彩色颜料的浓度经沉降试验测定小于100ppm，该试验中，将0.300克本发明彩色体系固体分散到15mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，然后让基质静置沉降。
在另一种情况下，在沉降试验中可以使用吸光度分析法来测定彩色颜料与包覆基质的粘附量。根据该分析法，可以在彩色颜料具有最大吸光度的那个波长下分析上层清液的吸光度。可以从正在使用的具体彩色颜料所对应的吸光度/浓度的校准曲线得到线性回归方程式，然后利用该方程式计算溶剂中彩色颜料的浓度。如果定量测定离心后上层清液的体积，那么根据所测浓度可以算出没有粘附到包覆基质上的彩色颜料的总量，然后与彩色颜料的初始量进行比较，或者换句话说，与反应开始时所加入的彩色颜料总量进行比较。在一个例子中，彩色颜料粘附到包覆基质上，使得粘附在包覆基质上的彩色颜料的量可以大于起始颜料量的90％。在一示例性实施例中，彩色颜料可以稳定地粘附在包覆基质上，使得粘附在包覆基质上的彩色颜料的量可以大于起始颜料量的99％。这种情况下，彩色颜料和聚合物包覆层之间强有力的相互作用可以使彩色颜料与包覆基质之间产生稳定的粘附作用。
本发明体系中的彩色颜料与包覆基质之间的强粘附作用还可以使调节该体系组成成为可能，并且给制剂的制备提供了灵活性。例如，可以往该彩色体系中加入另外的溶剂、树脂和添加剂，而彩色颜料与包覆基质之间不会出现肉眼可见的分离情况。该彩色体系可以浓缩、稀释和进行溶剂交换。所得彩色体系可以是浓缩型，从而减小贮存空间、降低运输和处理成本、控制危害，以及改善贮存稳定性。
在另一实施例中，本发明的彩色体系可以只包括表面粘附彩色颜料的包覆基质和溶剂或溶剂混合物。这一实施例中，该体系可以直接使用而不用再加入任何其他分散剂和/或树脂，换句话说，该体系可以直接用作少树脂漆/墨体系。所述“少树脂”在这里定义为在制剂制备过程中除附着在基质表面的那些分散剂和/或树脂外，不再加入另外的分散剂和/或树脂的漆/墨体系。在此所述的“另外的分散剂和/或树脂”可指附着在所述基质表面的聚合物链之外的那些聚合物，本领域内常把它们加到漆和墨等涂覆制剂中作为分散剂、成膜剂和/或粘合剂。另外的树脂例如有醇酸树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂、苯酚树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚烯烃树脂、聚苯乙烯树脂和聚丙烯酸树脂。另外的分散剂可参见《有机涂料：科学与技术》第三版(纽约：John Wiley & Sons，2007)、第440和446页。
在这些少树脂体系中，包覆基质上的聚合物包覆层不仅可以提供成膜性能，而且能促进与该少树脂体系所要涂覆的表面在溶剂干燥后的粘合作用。由于没有外部树脂阻碍最终干燥阶段包覆基质的取向，所以少树脂漆/墨体系可以产生取向性增强和金属效果改善的涂层。不含非必需树脂，还可以降低少树脂漆/墨体系的粘度。该例中，所述少树脂漆/墨体系可以含很高浓度的表面粘附彩色颜料的包覆基质。所以，少树脂漆/墨体系可以减少挥发性有机物含量(VOC)排放，而且最终涂层的不透明度增加。
在又一实施例中，本发明彩色体系可以与传统的漆/墨/塑料体系组合使用。这种情况下，由于包覆基质上聚合物包覆层具有自分散性和成膜性，所得漆在使用时的颜料/粘合剂比可以增加。在一个例子中，上述组合体系的颜料/粘合剂比可以在1和10之间。
本发明的彩色体系的一个优点是，该体系制备时间短，制备过程中除加热和搅拌设备外无需其他设备。而且，由于彩色颜料与聚合物包覆基质间具有强亲和力，所以大多数情况下，所得体系在加入必需成分后很快即可涂覆使用。
再一实施例中，一物品包括含有本发明彩色体系的涂层。
实例
例1：通过ATPR制备聚合物包覆铝基质
取4.8千克来自Silberline Mfg.公司、固体含量为75.68％的透镜状铝颜料SSP-695，与11.64千克乙二醇醚PM醋酸酯一同加到20升反应瓶内。混合物搅拌至均匀，然后加热到80℃。再加入16ml ATRP引发剂3-(三甲基硅烷基丙基)-2-溴-2-甲基丙酸酯。80℃反应6小时后冷却至室温，过滤得到固体。最终产物中固体含量占64.56重量％。
取上述固定有引发剂的产品30.8克，分散到装在500ml反应瓶内的310ml乙二醇醚PM醋酸酯中。边适度搅拌边加入80ml N，N-二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯(DMAEMA)。将反应瓶密封，从瓶底通入高纯度氮气使体系处于惰性氛围。30分钟后，加入0.423克CuBr，将氮气进气管升高到液面以上，速度增到750-800RPM。让温度在1个小时内缓慢升到60℃，期间持续搅拌和保持氮气流动。
