Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция

Классы МПК:C09C1/00 Обработка специальных неорганических материалов иных, чем волокнистые наполнители
C09D7/12 прочие добавки 
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):ОМИА Интернэшнл АГ (CH)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-01-25
публикация патента:

Изобретение относится к композиции покрытия, способу ее приготовления, применению такой композиции, краске, содержащей такую композицию, а также бетону, дереву, бумаге, металлу или картону, покрытым указанной композицией. Композиция покрытия имеет объемную концентрацию пигмента (ОКП) от 5% до критической объемной концентрации пигмента (КОКП) и содержит по меньшей мере один молотый природный карбонат кальция (СММКК), имеющий объемный медианный диаметр частиц d50 между 0,05 и 0,3 мкм, и по меньшей мере один пигмент, имеющий показатель преломления, больший или равный 2,5. Технический результат - получение композиции покрытия, обеспечивающей при нанесении блеск и непрозрачность. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 пр.

Настоящее изобретение относится к придающим блеск и непрозрачность композициям покрытия, включающим субмикронный природный молотый карбонат кальция. Изобретение относится далее к способу приготовления придающих блеск и непрозрачность композиций покрытий с введением субмикронного природного молотого карбоната кальция и к использованию субмикронного природного молотого карбоната кальция в придающих блеск и непрозрачность композиции покрытий.

Минеральные пигменты широко используются в системах покрытий не только для того, чтобы понизить стоимость состава, но дополнительно для того, чтобы улучшить некоторые свойства состава покрытия во время его приготовления или хранения или во время последующего нанесения на подложку. В области составления красок в системы покрытий почти неизменно включают диоксид титана.

В контексте применений в красках высоко ценятся пигменты с показателем преломления по меньшей мере 2,5. Особо предпочтительным пигментом в этом отношении является диоксид титана (TiO2 ), в особенности, когда находится в форме рутила, характеризующейся показателем преломления 2,7 (Light Scattering by Pigmentary Rutile in Polymeric Films, Richard A. Slepetys, William F. Sullivan Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev., 1970, 9 (3), pp. 266-271), для обеспечения значительной непрозрачности или укрывистости. Пигменты из диоксида титана, продаваемые для использования в красящих составах, как хорошо известно, представляют узкое распределение размеров частиц наряду с медианным диаметром частиц между 0,2 и 0,6 мкм в зависимости от материала и метода измерения среднего размера частиц. Подобным образом применяются сульфид цинка и оксид цинка.

Диоксид титана, однако, страдает тем недостатком, что он относительно дорог, что приводит к постоянному желанию найти менее дорогие частично заменяющие TiO2 пигменты, которые не осуществляют снижения оптических и других свойств композиции покрытия.

GB 1404564 описывает краски и пигменты, наполненные ультрамелким природным карбонатом кальция, где указанный карбонат кальция имеет диаметр частиц от 0,5 до 4 мкм и применяется для частичной замены диоксида титана. В этом источнике указано, что Polcarbкомпозиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464 (выпускаемый на рынок компанией Imersys) является пригодным для рецептур глянцевых красок, которые имеют средний размер частиц 0,9 мкм. Однако такие кальций-карбонатные продукты не дают возможности замены части TiO2 в рецептурах глянцевых красок, имеющих объемную концентрацию пигмента ниже критической объемной концентрации пигмента, без потери блеска или непрозрачности.

Для целей настоящего изобретения объемная концентрация пигмента (ОКП) понимается как относящаяся к доле, выраженной в % объема пигмента относительно суммарного объема пигмента и других компонентов рецептуры, т.е. она отвечает объему пигмента по отношению к общему объему композиции в конечном (высохшем, т.е. исключая воду или другие растворители) покрытии.

Критическая объемная концентрация пигмента (КОКП) определена как объемная концентрация пигмента, при которой, если она превышена, смоляного компонента рецептуры больше недостаточно для того, чтобы полностью покрыть все частицы пигмента в покрытии. Хорошо известно, что выше КОКП композиции обычно дают матовое покрытие. Напротив, рецептуры глянцевых красок используют ОКП, которые ниже, чем КОКП.

