TWI381030B - 水性塗覆組合物 - Google Patents

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Description

水性塗覆組合物
本發明係關於一種分散劑組合物，其包含至少一非離子界面活性劑及至少一聚合物，其中該聚合物包含至少一羧酸基之鹽。本發明另外關於一種包含該等分散劑組合物之改質顏料組合物及水性塗覆組合物。
塗覆組合物係用於裝飾、保護及功能性處理許多類型之表面。這些表面包括線圈、金屬、器具、傢俱、硬紙板、木材及夾板、船舶、汽車、罐頭和紙板。某些塗層，如這些海底管線上的塗層係用於保護目的。其他如汽車外表塗層可滿足裝飾及保護兩功能。另外其他塗層可提供船舺板或汽車座椅上摩擦控制。某些塗層可控制船底之沉積物，其他塗層則保護罐頭中的食物及飲料。矽晶片、印刷電路板、訊號傳輸用之導波管纖維上的塗層及錄影帶和電腦磁碟片上的磁性塗層是許多塗層應用中所謂的高科技應用。
表面塗覆組合物一般係具有三種基本組份之有點黏稠的液體：成膜物質或稱為樹脂或黏合劑之物質的組合物、顏料或顏料之組合物及揮發性液體。樹脂及揮發性液體之組合物經常被稱為載劑。載劑可為水性或非水性並可呈溶液形態或為細微黏合劑粒子於非溶劑中之分散液。塗覆組合物如水性塗料之組份及製造係另外討論於聚合物、科學及工程之簡明百科全書，160-171(1990)中，將其以引用方式併入本文中。
顏料是細微分立之不溶固體粒子分散在塗覆載劑中並且徹底分布在最終薄膜中樹脂或黏合劑內。種類繁多之慣用黑色及有色顏料已用於塗覆組合物中。而且，包含連接有機基團之改質碳產物的水性及非水性墨水及塗覆組合物係描述於美國專利第5,672,198號及第5,713,988號中，將該等案之全文以引用方式併入本文中。
也可將界面活性劑加入塗覆組合物以幫助改善性能。一般，這些界面活性劑係與該等塗覆組合物之顏料結合使用並如，因此被稱為分散劑。塗覆組合物已使用數種不同種類或類型之分散劑。分散劑的選擇係視多項因素而定，包括顏料的性質、粒子尺寸及樹脂或黏合劑的類型。但是，該分散劑經常對性質如顯色有負面影響。因此，分散劑的用量必須針對所用組份而作調整以獲得具有良好整體性質之塗覆組合物。
因此，雖然分散劑已用於塗覆組合物中，但仍需要可使特定類型之顏料分散在水性載劑中，同時也產生良好顏色性能之分散劑組合物。
本發明係關於一種分散劑組合物，其包含i)至少一非離子界面活性劑及ii)至少一聚合物，其中該聚合物包含至少一羧酸基之鹽。該非離子界面活性劑最好不溶於水，如非水溶性聚環氧烷。
本發明另外關於一種顏料組合物，其包含a)至少一顏料及b)至少一如本文所述之分散劑組合物。該顏料最好是一 改質碳產物，其包含一連接至少一有機基團如陰離子基之碳產物。該顏料組合物可呈乾燥形態或以水性載劑形式存在。
本發明另外關於一種水性塗覆組合物，其包含a)一包含水基性樹脂及水性溶劑之水性載劑，b)至少一顏料及c)至少一如本文所述之分散劑組合物。
應瞭解上述一般描述及下列細節描述皆只是代表及僅用於說明並如所主張般欲提供本發明之進一步說明。
本發明係關於分散劑組合物以及包含該等分散劑組合物之顏料及水性塗覆組合物。
本發明分散劑組合物包含至少一非離子界面活性劑及至少一聚合物，其中該聚合物包含至少一羧酸基之鹽。另外，該分散劑組合物另外包含一溶劑。該溶劑可為水性或非水性的，但最好是一水性溶劑-即該溶劑包含水及視情況選用水溶性或水可互溶的溶劑。該溶劑最好是水且該分散劑組合物是一水性分散劑組合物。
該非離子界面活性劑最好是聚環氧烷。該聚環氧烷可為任何包含環氧烷基，如環氧乙烷或環氧丙烷基之均聚物或共聚物。該聚合物也可為分支或線性聚合物。該環氧烷最好是一包含具有1至12個碳原子之環氧烷基的聚合物。例如，該聚環氧烷可為一包含-CH2 -CH2 -O-基、-CH(CH3 )-CH2 -O-基、-CH2 -CH(CH3 )-O-基或-CH2 -CH2 -CH2 -O-基之聚合物。也可能是這些基團之組合 物。而且，也可使用聚環氧烷之混合物。
