一種油漆組合物及形成該油漆組合物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設及一種油漆組合物及形成該油漆組合物的方法，特別是種粒形成減少的 油漆組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 如油漆的涂料組合物是普遍存在的，其在史前時間已得到發(fā)展。典型油漆組合物 包括分散在液體內(nèi)的顏料和其它固體組分。舉例來說，大部分油漆包括膜形成材料或粘合 劑W及分散在溶劑內(nèi)的顏料。
[0003] 在油漆組合物中，顏料理想地分散于液體組分中。當油漆施加于襯底上時，溶劑蒸 發(fā)，留下固體組分。具體來說，顏料和粘合劑聚結(jié)，形成連續(xù)膜。盡管油漆技術(shù)得到充分發(fā) 展，但組合物和所得涂層仍存在缺陷。舉例來說，由絮凝和/或顏料相靜置引起的非均一分 散液可能產(chǎn)生數(shù)種非所需特性，如非均一外觀和多斑點的覆蓋區(qū)。另一種產(chǎn)生油漆缺陷的 機制是形成還可減損油漆涂層外觀的種粒，其為非所需的小粒子或顆粒。
[0004] 因此，需要種粒形成減少的改進的油漆組合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明通過在至少一個實施例中提供種粒形成減少的油漆組合物來解決現(xiàn)有技 術(shù)的一個或多個問題。油漆組合物包括溶劑、聚合粘合劑和多個沸石粒子。特性上，每個沸 石粒子界定其中平均孔徑為約1到100埃的多個孔隙且具有安置在所述孔隙內(nèi)的陽離子。有 利的是，所述油漆組合物展現(xiàn)出通過馨合所述油漆組合物中易于引起種粒形成的陽離子來 減少種粒形成。
[0006] 優(yōu)選地，其中所述沸石粒子的平均尺寸為0.5到10微米。
[0007] 優(yōu)選地，其中所述沸石粒子的平均尺寸為2到7微米。
[000引優(yōu)選地，其中所述沸石粒子利用下式描述:nXpO .mAh化? 0Si02,其中：n為 1.5 ;m為0.8到1.5 ;p為 1到 2;且0為0.8到 24。
[0009] 優(yōu)選地，其中所述多個沸石粒子的存在量為每100加侖油漆組合物約2磅到每100 加侖油漆組合物約15磅。
[0010] 優(yōu)選地，其具有至少一個引發(fā)種粒形成的原子或陽離子來源。
[00川優(yōu)選地，其中所述引發(fā)種粒形成的陽離子包括Mg2+、Ca2+或Zn2+。
[0012] 優(yōu)選地，其中所述可交換的陽離子為鋼陽離子。
[0013] 優(yōu)選地，其中所述聚合粘合劑包括選自由W下各者組成的群組的組分:醇酸樹脂、 丙締酸樹脂、乙締基-丙締酸樹脂、乙酸乙締醋/乙締(VAE)、聚氨基甲酸醋、聚醋、S聚氯胺 樹脂、環(huán)氧基(環(huán)氧樹脂，epoxy )、油和其組合。
[0014] 優(yōu)選地，其進一步包含選自由W下各者組成的群組的添加劑:增稠劑、分散劑、表 面活性劑、消泡劑、添加劑和其組合。
[0015] 優(yōu)選地，其進一步包含顏料。
[0016] 優(yōu)選地，其中所述顏料包括選自由W下各者組成的群組的組分:二氧化鐵、氧化鋒 (ZnO)、銘酸鋒(ZnCr〇4)、氧化鐵（III) (Fe2〇3)、氧化鐵（II) (FeO)、有機染料、碳黑、侶娃酸 鹽、碳酸巧、綠坡縷石、滑石、二氧化娃、云母、高嶺上和其組合。
[0017] 在另一實施例中，提供種粒形成減少的油漆組合物。油漆組合物包括水、聚合粘合 劑和多個沸石粒子。每個沸石粒子界定其中平均孔徑為約1到100埃的多個孔隙。陽離子被 安置在孔隙內(nèi)。特性上，陽離子選自由W下各者組成的群組:Mg 2+Xa2+、Zn2+和其組合。
[0018] 在另一實施例中，提供了一種形成上文闡述的油漆組合物的方法。所述方法包括： a)將溶劑、顏料和多個沸石組合在一起W形成第一混合物的步驟。每個沸石粒子界定其中 平均孔徑為約1到100埃的多個孔隙?？紫栋ò仓迷谄渲械目山粨Q的陽離子(例如化+); W 及b)將粘合劑添加到第一混合物中，形成油漆組合物的步驟。有利的是，引發(fā)種粒形成的陽 離子至少部分地與可交換的陽離子交換。