US 5171631 описывает композицию покрытия для образования укрывистости на подходящей подложке, где композиция покрытия имеет объемную концентрацию пигмента (ОКП) вплоть до критической объемной концентрации пигмента (КОКП), и пигментная система включает примерно 70-98% об. диоксида титана и примерно 2-30% об. разрыхлителя/наполнителя пигмента - тригидрата алюминия (ТГА), имеющего средний размер частиц около 0,2 микрона. Фиг. 1 US 5171631 показывает величину отношения d98/d50 приблизительно 2,7, что соответствует относительно узкому распределению размера частиц. Хотя заявлено, что при условии, что этот ТГА имеет медианный размер частиц и распределение размеров частиц, в целом, подобные медианному размеру частиц и кривой распределения размеров частиц TiO2, часть TiO2 может быть заменена равным объемом ТГА без потери укрывистости, фиг. 2 US 5171631 показывает, что включающим ТГА-TiO2 красящим композициям обычно не удается достичь таких же величин непрозрачности, как контрольным красящим композициям, включающим только TiO2.

Природный молотый карбонат кальция (МКК) в отличие от его синтетического аналога - осажденного карбоната кальция (ОКК) обычно страдает в этой области применения широким распределением размеров частиц и неправильной формой частиц. Действительно, поскольку природный молотый карбонат кальция получают измельчением добытого кальцита, мрамора, мела или содержащих известняк камней, трудно гарантировать, что эти камни, в конечном счете, фракционированы так, чтобы образовать мелкие частицы, имеющие очень однородный размер частиц.

Напротив, ОКК образуется способом построения кристаллов вокруг центров кристаллизации. Регулирование образования центров кристаллизации и увеличения размера частиц, в особенности в области размеров ниже нескольких микрометров, во время осаждения ОКК стало с годами хорошо изученной наукой, и частицы ОКК, имеющие малый и очень однородный размер частиц, являются теперь широко доступными. Как и в US 5171631, известны преимущества применения продукта с однородным размером частиц в качестве разрыхлителя диоксида титана. В этой области Specialty Minerals рекламирует ОКК Albafil, мелкий (0,7 микрон) призматический кальцит, и ряд ультрамелких нано-ОКК, а именно ОКК Calofort, ОКК Calofort U, ОКК Ultra-Pflex, ОКК MultiflexMM, каждый из которых имеет медианный диаметр 0,07 мкм, заявляя, что осажденный карбонат кальция (ОКК) наиболее широко используется в красках в качестве разрыхлителя диоксида титана TiO2. Мелкие и узко распределенные частицы ОКК помогают раздвинуть отдельные частицы TiO2 и максимизировать их укрывистость.

В свете вышеприведенных указаний предшествующего уровня техники было примечательно, что заявитель обнаружил, что природный карбонат кальция, размолотый мельче, чем продукты молотого природного карбоната кальция, ранее предлагавшиеся в этой области, может быть использован как замена или дополнительный пигмент для пигментов с показателем преломления по меньшей мере 2,5, особенно TiO2, даже в случае, когда молотый природный карбонат кальция характеризуется сравнительно широким распределением размеров частиц и/или медианным диаметром, который отличается от диаметра заменяемого пигмента. В отличие от результатов US 5171631, достигнутых с ТГА, молотый природный карбонат кальция, применяемый в настоящем изобретении, не только более полно сохраняет блеск и непрозрачность красящего состава, когда используется для замены части пигмента рецептуры, такого как TiO2 , при постоянной ОКП, но может даже привести к улучшению блеска и/или непрозрачности.

Первым предметом настоящего изобретения является, соответственно, композиция покрытия, имеющая такие же или даже улучшенные блеск и непрозрачность, как у композиции покрытия с пигментами с показателем преломления по меньшей мере 2,5, но в которой содержание этого пигмента снижено при такой же ОКП.

Решением этой задачи согласно настоящему изобретению является композиция покрытия, имеющая объемную концентрацию пигмента (ОКП) от 5% об. до критической объемной концентрации пигмента (КОКП), которая включает по меньшей мере один молотый природный карбонат кальция, имеющий объемный медианный диаметр d50 между 0,05 и 0,3 мкм (называемый здесь далее субмикронным молотым природным карбонатом кальция, СММКК), и по меньшей мере один пигмент, имеющий показатель преломления, больший или равный 2,5.

Для целей настоящего изобретения КОКП определяют согласно методу измерений, приведенному здесь ниже в разделе "Примеры".

Для целей настоящего изобретения объемный медианный диаметр d 50 (d50(Mal)) и d98 (d98(Mal)) измеряют согласно методу измерения Malvern'a, приведенному здесь ниже в разделе "Примеры".