一般，聚環氧烷聚合物係製備成包含末端-OH基者。這些末端基可進一步反應或封端，以形成具有-OR基之聚合物。封端基團之實例係為熟諳此技者所熟知的。本發明分散劑組合物中所用的聚環氧烷可為未封端或已封端聚合物。基於詳細討論於下之溶解度之故，該聚環氧烷聚合物最好包含一封端基。被封端之-OH基的百分比可為任何值。該聚環氧烷係最好大於50%被封端，更佳係大於75%被封端，最佳係大於90%被封端。封端基可為這些技術中已知之任一基團，但最好是C1-C20烷基或芳基，更佳係C6-C20烷基。最佳係C12-C18烷基。
本發明分散劑組合物另外包含至少一聚合物，其中該聚合物包含至少一羧酸基之鹽。實例包括由丙烯酸或甲基丙烯酸與包含-COOH末端基之聚酯、聚醯胺或聚碳酸酯製得的均聚物或共聚物。該聚合物最好是丙烯酸或甲基丙烯酸之共聚物，而且該聚合物包含至少一丙烯酸或甲基丙烯酸重複基之鹽。
該鹽可為無機或有機鹽。因此，羧酸基之鹽具有通式-COO- M+ ，其中M+ 可為無機平衡離子或有機平衡離子。實例包括Na+ 、K+ 、Li+ 、NH4 + 及NR'4 + ，其中R'代表氫或有機基團如經取代或未經取代之芳基及/或烷基。該聚合物最好包含羧酸基之銨鹽。
分子量決定許多界面活性劑及聚合物之性質，包括溶解度、黏度及安定性。因此，當本發明分散劑組合物中所用 的非離子界面活性劑及聚合物可具有任何分子量，一般不偏好非常高的分子量。因此，該非離子界面活性劑如聚環氧烷之分子量最好係在約500與200000之間，更佳係約1000至100000，最佳係介於約2500與10000之間。含羧酸基之聚合物的分子量可能類似對該非離子界面活性劑所作之描述。較佳地，該聚合物分子量係介於約500與100000之間，更佳係介於約5000與50000之間，最佳係介於約10000與40000之間。
該分散劑組合物可另外包含額外組份，如抗氧化劑、殺菌劑及類似物。如上述般，在較佳具體實施例中，該分散劑組合物另外包含一水性溶劑，如水。此外，該組合物之pH可視該物質之目標用途作調整。因此，該分散劑組合物可另外包含至少一鹼。此鹼相當於包含至少一羧酸鹽之聚合物的鹽。這些鹼之實例包括胺如氨及氫氧化物試劑如具有氫氧化物平衡離子之鹽，包括(但不限於)氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰及氫氧化銨。也可使用其他氫氧化物鹽以及氫氧化物試劑之混合物。此外，也可使用其他在水性介質中可產生OH- 離子之鹼性試劑。實例包括碳酸鹽如碳酸鈉、碳酸氫鹽如碳酸氫鈉及烷氧化物如甲醇鈉及乙醇鈉。
各組份的量可視該分散劑組合物之目標用途而變化。非離子界面活性劑的量以該分散劑組合物之總重量計一般係介於約5%與20%之間，較佳係介於約9%與16%之間，更佳係介於約11%與14%之間。包含至少一羧酸基之鹽的聚合物量以該分散劑組合物之總重量計一般係介於約3%與25%之 間，較佳係介於約7%與20%之間，更佳係介於約10%與15%之間。
如上述般，較佳係該分散劑組合物另外包含一水性溶劑，如水。對於此較佳具體實施例，該分散劑組合物之固體%最好是大於10%，更佳係大於15%，最佳係大於25%。
最好該分散劑組合物中至少一組份係不溶於水。例如，該非離子界面活性劑可為非水溶性物質。藉由"不溶"指至少一組份無法在室溫下以大於2%之濃度溶於水並在這些條件下保持不溶一段長時間，如超過一天。不溶性可能是許多不同因素的結果。例如，當該非離子界面活性劑是聚環氧烷時，不溶性可能是該聚環氧烷之分子量、包含該聚合物之環氧烷的類型或封端基的類型及程度的結果。當非離子界面活性劑不溶於水時，包含至少一羧酸基之鹽的聚合物應是水溶性的。因此，可謂該聚合物係作為該非水溶性非離子界面活性劑之分散或溶解劑，藉此產生一不溶界面活性劑之水性溶液或分散液。