在一单独的瓶内，用氮气对五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)进行除气30分钟。在上述持续1小时的搅拌结束时，使用经氮气排除了空气的注射器，取0.62ml PMDETA转到反应瓶内以引发聚合反应。
让反应进行5小时，温度维持在60℃。反应结束时，容器敞开口，加入约150克PM醋酸酯以快速降低温度，使反应猝灭。将反应浆中固体离心分离后重新分散到PM醋酸酯中，再次离心，洗脱残余反应物。将所得产物分散到N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，再次离心以改变其溶剂。最终产品中固体含量经测定占46.02重量％。经TGA确定，结合到铝片上的聚合物量占固体重量的9.54％。
例2：制备绿铝彩色体系
从例1制备的聚合物包覆铝颜料中取4.35克分散到装有15.0克NMP的40ml小瓶中。另取0.40克酞菁绿-颜料绿7(PG7)的固体分散体(40重量％的颜料粒子分散在聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物中)分散到5.0克NMP中。将该PG7分散体加到前面的铝颜料分散体中，然后再加入4.0克、含4％烯丙基溴的NMP溶液。所得混合物室温搅拌15分钟，然后在大约30分钟内升温至90℃。在90℃再搅拌15分钟，然后冷却至室温。离心得到固体，重新分散到NMP中两次，并再次离心，每次离心后的上层清液只呈现很浅的绿色，而固体沉降物则呈现明亮的深绿色。
例3：制备蓝铝彩色体系
从例1制备的聚合物包覆铝颜料中取4.35克分散到装有15.0克NMP的40ml小瓶中。另取0.40克酞菁蓝-颜料蓝15:4(PB15:4)的固体分散体(40重量％的颜料分散在聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物中)分散到5.0克NMP中。将该PB15:4分散体加到前面的铝颜料分散体中，然后再加入4.0克、含4％烯丙基溴的NMP溶液。所得混合物室温搅拌15分钟，然后在大约30分钟内升温至90℃。在90℃再搅拌15分钟，然后冷却至室温。离心得到固体，重新分散到NMP中两次，并再次离心，每次离心后的上层清液只呈现很浅的蓝色，而固体沉降物则呈现明亮的深蓝色。
例4：制备红铝彩色体系
从例1制备的聚合物包覆铝颜料粒子中取4.35克分散到装有15.0克NMP的40ml小瓶中。另取0.40克喹吖啶酮-颜料红122(PR122)的固体分散体(40重量％的颜料粒子分散在聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物中)分散到5.0克NMP中。将该PR122分散体加到前面的铝颜料分散体中，然后再加入4.0克、含4％烯丙基溴的NMP溶液。所得混合物室温搅拌15分钟，然后在大约30分钟内升温至90℃。在90℃再搅拌15分钟，然后冷却至室温。离心得到固体，重新分散到NMP中两次，并再次离心，每次离心后的上层清液只呈现很浅的红色，而固体沉降物则呈现明亮的深红色。
例5：制备红铝彩色体系
从例1制备的聚合物包覆铝颜料粒子中取4.35克分散到装有15.0克NMP的40ml小瓶中。另取0.40克苝-颜料红179(PR179)的固体分散体(40重量％的颜料分散在聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物中)分散到5.0克NMP中。将该PR179分散体加到前面的铝颜料分散体中，然后再加入4.0克、含4％烯丙基溴的NMP溶液。所得混合物室温搅拌15分钟，然后在大约30分钟内升温至90℃。在90℃再搅拌15分钟，然后冷却至室温。离心得到固体，重新分散到NMP中两次，并再次离心，每次离心后的上层清液只呈现很浅的红色，而固体沉降物则呈现明亮的深红色。
例6：制备黄铝彩色体系