В отношении этого величины d50 и d98 определяют, соответственно, диаметр, при котором 50% об. измеренных частиц имеют диаметр меньше чем d50, и при котором 98% об. измеренных частиц имеют диаметр меньше чем d98.

Предпочтительно композиция покрытия имеет ОКП от 10 до 30% об., предпочтительно от 15 до 25% об., более предпочтительно от 17 до 21% об., например 19% об.

Предпочтительно указанный СММКК имеет объемный медианный диаметр частиц d50 между 0,08 и 0,3 мкм, предпочтительно между 0,1 и 0,2 мкм, например 0,15 мкм.

Таким образом, согласно настоящему изобретению предпочтительно не только использовать субмикронные частицы, но даже возможно и выгодно использовать частицы СММКК, имеющие объемный медианный диаметр d50 в низкой нанометрической области.

В одном осуществлении указанный СММКК имеет d98/d50 больше 3. Как показано выше и в отличие от прототипа, этот молотый природный карбонат кальция может, в необязательном осуществлении, иметь распределение размеров частиц, которое является широким и непохожим на распределение размеров частиц указанного пигмента, имеющего показатель преломления, больший или равный 2,5, применяемого в композиции. Действительно, могут рассматриваться даже би- или мультимодальные распределения размеров частиц СММКК.

Как показано здесь ниже в разделе "Примеры", не является необходимым, чтобы указанный СММКК имел объемный медианный диаметр d50, который эквивалентен объемному медианному диаметру d50 указанного пигмента, имеющего показатель преломления, больший или равный 2,5, хотя такой вариант не исключен из настоящего изобретения. Объемный медианный диаметр d50 СММКК может отличаться от объемного медианного диаметра d50 указанного пигмента, имеющего показатель преломления, больший или равный 2,5, на величину до приблизительно 0,4 мкм, предпочтительно до 0,3 мкм, особенно до 0,2 мкм.

Далее, как показано здесь ниже в разделе "Примеры", указанный СММКК может характеризоваться широким и даже неоднородным распределением размеров частиц относительно распределения указанного пигмента, имеющего показатель преломления, больший или равный 2,5, хотя, опять-таки, это не исключает случая, когда распределение размеров частиц указанного СММКК и указанного пигмента, имеющего показатель преломления, больший или равный 2,5, является аналогичным по ширине.

В предпочтительном осуществлении указанный СММКК имеет d98, меньший или равный 1 мкм, более предпочтительно меньший или равный 0,8 мкм, еще более предпочтительно меньший или равный 0,6 мкм, например, 0,5 мкм, и еще более предпочтительно меньший или равный 0,4 мкм, например 0,3 мкм.

Предпочтительно указанный СММКК имеет показатель преломления приблизительно от 1,4 до 1,8, более предпочтительно примерно от 1,5 до 1,7, например 1,6.

В другом предпочтительном осуществлении указанный пигмент, имеющий показатель преломления, больший или равный 2,5, выбирают из одного или нескольких пигментов из группы, включающей диоксид титана, сульфид цинка и оксид цинка. В более предпочтительном осуществлении указанным пигментом, имеющим показатель преломления, больший или равный 2,5, является диоксид титана.

Если пигментом, имеющим показатель преломления, больший или равный 2,5, является диоксид титана, предпочтительно, чтобы массовое соотношение диоксид титана/СММКК составляло от 70:30 до 98:2, и еще более предпочтительно, чтобы массовое соотношение диоксид титана/СММКК составляло от 75:25 до 90:10, и наиболее предпочтительно, чтобы массовое соотношение диоксид титана/СММКК составляло от 80:20 до 85:15, например 88:12.

В альтернативном осуществлении композиция покрытия согласно настоящему изобретению может дополнительно включать один или несколько материалов, выбранных из группы, включающей глину, тальк, карбонат магния, осажденный карбонат кальция (ОКК), сульфат бария, слюду и бентонит. В случае, когда в комбинации с СММКК использован карбонат магния, он может быть в форме доломита.

Особо предпочтительным осуществлением изобретения является то, что блеск и/или непрозрачность композиции покрытия согласно изобретению равен или больше блеску и/или непрозрачности той же композиции, использующей такое же количество указанного пигмента, имеющего показатель преломления, больший или равный 2,5, вместо указанного молотого природного карбоната кальция, имеющего d50 между 0,05 и 0,3 мкм.

Для целей настоящего изобретения блеск композиции покрытия, нанесенной на подложку, измеряли согласно методу, приведенному здесь ниже в разделе "Примеры".