本發明另外關於一種包含至少一顏料及上述該分散劑組合物之顏料組合物。該顏料可為技術上已知之任何顏料，但最好是碳質顏料，特別是碳產物。適合的碳產物實例包括(但不限於)石墨、碳黑、玻璃碳、碳纖維、活性炭及活性碳。該碳可屬於晶質或非晶質類型。較佳係細微分立形態之上述碳產物；而且可利用不同碳之混合物。在這些碳產物中，以碳黑為佳。該顏料組合物可呈乾燥形態或可另外包含水性載劑如水。因此，該顏料組合物可為顏料與上述 分散劑組合物之水性分散液。
顏料經常係以其顏色強度來分類。例如，碳黑可被稱為高色度碳黑、中等色度碳黑或正常色度碳黑。這些碳黑中任一者皆可用於本發明顏料組合物中。在較佳具體實施例中，該顏料組合物包含技術中稱為高色度碳黑之碳產物，其中該高色度碳黑的BET表面積值一般係大於或等於約240平方米/克。較佳地，本發明顏料組合物中所用高色度碳黑之BET表面積值係大於或等於約300平方米/克，更佳係大於或等於約400平方米/克，最佳係大於或等於約500平方米/克。高色度碳黑之實例包括(但不限於)Monarch®1000、Monarch®1100、Monarch®1300、Monarch®1400、Monarch®1500、Black Pearls®1000、Black Pearls®1100、Black Pearls®1300及Black Pearls®1400。
這些所謂高色度碳黑也另外具有所定義之DBPA(鄰苯二甲酸二丁酯吸收)值。DBPA是一項碳產物之結構或分支的測量。結構愈大，一般，碳產物在，例如塗覆組合物中的分散性愈好。但是，結構愈大，該塗覆組合物的黏度愈高。而且，結構性愈高一般造成顏色性能愈差-光亮度及黑度愈低。因此，較佳高色度碳黑的DBPA值將介於約50與150毫升/100克之間。最佳係這些另具有介於約50與100毫升/100克間之DBPA值的碳黑。
在另一個較佳具體實施例中，本發明顏料組合物包含技術上稱為中等色度碳黑並一般具有介於約150平方米/克與240平方米/克間之BET表面積值的碳黑產物。較佳為本發明 顏料組合物中所用中等色度碳黑的BET表面積值係介於約170平方米/克與240平方米/克之間，更佳係介於約200平方米/克與230平方米/克之間。中等色度碳黑另外具有介於約50與150毫升/100克之DBPA值。最佳係這些另具有介於約60與130毫升/100克間之DBPA值的碳黑。中等色度碳黑之實例包括(但不限於)Monarch®700、Monarch®800、Monarch®880、Monarch®900、Black Pearls®700、Black Pearls®800、Black Pearls®880及Black Pearls®900。
在另一個具體實施例中，本發明顏料組合物包含已氧化以增加表面上氧官能度含量之碳黑。已氧化碳黑係技術上熟知的且一般係由氧化劑，如硝酸或臭氧與基本碳黑反應製得。該表面上官能度的增加一般導致pH的降低。因此，已氧化碳黑一般是酸性的。
在另一個具體實施例中，本發明顏料組合物包含一連接至少一有機基團之改質顏料。較佳為該改質顏料是一改質碳產物。該改質碳產物的BET表面積值係介於約350平方米/克與600平方米/克之間，更佳係介於約350平方米/克與500平方米/克之間。雖然任何BET表面積值大於或等於350平方米/克之改質碳黑皆可用於本發明顏料組合物中，但較佳係這些另具有介於約60與150毫升/100克間之DBPA值的改質碳黑。最佳係這些另具有介於80與120毫升/100克間之DBPA值的改質碳黑。