从例1制备的聚合物包覆铝颜料中取4.35克分散到装有15.0克NMP的40ml小瓶中。另取0.40克异吲哚酮-颜料黄110(PY110)的固体分散体(40重量％的颜料分散在聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物中)分散到5.0克NMP中。将该PY110分散体加到前面的铝颜料分散体中，然后再加入4.0克、含4％烯丙基溴的NMP溶液。所得混合物室温搅拌15分钟，然后在大约30分钟内升温至90℃。在90℃再搅拌15分钟，然后冷却至室温。离心得到固体，重新分散到NMP中两次，并再次离心，每次离心后的上层清液只呈现很浅的黄色，而固体沉降物则呈现明亮的深黄色。
例7：制备黄铝彩色体系
从例1制备的聚合物包覆铝颜料中取4.35克分散到装有15.0克NMP的40ml小瓶中。另取0.40克异吲哚酮-颜料黄139(PY139)的固体分散体(40重量％的颜料分散在聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物中)分散到5.0克NMP中。将该PY139分散体加到前面的铝颜料分散体中，然后再加入4.0克、含4％烯丙基溴的NMP溶液。所得混合物室温搅拌15分钟，然后在大约30分钟内升温至90℃。在90℃再搅拌15分钟，然后冷却至室温。离心得到固体，重新分散到NMP中两次，并再次离心，每次离心后的上层清液只呈现很浅的黄色，而固体沉降物则呈现明亮的深黄色。
例8：制备紫铝彩色体系
从例1制备的聚合物包覆铝颜料中取4.35克分散到装有15.0克NMP的40ml小瓶中。另取0.40克喹吖啶酮-颜料紫19(PV19)的固体分散体(40重量％的颜料分散在聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物中)分散到5.0克NMP中。将该PV19分散体加到前面的铝颜料分散体中，然后再加入4.0克、含4％烯丙基溴的NMP溶液。所得混合物室温搅拌15分钟，然后在大约30分钟内升温至90℃。在90℃再搅拌15分钟，然后冷却至室温。离心得到固体，重新分散到NMP中两次，并再次离心，每次离心后的上层清液只呈现很浅的紫色，而固体沉降物则呈现明亮的深紫色。
例9：制备红铝彩色体系
从例1制备的聚合物包覆铝颜料中取4.35克分散到装有15.0克NMP的40ml小瓶中。另取0.40克喹吖啶酮-颜料红122(PR122)的固体分散体(40重量％的颜料分散在聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物中)分散到5.0克NMP中。将该PR122分散体加到前面的铝颜料分散体中，然后再加入4.0克、含4％烯丙基溴的NMP溶液。所得混合物室温搅拌15分钟，然后在大约30分钟内升温至90℃。在90℃再搅拌15分钟，然后冷却至室温。离心得到固体，重新分散到NMP中两次，并再次离心，每次离心后的上层清液只呈现很浅的红色，而固体沉降物则呈现明亮的深红色。
例10：制备蓝铝彩色体系
从例1制备的聚合物包覆铝颜料中取4.35克分散到装有15.0克NMP的40ml小瓶中。另取0.40克酞菁蓝-颜料蓝15:4(PB15:4)的固体分散体(40重量％的颜料分散在聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物中)分散到5.0克NMP中。将该颜料蓝15:4分散体加到前面的铝颜料分散体中，然后再加入5.2克、含4％苯甲基溴的NMP溶液。所得混合物室温搅拌15分钟，然后在大约30分钟内升温至90℃。在90℃再搅拌15分钟，然后冷却至室温。离心得到固体，重新分散到NMP中两次，并再次离心，每次离心后的上层清液只呈现很浅的蓝色，而固体沉降物则呈现明亮的深蓝色。
例11：制备蓝铝彩色体系
从例1制备的聚合物包覆铝颜料中取4.35克分散到装有15.0克NMP的40ml小瓶中。另取0.40克酞菁蓝-颜料蓝15:4(PB15:4)的固体分散体(40重量％的颜料分散在聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物中)分散到5.0克NMP中。将该颜料蓝15:4分散体加到前面的铝颜料分散体中，然后再加入5.5克、含4％己基溴的NMP溶液。所得混合物室温搅拌15分钟，然后在大约30分钟内升温至90℃。在90℃再搅拌15分钟，然后冷却至室温。离心得到固体，重新分散到NMP中两次，并再次离心，每次离心后的上层清液只呈现很浅的蓝色，而固体沉降物则呈现明亮的深蓝色。
美观性评价
用NMP将例2-11中制备的各颜料分别稀释至总体积20ml的NMP，重新分散后制成含10重量％的聚合物包覆铝片的少树脂漆。用缠绕#14钢丝的线棒将这些漆刮涂到不透明记录纸上，60℃烘烤片刻，最后让残余溶剂晾干。