Для целей настоящего изобретения непрозрачность композиции покрытия, нанесенной на подложку, измеряли согласно методу, приведенному здесь ниже в разделе "Примеры".

В особо предпочтительном осуществлении композиция покрытия по изобретению отличается тем, что блеск композиции находится в интервале ±10% от блеска композиции, в которой СММКК полностью заменен указанным пигментом, имеющим показатель преломления, больший или равный 2,5, при постоянной величине ОКП в интервале от 5% об. до КОКП.

Предпочтительно блеск композиции находится в интервале ±5%, и более предпочтительно в интервале ±3% от блеска композиции, в которой СММКК полностью заменен указанным пигментом, имеющим показатель преломления, больший или равный 2,5.

Особо предпочтительно, чтобы блеск композиции был увеличен на по меньшей мере 1% по отношению к блеску композиции, в которой СММКК полностью заменен указанным пигментом, имеющим показатель преломления, больший или равный 2,5. В данном отношении блеск композиции предпочтительно увеличен на по меньшей мере 5% по отношению к блеску композиции, в которой СММКК полностью заменен указанным пигментом, имеющим показатель преломления, больший или равный 2,5.

В предпочтительном осуществлении указанный СММКК диспергируют с одним или несколькими диспергаторами. Могут быть использованы обычные диспергаторы, известные специалистам. Диспергатор может быть анионным, катионным или неионным. Предпочтительный диспергатор имеет основой полиакриловую кислоту.

Указанная композиция покрытия может быть нанесена на различные подложки, включающие бетон, дерево, металл и картон без ограничения последними.

В предпочтительном осуществлении указанную композицию покрытия наносят на подложку в таком количестве, чтобы образовать слой, имеющий толщину между 40 и 400 мкм, предпочтительно между 100 и 350 мкм, более предпочтительно между 150 и 300 мкм, например между 200 и 250 мкм.

После нанесения на подложкку указанная композиция покрытия предпочтительно обеспечивает блеск, измеренный при 60о согласно DIN 67 530, по меньшей мере 70%, более предпочтительно по меньшей мере 75%, особо предпочтительно по меньшей мере 80%.

После нанесения на подложкку указанная композиция покрытия предпочтительно обеспечивает непрозрачность (степень контрастности), определенную согласно ISO 6504/3, по меньшей мере 95%, более предпочтительно по меньшей мере 97%, особо предпочтительно по меньшей мере 98%.

Указанная композиция покрытия может дополнительно включать один или несколько компонентов, выбранных из группы, включающей смолы, такие как латекс или связующие на акрилатной основе, предпочтительно в форме водной эмульсии; пигменты, такие как диоксид титана; добавки, такие как антивспениватели, выравнивающие агенты, матирующие агенты, консерванты, оптические осветлители, светостабилизаторы и реологические добавки, такие как загустители, диспергаторы; растворители, такие как простые эфиры гликоля; и наполнители, такие как полимерные пигменты в виде полых сфер (Ropaqueкомпозиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464 ).

В общем, в настоящем изобретении могут быть использованы любые добавки, которые обычно используются в покрытиях на водной основе, которые хорошо известны в практике. Такие добавки включают, но не ограничиваются этим, связующие, такие как латекс, которые могут иметь основой чистые акриловые соединения, стирол-акриловые соединения, винилакриловые соединения, стирол-бутадиен, этилен-винилацетат, винилацетат, поливинилацетат, полимеры крахмала и т.п.; алкиды, например, водовосстанавливаемого и эмульгируемого типов, такие как соевое масло, талловое масло, которые могут быть модифицированы силиконом, модифицированы полиуретаном и т.п.; полиуретаны, которые могут быть и содержащими растворитель, и свободными от растворителя.

Следующие добавки включают диоксид титана (рутил или анатаз) и обычные пигменты и/или наполнители, такие как оксид цинка, нефелин сиенит, диатомитовая земля, силикаты алюминия, прокаленные глины, пластичные глины, промытые водой глины, сульфат бария, силикат магния, кварц, слюда и волластонит, а также окрашенные неорганические и органические пигменты.