[0019] 優(yōu)選地，其中還在步驟a)中組合分散劑和消泡劑W形成所述第一混合物。
[0020] 優(yōu)選地，其中還在步驟b)中添加防霉劑和流變改性劑W形成所述油漆組合物。
[0021] 優(yōu)選地，其中所述可交換的陽離子為鋼陽離子，且所述引發(fā)種粒形成的陽離子選 自由W下各者組成的群組:Mg2+Xa 2+、Zn2+和其組合。
[0022] 在又一實施例中，提供一種油漆組合物，其包含:水;聚合粘合劑;顏料;和多個沸 石粒子，每個沸石粒子界定其中平均孔徑為約1到100埃的多個孔隙，陽離子安置在所述孔 隙內(nèi)，所述陽離子選自由W下各者組成的群組:Mg 2+、化h、Zn2+和其組合。
[0023] 優(yōu)選地，其中所述沸石粒子的平均尺寸為0.5到10微米。
[0024] 優(yōu)選地，其中所述沸石粒子利用下式描述:nXpO 'mAh化? oSi〇2,其中：n為 1.5 ;m為0.8到1.5 ;p為 1到 2;且〇為0.8到 24。
[0025] 優(yōu)選地，其中所述聚合粘合劑包括選自由W下各者組成的群組的組分:醇酸樹脂、 丙締酸樹脂、乙締基-丙締酸樹脂、乙酸乙締醋/乙締(VAE)、聚氨基甲酸醋、聚醋、S聚氯胺 樹脂、環(huán)氧基(環(huán)氧樹脂，epoxy )、油和其組合。
【附圖說明】
[0026] 圖1為沸石粒子中陽離子交換的示意性圖示。
【具體實施方式】
[0027] 現(xiàn)將詳細參考本發(fā)明目前優(yōu)選的組合物、實施例和方法，所述組合物、實施例和方 法構(gòu)成了實踐目前本發(fā)明人已知的發(fā)明的最佳模式。圖式不一定按比例繪制。然而，應理 解，所公開的實施例僅是本發(fā)明的示例性實施例，其可W按不同的并且替代性的形式實施。 因此，在此所公開的具體細節(jié)不解釋為限制性的，而僅作為本發(fā)明的任何方面的一個代表 性基礎和/或作為用于教示所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員W不同地利用本發(fā)明的一個代表性基礎。
[0028] 除了在實例中，或W其它方式明確指示時，在描述本發(fā)明的最廣泛范圍時，在本說 明書中指示反應和/或使用的材料的量或條件的所有數(shù)值量應理解為用詞語"約"來修飾。 在所述數(shù)值界限內(nèi)的實踐通常是優(yōu)選的。此外，除非明確地做出相反陳述:否則百分比、"份 數(shù)"，W及比率值都是按重量計;將一組或一類材料描述為對于與本發(fā)明相關(guān)的給定目標是 合適的或優(yōu)選的，意味著所述群組或類的成員中的任何兩者或兩者W上的混合物同樣是合 適的或優(yōu)選的；用化學術(shù)語描述成分是指在添加到說明書中所指定的任何組合中時的成 分，并且不必排除一旦混合則在混合物的成分中發(fā)生的化學相互作用；縮略語或其它縮寫 的第一次定義適用于同一縮寫在本文中所有的后續(xù)使用，并且加 W必要修正地適用于初始 定義的縮寫的正常語法變化形式;并且，除非明確地做出相反陳述，否則特性的測量通過與 先前或隨后就相同特性而言所參考的相同技術(shù)來確定。
[0029] 還應理解，本發(fā)明并不限于下文描述的具體實施例和方法，因為特定的組件和/或 條件當然可W發(fā)生變化。此外，本文使用的術(shù)語僅出于描述本發(fā)明的特定實施例的目的而 使用，并且不打算W任何方式為限制性。
[0030] 還必須指出，除非上下文另外清楚指出，否則如本說明書和所附權(quán)利要求書中所 用，單數(shù)形式"一個/一種(a/an)"和"所述"包含多個指示物。舉例來說，W單數(shù)形式提及的 組件打算包含多個組件。