对四种市售的来自Showa的彩色铝颜料——D554RE红、DE529YE黄、D551BL蓝和D507GR绿进行评价以作比较。由于这些产品不能制成少树脂漆，所以将它们分散到固体含量为10重量％的汽车修补漆体系中，然后用缠绕#14钢丝的线棒将这些漆刮涂到不透明记录纸上，60℃烘烤片刻，最后让残余溶剂晾干。图3显示了由来自Showa’s FriendColor的墨和例2中制备的少树脂墨(酞菁绿颜料7和被聚(N，N-二甲基氨基乙基丙烯酸酯)封装的Silberline SparklePremium 695)分别形成的刮涂膜的美观性对比图片。
少树脂墨形成的刮涂膜展现出强烈的金属光泽。
用X-Rite MA68色差仪(goniospectrophotomer)对上述刮涂膜进行比色分析。
下表1显示了例2-11和市售彩色铝产品从5个角度进行的比色结果。由表1清楚可见，例2-11制备的颜料具有比市售产品更明亮、更光滑的色泽。
表1
红铝
黄铝
蓝铝
绿铝
颜料附着
为测定颜料与铝片的附着强度，对例2中制备的绿铝颜料和市售绿铝颜料Showa D507 GR进行颜料渗色试验。每个产品称取能够提供0.3000克固体材料的量，然后每个产品都加入15.0ml甲乙酮(MEK)。将颜料充分分散到MEK中，把制得的浆转移到试验管内，用塞子塞住管口，让其静置过夜。第二天，例2产品所在的上层清液是透明的，只带有非常浅的淡绿色，而Showa D507GR所在的上层清液是深绿色且几乎不透明。使用Spec 20分光光度计测定这两种上层清液在540nm波长时的吸光度，结果如下所示。这些结果清楚表明，本发明的产品中所含的从铝片上分离的颜料比市售颜料要少得多。图1显示了沉降试验的结果。
MEK上层清液中绿颜料的浓度
例1              46.4ppm
Showa D507GR     917.3ppm
根据扫描透射电子显微镜观察结果进一步确认彩色颜料与铝片之间具有很强的粘附力。如图2所示，经多次溶剂洗涤后，彩色颜料均匀的包覆在铝片表面。
例12：利用ATPR制备聚合物包覆铝基质
取4.8千克来自Silberline Mfg.公司、固体含量为75.68％的透镜状铝颜料SSP-695，与11.64千克乙二醇醚PM醋酸酯一同加到20升反应瓶内。混合物搅拌至均匀，然后加热到80℃。再加入16ml ATRP引发剂3-(三甲基硅烷基丙基)-2-溴-2-甲基丙酸酯。80℃反应6小时后使浆冷却至室温，过滤得到固体。最终产物中固体含量占55.75重量％。
取上述固定有引发剂的产品1291.5克，分散到装在20升反应瓶内的9675ml乙二醇醚PM醋酸酯中。边适度搅拌边加入4320mL N，N-二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯(DMAEMA)。将反应瓶密封，从瓶底通入高纯度氮气使体系处于惰性氛围。30分钟后，加入15.23克CuBr，速度增到550-600RPM。让温度在1个小时内缓慢升到60℃，期间持续搅拌和保持氮气流动。
在一单独的瓶内，用氮气对五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)进行除气30分钟。在上述持续1小时的搅拌结束时，使用经氮气排除了空气的注射器，取22.5ml PMDETA转到反应瓶内以引发聚合反应。
让反应进行5小时，温度维持在60℃。反应结束时，冷却到100 oF以终止反应。将反应浆中固体离心分离后重新分散到PM醋酸酯中，再次离心，洗脱残余反应物。将所得产物再次分散到NMP中，离心。最终产品中固体含量经测定占40.74重量％。经TGA确定，结合到铝片上的聚合物量占固体重量的17.68％。
例13：制备绿铝彩色体系
从例12制备的聚合物包覆铝颜料中取3.44克分散到装有15.0克NMP的40ml小瓶中。另取0.90克酞菁绿-颜料绿7(PG7)的固体分散体(40重量％的颜料分散在聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物中)分散到5.0克NMP中。将该PG7分散体加到前面的铝颜料分散体中，然后再加入7.45克、含4％己基溴的NMP溶液。所得混合物室温搅拌15分钟，然后在大约30分钟内升温至90℃。在90℃再搅拌15分钟，然后冷却至室温。离心得到固体，重新分散到NMP中两次，并再次离心，每次离心后的上层清液只呈现很浅的绿色，而固体沉降物则呈现明亮的深绿色。
比较例1
重复例13的制备过程，但其中不加己基溴。
离心得到固体，然后重新分散到NMP中两次，并再次离心，每次离心后的上层清液呈现较暗的不透明绿色，而固体沉降物则呈现非常浅的绿色。