Следующие добавки, которые могут быть полезными в настоящем изобретении, включают растворители, такие как ароматические и алифатические углеводороды, минеральные спирты, лигроин, пропилен- и этиленгликоли и т.д.; коалесцирующие растворители, такие как тексанол, бутилкарбитол, бутилдигликоль, бутилцеллозольв, монометиловый/бутиловый/гексиловый/этиловый эфиры диэтиленгликоля и т.д.; пластификаторы, такие как различные фталаты, такие как дибутил-, диэтил-, диоктил-, диметил-, бензил- диалкилфталаты и т.д.; вещества, препятствующие осаждению пигмента, такие как аттапульгитовая глина, целлюлозные загустители (например, ГЭЦ, ГМЭЦ, ГМПЦ и т.д.), диспергаторы, такие как полиакрилаты, которые могут быть нейтрализованы натрием, аммонием и/или калием и/или гидрофобно модифицированы; сурфактанты, такие как анионные или неионные сурфактанты; модификаторы реологии, такие как ассоциативные и неассоциативные акриловые соединения и полиуретаны; антивспениватели, которые могут быть на основе минеральных масел, на основе силиконов, и т.д.; биоциды, например, те, которые обычно используют для консервирования в контейнере, фунгициды, например, те, которые обычно используют для сопротивления высохших красок плесени; осушители, особенно те, которые используются с эмульгированными алкидами /водовосстанавливаемыми алкидами; широкое разнообразие металлов, таких как кобальт, цинк, цирконий, кальций, марганец и т.д.; поглотители УФ-излучения, такие как те, которые обычно используют или в УФ-отверждаемых системах, или в некоторых протравах древесины и отделочных покрытиях; стабилизаторы, такие как светостабилизаторы на основе пространственно затрудненного амина, например те, которые обычно используют или в УФ-отверждаемых системах, или в некоторых протравах древесины и отделочных покрытиях в сочетании с поглотителями УФ-излучения.

Следующими добавками, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, являются любые из обычно используемых в рецептурах покрытий и красок и могут быть найдены в справочниках и руководствах, известных специалистам, таким как VdL-Richtrlinie "Bautenanstrichstoffe" (VdLRL 01/Juni 2004; опубликованной Verband der deutschen Lackindustrie e.V.

Предпочтительно композиция для покрытия имеет вязкость по Брукфилду от 200 до 500 мПа·с, более предпочтительно от 250 до 400 мПа·с, например 300 мПа·с, при измерении согласно методу измерений, приведенному здесь ниже в разделе "Примеры".

Следующий предмет настоящего изобретения состоит в способе приготовления композиции покрытия согласно изобретению.

Соответственно, настоящее изобретение относится также к способу приготовления покрывающей композиции, имеющей ОКП от 5% об. до КОКП, отличающемуся следующими стадиями:

а) заготавливают по меньшей мере один субмикронный молотый природный карбонат кальция (СММКК), имеющий объемный медианный диаметр частиц d50 между 0,05 и 0,3 мкм;

b) заготавливают по меньшей мере один пигмент, имеющий показатель преломления, больший или равный 2,5;

c) указанный СММКК со стадии а) смешивают с указанным пигментом со стадии b).

Указанный СММКК со стадии а) может быть приготовлен в форме водной суспензии, водной дисперсии или сухого порошка. В предпочтительном осуществлении указанный СММКК заготавливают в форме водной суспензии или дисперсии.

Далее предпочтительно дополнительно заготавливают по меньшей мере одну смолу, которую смешивают с указанным СММКК со стадии а) и указанным пигментом со стадии b).

Указанной смолой предпочтительно является латекс и/или связующее на акрилатной основе, причем указанное связующее на акрилатной основе предпочтительно находится в форме водной эмульсии.

Далее, третий предмет настоящего изобретения лежит в применении по меньшей мере одного молотого природного карбоната кальция, имеющего объемный медианный диаметр частиц d 50 между 0,05 и 0,3 мкм, в покрывающей композиции, имеющей ОКП от 5% об. до КОКП, и включающей по меньшей мере один пигмент, имеющий показатель преломления, больший или равный 2,5.

В этом отношении предпочтительно, чтобы блеск и/или непрозрачность композиции был равен или больше блеска и/или непрозрачности композиции, в которой СММКК полностью заменен указанным пигментом, имеющим показатель преломления, больший или равный 2,5.

Другим предметом настоящего изобретения является краска, включающая композицию покрытия по изобретению.

Примеры

Содержание твердых веществ в суспензии или дисперсии (% эквивалентной сухой массы)

Массу твердого вещества в суспензии или дисперсии определяли взвешиванием твердого вещества, полученного выпариванием водной фазы суспензии и сушкой полученного вещества до постоянного веса.