該等改質碳產物係利用熟諳此技者已知方法製得，使化學基(如聚合物及有機基團)連接在該顏料上，相較於已吸附 基(如聚合物、界面活性劑及類似物)可提供該等基團更安定連接至該顏料上。例如，該等改質碳產物可利用美國專利第5,554,739號、第5,851,280號、第6,042,643號、第5,707,432號及第5,837,045號和PCT公開案WO 99/23174中所描述方法製得，將該等案之描述以引用方式完整併入本文中。該等改質碳產物可由上述任一碳產物製得。較佳係該碳產物為碳黑或已氧化碳黑。
連接有機基團係依多種因素經過選擇的，包括分散劑組合物之特定組份以及該顏料組合物之目標用途。此可藉針對特定應用訂作改質碳產物的方式提供更大彈性。該有機基團可包含離子基、可離子化基或離子基與可離子化基之混合物。離子基是陰離子基或陽離子基並與相反電荷之平衡離子有關，包括無機或有機平衡離子如Na+ 、K+ 、Li+ 、NH4 + 、NR'4 + 乙酸鹽、NO3 - 、SO4 -2 、OH- 及Cl- ，其中R'代表氫或有機基團如經取代或未經取代之芳基及/或烷基。可離子化基是一可在所用介質中形成離子基之基團。因此，該有機基團最好是一有機離子基。有機離子基包括這些美國專利第5,698,016號中所描述的離子基，將該案之描述以引用方式完整併入本文中。
較佳係該有機基團包含至少一陰離子基，其是一負電荷離子基。陰離子基可由具有可形成陰離子之可離子化取代基，如酸性取代基的基團產生，或為可離子化取代基鹽中的陰離子。較佳地，當可離子化取代基形成一陰離子時，該可離子化取代基的pKa係小於11。該有機離子基另外可由 一具有pKa小於11之可離子化基的物種及pKa小於11之可離子化取代基鹽產生。可離子化取代基之pKa係指可離子化取代基整個的pKa，而不只是該酸性取代基的。更佳為pKa係小於10，最佳係小於9。
離子基之代表性實例包括-COO- 、-SO3 - 、-HPO3 - 及-PO3 -2 。可離子化基之代表性實例包括-COOH、-SO3 H、-PO3 H2 、-SO2 NH2 及-SO2 NHCOR'，其中R'代表氫或有機基團如經取代或未經取代之芳基及/或烷基。特佳物種是-COO- 及-SO3 - 。較佳為該有機離子基係由經取代或未經取代之羧苯基或經取代或未經取代之磺酸苯基產生。特定有機離子基是-C6 H4 CO2 - 及-C6 H4 SO3 - 。
當該顏料組合物另包含一水性載劑時，較佳係包含離子基或可離子化基之連接基。而且，如下描述般，當該顏料組合物用於水性塗覆組合物時，也偏好這些荷電基團。在這些情況下，連接基可提供碳產物於該載劑中更高安定性。
連接基團之量可隨該顏料組合物之目標用途而改變。例如，該等改質碳產物上之連接有機基團的量係經過選擇以獲得本發明塗覆組合物中該顏料組合物之所需性能。一般，連接有機基團的量為每平方米之顏料表面積(如藉氮吸附，特別是t-面積方法所量得之表面積)具有從約0.001至約10.0微莫耳之有機基團。連接有機基團之量最好係介於約0.1至約5.0微莫耳/平方米之間，最佳為連接有機基團之量係介於約0.1至約2.7微莫耳/平方米之間。連接量可隨該特定連接基團而改變並可依，例如連接基團之尺寸或離子基 之官能度作調整。另外，該碳產物上具有超過一種連接基團以提供最佳整體性能也是在本發明範圍內。
該等改質碳產物可藉清洗，如藉過濾、離心或兩種方法之組合純化以除去未反應原料、副產物鹽及其他反應不純物。該等產物也可例如，藉由蒸發分離，或其可利用熟諳此技者已知技術藉由過濾及烘乾回收。該等改質碳產物之分散液可進一步純化或分類以除去不純物及其他不想要的游離物種，其中該游離物種係製造程序的結果共存於該分散液中。例如，可令該改質碳產物之分散液進行一分類步驟，如離心以實質上除去尺寸大於約1.0微米之粒子。而且，可純化該分散液以除去任何不想要的游離物種，如未反應處理劑。已知利用隔膜或離子交換之超過濾/透析過濾技術可用於純化該分散液並除去實質量之游離離子及不想要的物種。而且，視情況可交換平衡離子，藉此形成該改質碳產物之一部分的平衡離子可利用已知離子交換技術如超過濾、逆滲透、離子交換管柱及類似方法以替換平衡離子(包括，如兩性離子)交換或取代。可被交換之平衡離子的特定實例包括(但不限於)Na+ 、K+ 、Li+ 、NH4 + 、Ca2+ 、Mg2+ 、Cl- 、NO3 - 、NO2 - 、乙酸根及Br- 。自該等改質碳產物除去不純物也可改善該等顏料組合物之性能，特別是其在下面所描述之塗覆組合物中的性能。