美观性评价
用NMP将例13和比较例1中制备的颜料均稀释至总体积17.5ml，然后重新分散后制成含10重量％的聚合物包覆铝片的少树脂漆。用缠绕#14钢丝的线棒将这些漆刮涂到不透明记录纸上，60℃烘烤片刻，最后让残余溶剂晾干。
用X-Rite MA68色差仪(goniospectrophotomer)对上述刮涂膜进行比色分析。
下表2显示了例13和比较例1从5个角度进行的比色结果。由表2清楚可见，例13中制备的颜料比比较例1中制备的颜料有更强的色度。
表2
绿铝
颜料附着
为测定颜料的附着强度，定量收集例13和比较例中第一次离心所得的上层清液，然后按上述方法进行吸光度检测。根据计算所得的绿颜料浓度和已知的体积，得出上层清液中绿颜料的总量，颜料与铝片之间的粘附作用可表示为加到反应瓶内的绿颜料所占的百分比。结果如下所示：
绿颜料的附着率％
例13       99.80％
比较例1    26.70％
例14：用例1中聚合物包覆的Al基质制备的少树脂漆
用例1中聚合物包覆的Al基质制备少树脂漆：用PM醋酸酯稀释湿糊即得少树脂漆。最终制备的漆中颜料重量浓度为10.1％。采用虹吸式将漆喷涂到由聚苯乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)制成的塑料板上。将喷涂板进一步置于烤箱内干燥。
本发明的各方面：
1.一种彩色体系，其包含：
多种彩色颜料；和
多种包覆基质，每种包覆基质包括具有表面的基质和环绕在该基质表面的聚合物包覆层，该聚合物包覆层包括附着在该基质表面上的聚合物链，
其中所述彩色颜料粘附在所述包覆基质上。
2.本发明任一方面的彩色体系，其中，根据沉降试验后进行的吸光度分析，所述彩色颜料粘附在所述包覆基质上，使得粘附在该包覆基质上的彩色颜料量占原始彩色颜料量的90％以上。
3.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述聚合物链的密度为0.001-2条链/nm2。
4.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述聚合物链的结构实质上一致。
5.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述聚合物包覆层包括至少一种将彩色颜料粘附到该聚合物包覆层上的官能团。
6.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述聚合物链上的官能团带有离子电荷。
7.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述至少一种官能团包括季胺。
8.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述基质包括铝。
9.本发明任一方面的彩色体系，其进一步包含溶剂。
10.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述溶剂选自水、低级醇、烃、醚、酯、酮、乙二醇醚、吡咯烷酮、亚砜和/或其混合物。
11.本发明任一方面的彩色体系，其中，除附着在所述基质表面的分散剂和/或树脂外，所述彩色体系不包括另外的分散剂和/或树脂添加剂。
12.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述体系是彩色金属墨或漆体系。
13.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述彩色颜料是至少一种选自酞菁绿-颜料绿7、酞菁蓝-颜料蓝15:4、喹吖啶酮-颜料红122、喹吖啶酮-颜料红179、异吲哚酮-颜料黄110、异吲哚酮-颜料黄139、喹吖啶酮-颜料紫19和喹吖啶酮-颜料红122的颜料。
14.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述每种彩色颜料粒子的大小为1nm-200nm。
15.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述每种彩色颜料粒子的大小为1nm-100nm。
16.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述基质的大小为100nm-1μm。