Распределение размера частиц (объемный % частиц с диаметром <x), объемный медианный диаметр зерна d 50 и d98 (диаметр, при котором 98% об. частиц меньше чем d98 ) дисперсного вещества

Объемный медианный диаметр зерна d50 оценивали, используя Malvern Mastersizer 2000 (Fraunhofer). Величина d98 , измеренная с использованием Malvern Mastersizer 2000 (Fraunhofer), показывает такую величину диаметра, что 98% от объема частиц имеют диаметр ниже этой величины.

Удельная площадь поверхности по БЭТ (м2/г)

Величины удельной площади поверхности определяли, используя азот и метод БЭТ согласно ISO 9277.

Блеск поверхности с нанесенным покрытием

Величины блеска измеряли при перечисленных углах согласно DIN 67 530 на окрашенных поверхностях, подготовленных при зазоре поливочной машины 150 и 300 мкм по картам контрастности.

Степень контрастности (непрозрачность) поверхности с нанесенным покрытием

Величины степени контрастности определяли согласно ISO 6504/3 при укрывистости 7,5 м2/л.

Вязкость по Брукфилду (мПа·с) суспензии или дисперсии

Вязкости по Брукфилду измеряли на вискозиметре Брукфилда DV-II, снабженным шпинделем LV-3 при скорости вращения 100 об/мин и комнатной температуре (20±3° С).

Объемная концентрация пигмента (ОКП, %)

Объемную концентрацию пигмента рассчитывали, как описано в разделе 6.2.3 книги, озаглавленной "Fuelstoff", by Detlef Gysau (Hannover: Vincentz Network, 2005):

композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464

Критическая объемная концентрация пигмента (КОКП, %)

Критическая объемная концентрация является хорошо известной концентрацией, широко используемой в лакокрасочной промышленности. КОКП в традиционных покрытиях рассматривается как объем пигмента в отношении к связующему, при котором имеется достаточно связующего, чтобы смочить пигмент, и при котором смесь теоретически показывает нулевую пористость (см., например, "Estimation of Critical Pigment Volume Concentration in Latex Paint Systems Using Gas Permeation", Manouchehr Khorassant, Saeed Pourmahdian, Faramarz Afshar-Taromi and Amir Nourhani, Iranian Polymer Journal, 14 (11), 2005, 1000-1007). КОКП и способ ее измерения обсуждены в разделе 6.2.4 книги, озаглавленной "Fuelstoff", by Detlef Gysau (Hannover: Vincentz Network, 2005).

Материалы

СММКК

СММКК в дисперсиях, использованных в следующих примерах, является природным молотым карбонатом кальция (мрамором из Вермонта), имеющим объемный медианный размер частиц d 50 и характеристики размеров частиц, приведенных в таблице ниже.

СММККТвердые

(мас.%)
УПП

2 /г)
об.%

<1 мкм
об.%

0,5 мкм
об.%

0,2 мкм
d50

(мкм)
d98

(мкм)
d98 /d50
1 6036,098,3 94,365,1 0,530,1205,0

249 37,798,394,8 65,70,55 0,1224,5
34638,6 97,794,869,5 0,310,128 2,4

Диоксид титана

Диоксид титана, примененный в примерах здесь ниже, состоит на 95% масс. из чистого TiO2 рутила, причем остальная масса приходится на состав для обработки поверхности из оксида алюминия, оксида циркония и органического агента для обработки поверхности. Этот пигмент характеризуется объемным медианным диаметром d50 приблизительно 0,55 мкм и d98/d50 (Mal) 1,98 и подается в форме водной пасты, имеющей содержание твердых веществ 75% масс. При рассмотрении под сканирующим электронным микроскопом частицы оказываются находящимися в интервале от 0,2 до 0,025 мкм. Показатель преломления TiO2 равен 2,7.

Пример 1

Следующий пример показывает сравнительную красящую композицию и красящую композицию согласно изобретению. Приготовленные краски наносили на карте контрастности в необходимых количествах для того, чтобы измерить и блеск, и непрозрачность.

