本发明涉及一种哑光触变涂料。
背景技术：
金属氧化物，特别是二氧化硅，已被加入某些表面涂层材料中，以实现“哑光”的效果。涂在基材上的湿膜在表面张力的作用下一开始是扁平的，从而形成光滑的表面。随着膜的干燥和固化，溶胶-凝胶相变引起的粘弹性增加，阻碍了颗粒进入薄膜，表面变形以适应消光剂颗粒。这种粗糙度在固化膜中保持不变，固化膜的特点是哑光处理。由于某些金属氧化物，特别是多孔硅的消光作用，在某些应用中产生了理想的表面效果，而理想的涂料配方应具有其他额外的性能，如一定程度的触变性，以增强其在各种应用中的实用性。
触变性是涂料配方的一个特性，它与涂料的粘度有关。事实上，随着涂料配方变得更加触变，涂料的下垂行为变得不那么明显。对于某些应用，需要一种高触变性涂料，以尽量减少涂料在应用过程中滴落、流挂和下垂。在改进涂料配方触变性能方面，先前的尝试使用了许多添加剂，如改性树脂和金属氧化物。
二氧化硅是一种以二氧化硅(sio2)为基本结构单元的无机材料，在许多商业应用中都很有用。硅以各种分子形式存在，如单体、二聚体、寡聚体、环型和聚合物等。此外，二氧化硅可以是无定形的、晶体的、水化的、溶剂化的或干燥的，并且可以以各种颗粒和聚集状态存在。
无定形二氧化硅可以通过分子沉淀形成，例如，通过冷却过饱和溶液、浓缩不饱和溶液，或者通过仔细水解不稳定的二氧化硅前体(如sicl4溶液，硅酸酯，(sior4)等)，提供si(oh)4的过饱和溶液，从其中析出无定形二氧化硅。
热成因或“气相二氧化硅”，通常粒径在2-20纳米左右，是由气相形成的。例如，硅(通常是砂)可以在2000℃左右汽化。冷却后形成无水非晶硅颗粒。另外，二氧化硅也可以在1500℃左右升华。在还原剂(如焦炭)存在下形成sio,sio可被氧化形成颗粒状二氧化硅。生产气相二氧化硅的其他方法包括，例如，在高温下氧化sicl4或有甲烷或氢的情况下燃烧sicl4。
二氧化硅溶液具有聚合行为，导致si-o-si键增加，si-oh键减少。在水介质中，非晶硅溶解(和/或解聚)，形成si(oh)4。经过聚合，在粒子表面形成具有内部si-o-si键和外部si-oh键的分立粒子。在某些条件下，由此形成的聚合二氧化硅颗粒将进一步结合，形成由单个颗粒组成的链和网络。
一般情况下，在中性或碱性条件下(ph≥7)，颗粒的大小趋于增大，数量趋于减少，而在酸性条件下(ph<7)，颗粒聚集成簇的趋势较大，最终形成三维网络。盐的存在可以减少粒子间的静电斥力，使粒子在中性或碱性条件下更容易聚集。
“溶胶”一词指的是分散的胶体颗粒，例如无定形二氧化硅在水介质中的分散。如果溶胶是稳定的，即使经过几年的储存，也不会凝胶或沉淀,并二氧化硅含量可达到50％左右，粒子粒径可达300nm左右，尽管颗粒大于70nm后沉降速度取决于介质的粘度。例如，二氧化硅溶胶可以通过在弱碱性溶液中使颗粒增大到一定大小，或者在硅酸钠溶液(na2sio3)中加入稀酸，快速混合，直到ph降至8-10左右，然后除去na+(例如，离子交换树脂或电渗析法)而形成。硅溶胶，取决于硅的类型，颗粒大小和颗粒的性质，可以在弱酸性到强酸性的条件下不稳定形成凝胶。
“凝胶”一词指的是由胶体颗粒组成的连贯、刚性、连续的三维网络。硅凝胶可以通过胶体二氧化硅颗粒的聚集(通常是在没有中和盐的酸性条件下)来形成三维凝胶微观结构。然而，凝胶是否会在特定的条件下形成取决于二氧化硅的性质，例如，颗粒大小和颗粒表面的性质。
“水凝胶”指的是一种凝胶，其中的孔隙(凝胶微结构内部的空间)被水填充。类似地，“醇凝胶”一词指的是毛孔中充满酒精的凝胶。当凝胶干燥形成干燥凝胶时，蒸发会导致凝胶大量塌陷，从而产生相对高密度的塌陷粉末。相反，当凝胶通过凝胶微观结构得到充分保护的方式干燥时，形成一种低密度的干燥凝胶，称为“气凝胶”。硅气凝胶可能具有非常不寻常和非常理想的特性，例如，光学透明度、极低的密度和前所未有的低导热系数。