該顏料組合物可藉任何熟諳此技者已知方法製得。特別是該等組份可以任何順序加入。例如，對於含有改質碳產物之顏料組合物，可將該分散劑組合物加入該改質碳產物 中或反之。而且，可在該顏料之製備及分離程序期間任一點加入該分散劑組合物。例如，對於包含改質碳產物之顏料組合物，可在製粒步驟(或其他改變產物形態以改善操作之步驟)、烘乾步驟或預封裝步驟之前或之後加入該分散劑組合物。
本發明分散劑及顏料組合物可用於多種應用中。實例包括墨水(包括噴墨墨水)、塗料、黏著劑、塑化劑及密封劑。特別地，已發現本文所描述之分散劑及顏料組合物在水性塗料應用中是有用的。
因此，本發明係關於一種水性塗覆組合物，其包含水性載劑、至少一顏料及至少一分散劑組合物。該顏料及分散劑組合物係如上所描述般。該顏料可為上述任何顏料，但最好是連接至少一有機基團，如陰離子基之改質碳產物。
一般，如上所討論般，塗覆組合物包含一顏料分散在溶劑及黏合劑或樹脂(該載劑)中。本發明塗覆組合物之載劑是水性載劑並包含水性溶劑及水基性樹脂。該載劑的組成可視最終塗層之狀況及要求而變。例如，該樹脂含量可在約70-100%間變化。
如本文所用，術語"水基性"係指包含或可包含一水性溶劑，如水之樹脂或黏合劑。因此，水基性樹脂包括膠乳、水性或水溶性樹脂及水可稀釋性樹脂。可用於本發明水性塗覆組合物之水基性樹脂或黏合劑的實例包括(但不限於)丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、環氧樹脂及氯乙烯共聚物樹脂。該水性溶劑可包括水溶性溶劑，但最 好是水。該水性溶劑的含量可在近0%與80%間變化。該水性溶劑最好包含大於50%水，更佳係大於70%水，最佳係大於85%水。
該載劑也可包含可用於改善如黏度、均染性及烘乾時間該等性質之選用添加劑。實例包括共溶劑(特別是水性塗料之水溶性溶劑)、界面活性劑及填料如黏土、滑石、矽石及碳酸鹽。另外，可加入流體改質劑、均染助劑及殺菌劑。
本發明塗覆組合物可利用任何熟諳此技者已知技術製得。因此，例如，該顏料可與液體載劑及其他塗覆組份在高速混合器及/或研磨器中混合。本發明塗覆組合物中所用碳產物的量係視所得塗料的目標性能而定。一般，這些塗覆組合物包含高達約30重量%之顏料，如碳產物。碳產物的量係經過調整以最佳化如黑度、黏度及分散液安定性等性質。
本發明塗覆組合物可用於多種不同最終用途之應用中如，例如汽車面漆，以提供具較佳整體性能性質之塗料。本發明顏料組合物可容易地分散在該等塗覆組合物中以獲得具較佳黑度及藍色調之塗料。這將藉由下列實例進一步釐清，其中該等實例係欲純示範本發明。
實例 實例1
此實例描述本發明示範性分散劑組合物之製備。
在置於設定在70℃之加熱板上的燒杯中100克水的存在下加入100克NeoCry BT-24(購自Neoresins公司之水性丙烯 酸樹脂)。一旦溫度達到70℃，將50克Unithox 490(一種由Baker Petrolite公司購得之聚環氧烷界面活性劑)緩慢地加入該攪拌溶液中。連續攪拌2分鐘之後，加入2.5克氨(28%)溶於200克水之溶液。獲得一澄清溶液。另外攪拌該混合物30分鐘，同時保持在近70℃之溫度下。然後將747.5克DI水加入該混合物中並另外徹底攪拌5分鐘。然後如下詳細描述般，將所得分散劑組合物用於製備一顏料組合物。
