稳定的汽车金属薄片色彩含水分散体
2020-01-10

稳定的汽车金属薄片色彩含水分散体

一种稳定的、空气干燥、低VOC含水金属薄片颜料分散体,它包含一种载体水溶液、成膜粘结剂和金属薄片颜料并含有重量含量为10-30%的固体组份;其中此金属的表面用一种疏水改性的脂肪有机磷酸酯钝化,这种酯然后与树脂粘结剂水溶液结合以稳定金属薄片以防薄片微粒的长期沉降、产生气泡、悬浮和再凝聚。得到的分散体的VOC为大约2.5-3.5磅/加仑(少量水)并包含颜料对粘结剂重量比为大约10/100至50/100的金属薄片颜料。此分散体本身可用作光亮金属的含水底涂层或与其它有色分散体及其它相容的树脂状原料结合。

适当地加入氨或胺可将pH值调节到增稠剂树脂被活化的水平,典型的是在7-9范围内。产生的色彩分散体的VOC为大约0.30-0.42Kg/l(少量水),相当于2.5-3.5lbs/gallon(少量水)。加到含溶剂金属薄片分散体中的粘结剂树脂含水组合物,按粘结剂树脂水溶液的重量计,此分散剂包含5-30%、优选10-25%聚合物粘合剂和70-95%,优选的是75-90%(重量)的水。含水粘结剂优选的实例包括丙烯酸类聚合物乳液和丙烯酸类聚合物水溶胶。可参见普通转让的U.S.P.5,166,254;5,219,916;5,221,584和5,266,406,它们都在此引入作为参考。为了铝色彩稳定性,在水溶胶树脂煮制过程中,优选使用异丙醇或异丙醇与异丁醇的组合。含水金属薄片分散体的强度可以通过颜料对粘结剂重量比来表征,该比值典型地是10/100至50/100,但通常为20/100到30/100,这将会几乎与所有汽车金属颜色相匹配。

此分散体的pH值最好能用氨或胺调节(增加)至7.0-9.0。可以加入最高达约1%重量的增稠剂分散体树脂固体,以调节粘度和增加对应用于汽车和卡车很必要的剪切稀化特性。此组合物本身(纯)可用作光亮金属含水涂料或者与粘合剂水溶液和/或有色颜料分散体和/或其它相容的树脂(通过搅拌和更新)结合,以形成一种汽车质量金属色彩涂层。在任何情况下,产生的色彩涂层或底涂层,可用于涂底涂层的钢或塑料基体,生成有极优良和稳定性质例如粘结性、防潮性能、亮度和双色(突然转变)等汽车外观应用要求的金属底涂层。此底涂层可用于大量水溶液和非水溶液透明涂层之下以提供同样稳定的性质、良好的耐久性以及迷人的外观。发明详述本发明的含水金属薄片色彩分散体或组合物可以通过二个或三个步骤来制备。第一步,金属薄片(典型的、商业上可得到的薄片)分散在适当的相容的含有有机改性磷酸酯钝化剂的有机溶剂中,生成含溶剂的金属薄片分散体。此含溶剂分散体中所述钝化剂的适宜量占金属薄片重量的大约1-30%,优选的是5-20%,并且此分散体中总固体量为大约5-45%(重量)。钝化剂的用量可以适当地调节,使得通过加入足够量的钝化剂达到抑制氢气的产生,但要避免过量钝化剂导致的涂层对水的敏感性问题。除了铝及其合金以外,本发明中可用的其它金属是锌、青铜、黄铜、铜、铁、镁、以及它们的合金,还有上述物质的混合物。特别是有大量的、本发明中可使用的商品级铝颜料。

表1

正如早已说过的,本发明第一步要求金属薄片、有机溶剂和钝化试剂的结合。一般而言,金属薄片加入到溶剂和钝化试剂的混合物中,并通过非特定设计的空气驱动混合叶片进行混合。有时在90-160°F温度下对混合物加热,有助于确保混溶性和均一性。

实例2本实例说明一种依照本发明的炭灰色金属底涂层组合物。下述配料在有衬里的石英罐中混合:底涂层组份                           重量份例1中步骤2制备的含水铝分散体          132丙烯酸乳液/丙烯酸共聚物增稠粘结剂     433炭黑含水分散体                        43白珍珠云母含水分散体                  22总量  630混合方法按两种方式进行。第一,在空气搅拌器搅拌下加入每一种配料。第二,每种配料在无搅拌下加入,然后将Red Devil○再生器开动3分钟。

第一部分                   重量份正-丁醇                     439正-戊醇                     1026聚氧乙烯硬脂酰基醚磷酸酯    147

此分散体的pH值最好能用氨或胺调节(增加)至7.0-9.0。可以加入最高达约1%重量的增稠剂分散体树脂固体,以调节粘度和增加对应用于汽车和卡车很必要的剪切稀化特性。此组合物本身(纯)可用作光亮金属含水涂料或者与粘合剂水溶液和/或有色颜料分散体和/或其它相容的树脂(通过搅拌和更新)结合,以形成一种汽车质量金属色彩涂层。在任何情况下,产生的色彩涂层或底涂层,可用于涂底涂层的钢或塑料基体,生成有极优良和稳定性质例如粘结性、防潮性能、亮度和双色(突然转变)等汽车外观应用要求的金属底涂层。此底涂层可用于大量水溶液和非水溶液透明涂层之下以提供同样稳定的性质、良好的耐久性以及迷人的外观。发明详述本发明的含水金属薄片色彩分散体或组合物可以通过二个或三个步骤来制备。第一步,金属薄片(典型的、商业上可得到的薄片)分散在适当的相容的含有有机改性磷酸酯钝化剂的有机溶剂中,生成含溶剂的金属薄片分散体。此含溶剂分散体中所述钝化剂的适宜量占金属薄片重量的大约1-30%,优选的是5-20%,并且此分散体中总固体量为大约5-45%(重量)。钝化剂的用量可以适当地调节,使得通过加入足够量的钝化剂达到抑制氢气的产生,但要避免过量钝化剂导致的涂层对水的敏感性问题。除了铝及其合金以外,本发明中可用的其它金属是锌、青铜、黄铜、铜、铁、镁、以及它们的合金,还有上述物质的混合物。特别是有大量的、本发明中可使用的商品级铝颜料。

所述钝化剂为至少一种具有下述通式的有机磷酸酯:其中R代表有12-24个碳原子的烷基或含有至少一个有12-24个碳原子烷基取代基的取代芳基。A基团代表有2-4个碳原子的亚烷基,m代表1-20的整数,R1和R2各自代表氢、有12-24个碳原子的烷基,或R-(OA)m(其中R、A、和m如上所述)。U.S.P.No.4,350,534概括地描述了包括本发明中所用的上述磷酸酯类的酯类。这些磷酸酯类从商业上的各种渠道获得,包括Mona Chemicals(Patterson,N.J.)和Rhone Poulenc(Princeton,N.J.)。