合成硅，例如微粉化的二氧化硅干凝胶和用作消光剂的沉淀物，由于硅颗粒表面存在硅醇基团，通常是亲水的。众所周知，这种硅酸盐对涂料几乎没有触变性，甚至会导致其他用于触变性的添加剂失去作用。
通过查阅国内外文献，了解到目前国外已经经过多种尝试，通过修改硅胶的结构，使其成为一种有效的消光剂，但对触变性影响很小。美国帕特。第5221337号披露了有机多元醇化合物对二氧化硅的改性可以产生对涂料配方触变性几乎没有负面影响的消光剂。然而，这种方法仍然存在问题，因为同时添加触变性添加剂和消光剂会在涂料配方中导致不良的相互作用。
因此，仍然需要一种涂料配方，这种配方在应用于各种基体时，既表现出改进的消光效果，又表现出触变效果。
技术实现要素：
本发明的目的是针对以上问题，提供一种哑光触变涂料，可以用于基体上产生哑光处理。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：它包括如下重量份数配比的原料：树脂体系50-70份和消光剂30-50份；所述消光剂由疏水性金属氧化物组成；所述氧化物的表面结构为三甲基硅基、乙烯基二甲基硅基、丙烯基二甲基硅基和二甲基硅基组成的基团中的任意一种。
较佳情况下，所述金属氧化物是二氧化硅气凝胶、二氧化硅干燥凝胶或沉淀二氧化硅。
较佳情况下，所述树脂体系是从醇酸、丙烯酸、环氧、聚氨酯、聚酯、纤维素及其混合物中的任意一种或多种。
较佳情况下，树脂系统包括至少一个醇酸。
较佳情况下，树脂系统包括至少一种丙烯酸。
较佳情况下，它还包括液态载体10-20份。
较佳情况下，所述液态载体为水。
较佳情况下，所述液态载体为烃类、醇类、酮类、酯类、醚类及其混合物中的任意一种或多种。
本发明中的金属氧化物包括二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈、氧化镁及其混合物，其中二氧化硅是首选。这种金属氧化物的典型特征是热成因的(气相)、沉淀、气凝胶或干燥凝胶，尤其是气凝胶。气凝胶是指孔隙率高、无定形、有机或无机凝胶，孔隙液体被空气所取代。所述气凝胶优选地包括二氧化硅，它是通过使用硅烷化剂对水凝胶表面进行修饰并干燥所述表面修饰凝胶而制备的。根据硅烷化的程度和类型，该工艺生产的硅胶可能是部分疏水的，也可能是完全疏水的。
用硅烷化剂处理金属氧化物，金属氧化物表现出疏水性。事实上，硅烷化剂赋予金属氧化物颗粒表面硅基结构。在本发明范围内，任何合适的硅基部分都可以与金属氧化物结合以获得该效果。例如，从下列一般公式的化合物(如硅烷化剂)中可得到合适的硅基基团。
其中，自由基r相同或不同，每个氢或非反应性的、有机的、线性的、支链的、循环的、饱和的或不饱和的、芳香的或异芳香的自由基，最好是c1-c18，烷基或c6-c14芳基，最好是c1-c6烷基、环烷基、苯基、乙烯基或丙烯基。同样适用的硅基基团可以从公式r.sup.1.sub的硅烷中得到。4nsicl.sub。n或r14-nsi(or2)n，其中n＝1-4，r1和r2是相同的或不同的，每个氢或非反应性的，有机的，线性的，支链的，循环的，饱和的或不饱和的，芳香的或异芳香的自由基，最好是，最好是c1-c18，烷基或c6-c14芳基，最好是c1-c6烷基、环烷基、苯基。自由基也可以含有卤素取代基，如氟或氯。最优选的硅基部分是三甲基硅基、乙烯基二甲基硅基、丙烯基二甲基硅基或二甲基硅基。
金属氧化物经硅烷化剂处理后，具有一定的疏水性。疏水性是指甲醇-水混合物中浸润金属氧化物，形成均匀悬浮体的甲醇体积比。优选的金属氧化物具有至少40％的疏水性。疏水性的程度越高越好，因为疏水性越高通常会带来更好的触变性效果。
金属氧化物颗粒与硅烷化剂之间的接触可以通过任何合适的方法来实现。例如，在与载体混合之前，硅烷化剂可以喷在金属氧化物颗粒上。但是，金属氧化物颗粒与硅烷化剂之间的接触最好包括在适当的载体或溶剂(如水)中向金属氧化物中添加至少一种硅烷化剂。例如，硅烷化剂的水溶液可以加入金属氧化物的水溶液中。