[0031] 在整個參考公開案的本申請案中，運些公開案的公開內(nèi)容特此W全文引用的方式 并入本申請案中W更加完整地描述本發(fā)明所設及的目前最先進的水平。
[0032] 如在至少一個實施例中所用，術(shù)語"粘合劑"指具有形成膜并且有助于膜完整性和 機械特性的粘合能力的材料。
[0033] 如在至少一個實施例中所用，術(shù)語"粒徑"指每個粒子的平均尺寸。
[0034] 如在至少一個實施例中所用，術(shù)語"弗雷特直徑(Feret diameter)"指與粒子或孔 的相對側(cè)平行的兩個切線之間的距離。
[0035] 如本文所用的術(shù)語"固體"意指在溶劑和其它揮發(fā)物已蒸發(fā)之后保留在表面上的 涂料組合物的一部分。
[0036] 如本文所用的術(shù)語"種粒"指在油漆中發(fā)現(xiàn)的除灰塵W外的非所需的小粒子或顆 粒。在一些變化形式中，種粒由顏料粒子的團聚作用引起。
[0037] 如在至少一個實施例中所用，術(shù)語"縱橫比"指作為孔、粒子或空隙的最小與最大 弗雷特直徑的比率的比率。舉例來說，球形粒子的縱橫比是1。完全壓縮的粒子的縱橫比在 理想化的情況下接近零。
[0038] 在一個實施例中，提供一種油漆組合物，其展現(xiàn)出種粒形成減少。油漆組合物包括 溶劑、聚合粘合劑和多個沸石粒子。在一個改進中，油漆組合物進一步包括顏料。每個沸石 粒子界定其中平均孔徑(例如平均弗雷特直徑)為約1到100埃的多個孔隙且具有安置在所 述孔隙內(nèi)的陽離子。在另一變化形式中，多個孔隙具有約2到20埃的平均孔隙大?。ɡ缙?均弗雷特直徑）。在另一變化形式中，多個孔隙具有約2到4埃的平均孔隙大小（例如平均弗 雷特直徑）。在另一變化形式中，多個孔隙具有小于3埃的平均孔隙大小(例如平均弗雷特直 徑）。油漆組合物通常包括至少一個引發(fā)種粒形成的原子或陽離子的來源。所述原子或陽離 子的實例包括(但不限于)Mg 2+Xa2+、Zn2+和其組合。因此，在形成油漆組合物之后，運些引發(fā) 種粒形成的原子或陽離子經(jīng)由與可交換的陽離子(例如Na+)交換而被馨合在沸石中。圖1提 供沸石粒子中運些陽離子交換的示意性圖示。
[0039] 在一個改進中，聚合粘合劑的存在量為油漆組合物總重量的約30到75重量百分 比。在另一優(yōu)化中，存在油漆組合物總重量的約40到60重量百分比的聚合粘合劑。在另一優(yōu) 化中，沸石粒子的存在量為油漆組合物總重量的約0.巧Ij約20重量百分比。在其它改進中， 沸石粒子W油漆組合物總重量的至少遞增的優(yōu)先次序)〇.1、〇.5、1.0、2.0、3.0、5.0、7.0 或10重量百分比的量存在。在其它改進中，沸石粒子W油漆組合物總重量的最多（W遞增的 優(yōu)先次序)20、15、10、9.0、8.0、5.0或3.0重量百分比的量存在。典型地，多個沸石粒子的存 在量為每100加侖油漆組合物約2磅到每100加侖油漆組合物約15磅。如下文所述，油漆組合 物可包括總計構(gòu)成油漆組合物的0.5到15重量百分比的其它添加劑。最后，油漆組合物的其 余部分為溶劑。
[0040]沸石為天然存在或W合成方式形成的侶和娃的結(jié)晶氧化物。典型地，沸石具有= 維構(gòu)架，且具有尺寸均一的孔隙穿過所述結(jié)構(gòu)。此外，取決于沸石的結(jié)晶形式和官能團，合 成沸石被表征為P型沸石、A型沸石、X型沸石或Y型沸石。在油漆組合物的一個變化形式中， 發(fā)現(xiàn)合成沸石尤其適用。在一個改進中，運些合成沸石的化學式可利用下式描述：
[0041 ] nXpO ? mAl2〇3 ? oSi〇2
[0042] 其中；
[0043] n 為 0.8 到1.5;
[0044] m 為 0.8 到 1.5;
[0045] P為巧Ij2(例如1或2)，且
[0046] O 為 0.8 到24。
[0047] X為金屬，如堿金屬元素化i、Na、K等)或堿±金屬(例如Mg、BaXa等)或第12族元素 (DB族，例如ZnKX元素的類型、氧化物的比率和晶體結(jié)