實例2
此實例描述本發明示範性顏料組合物之製備。
將一針式製粒機(10馬力)加熱至70℃。將300克Emperor®2000顏料黑(可由Cabot公司購得連接-C6 H4 -SO3 Na基之改質碳黑)加入該製粒室中並以400 rpm預混合2分鐘。將60克實例1之分散劑組合物也加入該室中並另外以500 rpm持續混合10分鐘。然後將所得顏料組合物移出該室，在烘箱中60-70℃下烘乾3小時並如下詳細描述般用於製備塗覆組合物。
實例3及對照實例1-5
實例3說明本發明示範性塗覆組合物之製備及分析。
對此實例及對照實例，進行下列程序步驟。在高速DisperMat混合器中8.87份Dispersant D144l(由Baker Petrolite公司購得之界面活性劑)的存在下以良好攪動預混合75.63份水及2.00份Foamaster NX-1(由Cognis公司購得之消泡劑)2-3分鐘以製備研磨基質。在此預混物中加入13.5份所需顏料(如下表1及表2所示)並以2000 rpm攪拌2分鐘。 然後另以5分鐘將混合速度增加至4,000 rpm。然後在室溫下利用矽酸鋯圓球(0.6-0.8釐米)使所得混合物以10.0米/秒之尖端速度再循環穿過Eiger研磨器20分鐘。然後將所得研磨基質用於製備一塗覆組合物。
塗覆組合物係藉12.0份PnB溶劑(由Lyondell公司購得)與18份Cymel 325三聚氰胺樹脂(由Cytec購得)混合，直到獲得一均相溶液的方式製得。在良好攪動下將混合物加入300份水性聚胺基甲酸酯Neorez R-9624(由Neoresin公司購得)中並在良好攪動下另外混合20分鐘以產生一降溫母料。在良好攪動下將71.6份上述研磨基質及330份降溫母料混合在一起15分鐘以產生最終塗覆組合物。
底漆係藉將塗覆組合物噴在冷軋鋼上的方式製得。此係用於單一塗料系統及底漆/透明塗料系統中。對於單一塗料系統，該等面板在室溫下曝光10分鐘並在150℃下強力烘乾20分鐘以固化之。對於底漆/透明塗料系統，該等面板在室溫下曝光10分鐘並在120℃下強力烘乾10分鐘。然後將透明塗料塗布在頂面上(以Macrynal 510為基材，可由UCB購得)。然後令該等面板在室溫下曝光10分鐘，然後另外在150℃下固化20分鐘。
測量所得塗料的性質並表示於下表1及表2中。Hunter色差計係用於測量L(黑度)、a(紅色調)及b(藍色調)值。L值愈低係指黑度程度愈大，而b值的負值愈大，藍色調愈好。Mc是視顏色而定之黑色值，其可由L、a及b算得。Mc值愈高也指示黑度程度愈大。
如由表1及表2結果可見，實例3之塗覆組合物在單一塗料 及底漆/透明塗料系統中皆具有明顯較高之Mc值以及極低L值。而且，藍色調是可相提並論的或，在大部分情況下也獲得改善。因此本發明分散劑組合物可用於製備可提供相較對照實例之塗佈組合物，具有良好黑度及藍色調之塗覆組合物的顏料組合物。
實例4及對照實例6-10
實例4說明本發明示範性塗覆組合物之製備及分析。
對此實例及該等對照實例，利用類似實例3之程序步驟製備研磨基質。30.0份水磨樹脂BT24(由Neoresins購得)係在高速DisperMat混合器中3.0份氨及2.0份Dehydran 1293(由Cognis購得之消泡劑)的存在下藉由良好攪動與57.5份DI水預混合2-3分鐘。在此預混物中加入7.5份所需顏料(如下表3及表4所示)並以2000 rpm攪拌2分鐘。然後另以5分鐘將混合速度增加至4,000 rpm。然後在室溫下利用矽酸鋯圓球(0.6-0.8釐米)使所得混合物以10.0米/秒之尖端速度再循環穿過Eiger研磨器達20分鐘。然後將所得研磨基質用於製備塗覆組合物。