Пример 123 4
СРАВНЕНИЕ (СР)/ИЗОБРЕТЕНИЕ (ИЗ)СРИЗ ИЗИЗ
Рецептура красящей композиции
Вода (г) 134120111 108
Гидрофильный сополимерный дисперсант, содержание твердых

50 мас.% (г)
6,46,5 6,56,5
Аммиак, 24 мас.% (г) 444 4

Смесь минерального масла на парафиновой основе, содержащая силикон (г)7 777
Загуститель Reotech 2000 от Coatex (г) 1515 1515
Пропиленгликоль (г)10 101010
Бутилдигликоль (г) 555 5
н-Бутиловый эфир дипропиленгликоля (г)1010 1010
Сложный эфир спирта с МВ=216 (г)9 99 9
Эмульсия акрилатного связующего, содержание активного вещества

48 мас.% (г)
550557557 557
TiO 2 (г)250 218218218
СММКК 1 (г) композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464 39композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464 композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464
СММКК 2 (г) композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464 композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464 48композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464
СММКК 3 (г) композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464 композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464 композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464 51
Восстановление TiO2 (мас.%) 012,812,8 12,8
ОКП (%)2121 2121
Свойства при нанесении красящей композиции
Степень контрастности при укрывистости 7,5 м2композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464 композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464 композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464 композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464
% 98,698,598,6 98,5
Блеск, полученный при использовании зазора поливочной машины 350 мкм композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464 композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464 композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464 композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464
20° 51,850,650,6 55,7
60° 80,379,7 79,781,7
85° 93,6 95,996,2 96,8
Блеск, полученный при использовании зазора поливочной машины 300 мкмкомпозиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464 композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464 композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464 композиция покрытия, включающая субмикронный карбонат кальция, патент № 2529464
20° 55,652,454,7 56,8
60° 79,478,7 80,180,5
85°95,6 95,796,5 95,8

Результаты приведенной выше таблицы показывают, что замена части TiO2 на СММКК согласно изобретению, имеющим величины d98 /d50 в интервале от 2,4 до 5, приводит к покрытиям, имеющим практически такую же непрозрачность (степень контрастности), как у сравнительной композиции, имеющей равную ОКП, но только TiO2. Наблюдаемые величины блеска были лучше или эквивалентны относительно сравнительной композиции, имеющей равную ОКП, но только TiO2.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Композиция покрытия, имеющая объемную концентрацию пигмента (ОКП) от 5 об.% до критической объемной концентрации пигмента (КОКП), отличающаяся тем, что включает:

- по меньшей мере один субмикронный молотый природный карбонат кальция (СММКК), имеющий объемный медианный диаметр частиц d50 между 0,05 и 0,3 мкм; и

- по меньшей мере один пигмент, имеющий показатель преломления больший или равный 2,5.

2. Композиция покрытия согласно п.1, отличающаяся тем, что указанная композиция покрытия имеет ОКП от 10 до 30 об.%, предпочтительно от 15 до 25 об.%, более предпочтительно от 17 до 21 об.%, например, 19 об.%.

3. Композиция покрытия согласно п.1 или 2, отличающаяся тем, что указанный СММКК имеет объемный медианный диаметр частиц d50 между 0,08 и 0,3 мкм, предпочтительно между 0,1 и 0,2 мкм, например 0,15 мкм.

4. Композиция покрытия согласно п.1 или 2, отличающаяся тем, что указанный СМКК имеет d98/d50 более 3.

5. Композиция покрытия согласно п.1 или 2, отличающаясятем, что указанный СММКК имеет d98, меньший или равный 1 мкм, предпочтительно меньший или равный 0,8 мкм, более предпочтительно меньший или равный 0,6 мкм, еще более предпочтительно меньший или равный 0,4 мкм, например 0,3 мкм.

6. Композиция покрытия согласно п.1 или 2, отличающаяся тем, что указанный пигмент, имеющий показатель преломления больший или равный 2,5, выбирают из одного или нескольких пигментов из группы, включающей диоксид титана, сульфид цинка и оксид цинка.

7. Композиция покрытия согласно п.6, отличающаяся тем, что, если пигментом является диоксид титана, то массовое соотношение диоксид титана/СММКК составляет от 70:30 до 98:2, предпочтительно от 75:25 до 90:10, более предпочтительно от 80 : 20 до 85:15, например 88:12.

8. Композиция покрытия согласно п.1 или 2, отличающаяся тем, что блеск композиции находится в интервале ±10%, предпочтительно в интервале ±5%, и более предпочтительно в интервале ±3% от блеска композиции, в которой СММКК полностью заменен указанным пигментом, имеющим показатель преломления больший или равный 2,5, при постоянной величине ОКП в интервале от 5 об.% до КОКП.