17.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述基质的大小为500nm-100μm。
18.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述基质的大小为1μm-50μm。
19.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述聚合物链包括用活性季胺化剂季胺化的叔胺基团。
20.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述包括叔胺基团的聚合物链选自2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯、丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯、丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯、丙烯酸3-(二甲基氨基)丙酯、2-(二乙基氨基)乙基苯乙烯、N，N-(二甲基氨基丙基)丙烯酰胺、N，N-(二甲基氨基丙基)甲基丙烯酰胺、丙烯酸3-二甲基氨基新戊酯、甲基丙烯酸3-二甲基氨基新戊酯和甲基丙烯酸2-二异戊基氨基乙酯的均聚物或共聚物。
21.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述季胺是阳离子胺盐，其中氮原子上连有四个基团而带有正电荷。
22.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述季胺化剂选自烷基卤化物和芳烷基卤化物。
23.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述彩色体系包括10-70重量％的包覆基质。
24.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述彩色体系包括2-25重量％的彩色颜料。
25.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述彩色体系包括25-85重量％的溶剂。
26.本发明任一方面的彩色体系，其中，对每种基质表面进行改性处理而将引发剂固定到每个基质表面，从而得到所述的每种包覆基质。
27.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述被固定的引发剂含有表面活性基团、联接基团和引发部分。
28.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述表面活性基团选自单-、双-和三-烷氧硅烷、单-、双-和三-卤代硅烷、羧酸、磷酸有机化合物和其他与金属、金属氧化物或二氧化硅表面有强亲和力的化学基团。
29.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述引发部分选自卤素原子、烷氧胺、二硫酯、二硫代氨基甲酸酯、三硫代甲酸酯、黄原酸酯、有机过氧化物，以及偶氮化合物。
30.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述每个基质经由二氧化硅或金属氧化物封装层被官能化。
31.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述每个被包覆基质的包覆层厚度实质一致，借此根据来自10个以上不同包覆基质的、放大倍数在x20,000和x100,000之间的透射电子显微镜图像，计算该包覆层厚度的平均偏差和标准偏差，基质上包覆层厚度的标准偏差在平均包覆层厚度的15％以内变化，其中标尺为100nm。
32.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述每个包覆基质的包覆层厚度从纳米到100nm以上。
33.本发明任一方面的彩色体系，其进一步包含小分子反应物。
34.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述小分子反应物选自烷基溴化物和烷基芳基溴化物，以及加入极性基团如羟基的烷基溴化物和烷基芳基溴化物，可选的是，与包括聚(甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯)(PDMAEMA)的包覆层一同使用的烷基溴化物或烷基芳基溴化物。