塗覆組合物係藉20份PnB溶劑及16份DPnB溶劑(兩者皆是由Lyondell公司購得)與37.5份Cymel 373三聚氰胺樹脂(由Cytec購得)混合，直到獲得一均相溶液的方式製得。在良好攪動下將混合物加入300份水性丙烯酸膠乳Neocryl XK-100(由Neoresin公司購得)中。然後在良好攪動下加入濕潤劑BYK346(可由BYK Chemie公司購得)及消泡劑Dehydran 1293(可由Cognis購得)。另外在良好攪動下預混 合該混合物20分鐘以產生一降溫母料。在良好攪動下將10.0份上述研磨基質及44.75份降溫母料混合在一起15分鐘以產生最終塗覆組合物。
底漆係藉將塗覆組合物噴在冷軋鋼上的方式製得。此係用於單一塗料系統及底漆/透明塗料系統中。對於單一塗料系統，該等面板在室溫下曝光10分鐘並在150℃下強力烘乾20分鐘以固化之。對於底漆/透明塗料系統，該等面板在室溫下曝光10分鐘並在120℃下強力烘乾10分鐘。然後將透明塗料塗布在頂面上(以Macrynal 510為基材，可由UCB購得)。然後令該等面板在室溫下曝光10分鐘，然後另外在150℃下固化20分鐘。
測量所得塗料的性質並表示於下表3及表4中。Hunter色差計係用於測量L(黑度)、a(紅色調)及b(藍色調)值。L值愈低係指黑度程度愈大，而b值的負值愈大，藍色調愈好。Mc是視顏色而定之黑色值，其可由L、a及b算得。Mc值愈高也指示黑度程度愈大。
＊ M1300、1400及M1500是由Cabot公司購得之Monarch®1300碳 黑、Monarch®1400碳黑及Monarch®1500碳黑。 FW285是由Degussa-Huls公司購得之Color Black FW285。 R5000是由Columbian化學公司所購得之Raven® 5000碳黑。
如由表3及表4的結果可見，實例4之塗覆組合物在單一塗料及底漆/透明塗料系統中具有明顯較高之Mc值以及極低L值。而且，藍色調也獲得改善。因此，本發明分散劑組合物可用於製備可提供相較對照實例之塗佈組合物，具有良好黑度及藍色調之塗覆組合物的顏料組合物。
結果，已發現含有本文所述之顏料組合物及分散劑組合物之本發明塗覆組合物可提供塗覆應用較高顏色性能。
已介紹上述本發明較佳具體實施例以達說明及描述目的。無意將本發明無遺漏地或限制在所揭示之精確形式中。在上述教導的指引下，改良及改變是可進行的或可由 本發明之實施取得。具體實施例係經過選擇及描述以解釋本發明原理及其實際應用以使熟諳此技者可以各種適合特定目標用途之改良將本發明用於各種具體實施例中。本發明範圍欲以此所附申請專利範圍及其同等物定義。

Claims (34)

  1. 一種顏料組合物，其包含a)至少一顏料，其包含一改質碳產物，其包含一連接至少一有機基團之碳產物，其中該有機基團包含至少一離子基、至少一可離子化基或其混合物，及b)至少一分散劑組合物，其中該分散劑組合物包含i)至少一非離子界面活性劑，其包含一聚環氧烷，其中該非離子界面活性劑無法在室溫下以大於2%之濃度溶於水，並在這些條件下保持不溶超過一天，及ii)至少一聚合物，其中該聚合物包含至少一羧酸基之鹽。
  2. 如請求項1之顏料組合物，其中該有機基團包含至少一陰離子基。
  3. 如請求項1之顏料組合物，其中該有機基團包含至少一羧酸基、磺酸根基或其鹽。
  4. 如請求項1之顏料組合物，其中該有機基團是一羧苯基、磺酸基苯基或其鹽。
  5. 如請求項1之顏料組合物，另包含一水性載劑。
  6. 如請求項5之顏料組合物，其中該水性載劑是水。
  7. 如請求項1之顏料組合物，其中該非離子界面活性劑是聚環氧烷，該聚合物是一丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯之共聚物的銨鹽且該顏料是一改質碳產物，其中該改質碳產物包含一連接至少一磺酸根基之碳產物。