9. Композиция покрытия согласно п.1 или 2, отличающаяся тем, что блеск композиции увеличен на по меньшей мере 1%, предпочтительно на по меньшей мере 5% по отношению к блеску композиции, в которой СММКК полностью заменен указанным пигментом, имеющим показатель преломления, больший или равный 2,5

10. Способ приготовления композиции покрытия, имеющей ОКП от 5 об.% до КОКП, отличающийся тем, что:

а) заготавливают по меньшей мере один субмикронный молотый природный карбонат кальция (СММКК), имеющий объемный медианный диаметр частиц d50 между 0,05 и 0,3 мкм;

b) заготавливают по меньшей мере один пигмент, имеющий показатель преломления, больший или равный 2,5;

c) указанный СММКК со стадии а) смешивают с указанным пигментом со стадии b).

11. Способ согласно п.10, отличающийсятем, что СММКК со стадии а) заготавливают в форме водной суспензии или дисперсии.

12. Способ согласно любому одному из пп.10 или 11, отличающийся тем, что заготавливают по меньшей мере одну смолу и смешивают с указанным СММКК со стадии а) и указанным пигментом со стадии b).

13. Способ согласно п.12, отличающийся тем, что указанной смолой является латекс и/или связующее на акрилатной основе, причем указанное связующее на акрилатной основе предпочтительно находится в форме водной эмульсии.

14. Применение по меньшей мере одного молотого природного карбоната кальция, имеющего объемный медианный диаметр частиц d 50 между 0,05 и 0,3 мкм, в композиции для покрытий, имеющей ОКП от 5 об.% до КОКП и включающей по меньшей мере один пигмент, имеющий показатель преломления, больший или равный 2,5.

15. Применение согласно п. 14, отличающееся тем, что блеск и/или непрозрачность композиции равны или больше блеска и/или непрозрачности композиции, в которой СММКК полностью заменен указанным пигментом, имеющим показатель преломления больший или равный 2,5.

16. Бетон, дерево, бумага, металл или картон, отличающиеся тем , что они покрыты композицией покрытия согласно любому одному из пп.1-9.

17. Краска, отличающаяся тем, что она включает композицию покрытия по любому одному из пп.1-9.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2529464

patent-2529464.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C09C1/00 Обработка специальных неорганических материалов иных, чем волокнистые наполнители

Патенты РФ в классе C09C1/00:
способ функционализации углеродных наноматериалов -  патент 2529217 (27.09.2014)
новый желтый неорганический пигмент из самария и соединений молибдена и способ его получения -  патент 2528668 (20.09.2014)
способ получения уплотненного материала с обработанной поверхностью, пригодного для обработки на одношнековом оборудовании обработки пластмасс -  патент 2528255 (10.09.2014)
пигмент на основе модифицированного порошка диоксида титана -  патент 2527262 (27.08.2014)
способ улучшения непрозрачности -  патент 2527219 (27.08.2014)
способ получения тонкодисперсного аморфного микрокремнезема -  патент 2526454 (20.08.2014)
способ получения магнетита -  патент 2524609 (27.07.2014)
чешуйка для применений в скрытой защите -  патент 2523474 (20.07.2014)
способ получения содержащих двуокись кремния полиольных дисперсий и их применение для получения полиуретановых материалов -  патент 2522593 (20.07.2014)
фасонные абразивные частицы с наклонной боковой стенкой -  патент 2522355 (10.07.2014)

Класс C09D7/12 прочие добавки 

Патенты РФ в классе C09D7/12:
способ сепарации избыточно распыленного лака и сепарационная жидкость -  патент 2523309 (20.07.2014)
фторсодержащее пав и способ его получения -  патент 2522640 (20.07.2014)
лазерочувствительные полимерные покрытия -  патент 2522604 (20.07.2014)
водная дисперсия силанированного диоксида кремния -  патент 2522348 (10.07.2014)
способ получения композиционных частиц -  патент 2516389 (20.05.2014)
присадки для улучшения ранней стойкости к ливням составов для покрытий и их применение -  патент 2509095 (10.03.2014)
присадки для улучшения ранней стойкости к ливням составов для покрытий и их применение -  патент 2509094 (10.03.2014)
диоксид титана -  патент 2502761 (27.12.2013)
покрытие для эластомерных прямолинейных профилей, прежде всего для лент щеток стеклоочистителей, и способ изготовления таких профилей -  патент 2497845 (10.11.2013)
применение комбинации "акриловый диспергатор - ассоциативный загуститель" в алкидной краске для улучшения сохранения степени глянца -  патент 2487905 (20.07.2013)

Наверх