35.本发明任一方面的彩色体系，其中，在一沉降试验中，将含0.300克固体的彩色体系分散到15ml N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，让基质静置沉降，所述彩色颜料粒子粘附在基质上使上层清液中的彩色颜料粒子的浓度小于100ppm。
36.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述彩色体系不包括醇酸树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂、苯酚树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚烯烃树脂、聚苯乙烯树脂和聚丙烯酸树脂。
37.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述彩色体系的颜料/粘合剂比在1-10之间。
38.一种生产本发明任一方面的彩色体系的方法，其包含：
将所述包覆基质的分散体与所述彩色颜料的分散体混合。
39.第38方面所述的方法，其进一步包括加入小分子反应物以使所述包覆基质的聚合物包覆层中包括的叔胺基团季胺化。
40.一种物品，其包含：
含有本发明任一方面的彩色体系的涂层。
41.本发明任一方面的彩色体系，其中，所述聚合物链与所述基质的表面共价结合。
42.本发明任一方面的彩色体系，其中，在一沉降试验中，将所述彩色体系分散到一种或多种溶剂中，让所述包覆基质静置沉降，沉降之后根据吸光度分析，所述彩色颜料粘附到所述包覆基质上使得粘附在包覆基质上的彩色颜料的量大于原始颜料量的90％。
虽然本发明的彩色体系和方法已结合较佳实施例予以描述，但是本领域的技术人员显而易见地知道，本发明的彩色体系和方法的其它目的和改进方案也都可以在本发明的范围内作出，并在本发明揭示的范围内予以实现
本发明揭示的在其各个方面和各种形式上均适合实现所述的目的和其他的优点。本文所述细节并非对权利要求做出限制。

Claims (15)

1.一种彩色体系，其特征在于包含：
多种彩色颜料；和
多种包覆基质，其中每种包覆基质包括具有表面的基质和环绕在该基质表面的聚合物包覆层，该聚合物包覆层包括附着在该基质表面上的聚合物链，其中，所述彩色颜料粘附在所述包覆基质上；
将引发剂固定在所述基质的表面，从所述基质的表面聚合单体得到各聚合物链，所述聚合物链共价结合到所述基质的表面；
且所述聚合物包覆层包括至少一种将所述彩色颜料粘附到该聚合物包覆层上的官能团，所述至少一种官能团包括季胺。
2.根据权利要求1所述的彩色体系，其特征在于，根据沉降试验，所述彩色颜料粘附在所述包覆基质上，使得粘附在该包覆基质上的彩色颜料量占原始彩色颜料量的90%以上。
3.根据权利要求1或2所述的彩色体系，其特征在于，所述聚合物链的密度为0.001-2条链/nm2。
4.根据权利要求1-2之任一项所述的彩色体系，其特征在于，所述聚合物链的结构一致。
5.根据权利要求1-2之任一项所述的彩色体系，其特征在于，所述包覆层厚度的标准偏差可在平均包覆层厚度的15%以内变化。
6.根据权利要求1-2之任一项所述的彩色体系，其特征在于，所述各聚合物链具有柔顺性。
7.根据权利要求1-2之任一项所述的彩色体系，其特征在于，所述基质包括铝。
8.根据权利要求1-2之任一项所述的彩色体系，其特征在于进一步包含溶剂。
9.根据权利要求8所述的彩色体系，其特征在于，所述溶剂选自水、低级醇、烃、醚、酯、酮、亚砜和/或其混合物。
10.根据权利要求9所述的彩色体系，其特征在于，所述醚为乙二醇醚，所述酮为吡咯烷酮。
11.根据权利要求1-2之任一项所述的彩色体系，其特征在于，除附着在所述基质表面的分散剂和/或树脂外，所述彩色体系不包括另外的分散剂和/或树脂添加剂。
12.根据权利要求1-2之任一项所述的彩色体系，其特征在于，所述体系是彩色金属墨或漆体系。
13.一种生产权利要求1-12之任一项所述的彩色体系的方法，其特征在于包含：
将所述包覆基质的分散体与所述彩色颜料的分散体混合。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于进一步包括加入小分子反应物以使所述包覆基质的聚合物包覆层中包括的叔胺基团季胺化。
15.一种物品，其特征在于包含：
含有权利要求1-12之任一项所述的彩色体系的涂层。
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