  8. 一種水性塗覆組合物，其包含a)一包含水基性樹脂及水性溶劑之水性載劑，b)至少一顏料，其包含一改質碳產物，其包含一連接至少一有機基團之碳產物，其中該有機基 團包含至少一離子基、至少一可離子化基或其混合物，及c)至少一分散劑組合物，其中該分散劑組合物包含i)至少一非離子界面活性劑，其包含一聚環氧烷，其中該非離子界面活性劑無法在室溫下以大於2%之濃度溶於水，並在這些條件下保持不溶超過一天，及ii)至少一聚合物，其中該聚合物包含至少一羧酸基之鹽。
  9. 如請求項8之水性塗覆組合物，其中該水基性樹脂是一丙烯酸樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂醇酸樹脂或氯乙烯共聚物樹脂。
  10. 如請求項8之水性塗覆組合物，其中該水基性樹脂是一丙烯酸膠乳。
  11. 如請求項8之水性塗覆組合物，其中該水性溶劑是大於70%水。
  12. 如請求項8之水性塗覆組合物，其中該水性溶劑是大於85%水。
  13. 如請求項8之水性塗覆組合物，其中該有機基團包含一陰離子基。
  14. 如請求項8之水性塗覆組合物，其中該有機基團包含至少一羧酸基、磺酸根基或其鹽。
  15. 如請求項8之水性塗覆組合物，其中該有機基團是一羧苯基、磺酸基苯基或其鹽。
  16. 如請求項8之水性塗覆組合物，其中該非離子界面活性劑是聚環氧烷，該聚合物是一丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯之共聚物的銨鹽且該顏料是一改質碳產物，其中該改質碳 產物包含一連接至少一磺酸根基之碳產物。
  17. 如請求項1之顏料組合物，其中該聚環氧烷包含從約1至約12個碳原子之環氧烷基。
  18. 如請求項1之顏料組合物，其中該聚環氧烷包含-CH2 -CH2 -O-基、-CH(CH3 )-CH2 -O-基、-CH2 -CH(CH3 )-O-基或-CH2 -CH2 -CH2 -O-基或其組合物。
  19. 如請求項1之顏料組合物，其中該非離子界面活性劑係包含一封端基團之聚環氧烷。
  20. 如請求項19之顏料組合物，其中該封端基團是C1 -C20 烷基或芳族基。
  21. 如請求項1之顏料組合物，其中該聚環氧烷的分子量係介於約500與20000之間。
  22. 如請求項21之顏料組合物，其中該聚環氧烷的分子量係介於約1000與10000之間。
  23. 如請求項1之顏料組合物，其中該聚合物包含一羧酸之銨鹽。
  24. 如請求項1之顏料組合物，其中該聚合物是一丙烯酸共聚物之鹽。
  25. 如請求項1之顏料組合物，其中該聚合物是一丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯之共聚物的銨鹽。
  26. 如請求項1之顏料組合物，其中該聚合物的分子量係介於約5000與50000之間。
  27. 如請求項26之顏料組合物，其中該聚合物的分子量係介於約10000與40000之間。
  28. 如請求項1之顏料組合物，其中該非離子界面活性劑是聚環氧烷，且其中該聚合物是一丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯之共聚物的銨鹽。
  29. 如請求項1之顏料組合物，另外包含至少一鹼。
  30. 如請求項29之顏料組合物，其中該鹼是氫氧化物試劑或胺。
  31. 如請求項29之顏料組合物，其中該鹼是氨。
  32. 如請求項1之顏料組合物，其中該至少一離子基包含一陰離子基。
  33. 如請求項1之顏料組合物，其中該至少一聚合物包含一丙烯酸共聚物。
  34. 如請求項1之顏料組合物，其中該至少一聚合物係溶於水。
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