硅烷化剂总量与金属氧化物总量的相对比例必须足够高，以使足够数量的金属氧化物颗粒接触硅烷化剂。因此，在涂料配方中，金属氧化物的含量可以在0.1-30％左右，优选在0.2-25％左右，优选在0.5-15％左右。
涂料配方的触变性可以用任何已知的技术来测量。在本发明中，触变性通常是用抗下垂仪测量的，例如，419型或等效的莱尼塔抗下垂应用器(erichsengmbh,germany)。在这种技术中，一种涂料配方被应用到基体上，并由涂敷器向下拉。涂敷器沿其长度由不同的切口高度组成，通常在25-300毫米之间。当涂布器在基材上涂布时，在基材上形成油漆条纹，涂层的厚度随着涂布器上相应的切口高度而增加。然后将水平底板旋转为垂直，使条纹水平，然后可视地确定每条油漆的下垂行为。本发明的涂料配方的特点是在75mm左右的缺口高度抗下垂。在实践中被认为是表示无下垂/无滴水行为。可以理解的是，随着涂料触变性的增加，未检测到下垂的最大凹槽高度也会增加。
本发明的涂料配方在应用于基体后，还将以对基体提供哑光处理为特征。如果需要这样的哑光处理，涂料配方可以用60度来表征。50个或以下的光泽度单位。更优选的是，涂料配方具有60度的特性。光泽度为40或以下(如:30或以下)。许多应用都需要亚光表面。例如，在学校、医院和大学，减少表面的眩光会减少视觉干扰的机会，而在这样的环境中，注意力更集中。随着时间的推移，这种表面处理也不容易变得难看，因为小划痕和缺陷不像光泽表面那么明显。
金属氧化物将以离散的单个颗粒的形式存在，具有聚集态或非聚集态。金属氧化物颗粒可以有任何合适的直径。一般来说，金属氧化物的中位粒径约为1-15mm。然而，对于金属氧化物，最好的粒径中值在2-10mm左右。或者，颗粒最初可以更大(例如，大约5毫米)，然后在涂料配方的制造过程中分解成所需的大小。
金属氧化物可以有任何合适的表面积。一般来说，金属氧化物的表面积至少为100m2/g，最好至少200m2/g，最好至少300m2/g。在某些实施例中，金属氧化物的表面积至少为400m2/g，500m2/g，甚至至少600m2/g。一般情况下，金属氧化物的表面积不会超过900m2/g，约100-900m2/g。金属氧化物的表面积可以用该技术中已知的任何适当方法测量。通常，金属氧化物的表面积由s.brunauer,p.h.emmet和i.teller.j.am化学学会，60,309(1938)，通常称为bet法。
金属氧化物也可以有任何合适的振实密度，例如大约0.01-0.2g/cm3。为了测量丝锥密度，将已知质量的干粉转移到10cm3的溶液中。分度油缸，手动振实40次。然后记录体积，密度计算为质量/体积。
这种金属氧化物具有任何合适的孔隙度。通常情况下，金属氧化物的孔隙度在50％或以上，最好是70％或以上，最好是80％或以上，因为众所周知，较高的孔隙度会导致更有效的消光。
如果需要，任何合适的载体(如溶剂)都可以用于涂料配方中。载体用于促进树脂和金属氧化物在合适基体表面的应用。合适的载体包括无机载体如水，以及有机载体如碳氢化合物、醇类、酮类、酯类、醚类、芳香族、烷烃及其混合物。任何合适的载体浓度都可以在涂料配方中出现，如最高可达80％。
如果需要，涂料配方可以进一步包括至少一种触变性添加剂。尽管消光剂足以赋予涂料配方所需的触变和铺垫作用，在配方中可加入触变添加剂，进一步提高涂料配方的触变性。合适的触变添加剂包括:经化学处理的气相二氧化硅、有机改性粘土、改性醇酸等。优选地，触变添加剂以醇酸为基础，尤其优选酰胺或聚氨酯改性醇酸。在涂料配方中，触变添加剂的含量一般在0.5-5％左右，特别是在改性树脂中，最高可达50％。
该涂料配方还可以包括本领域已知的适合加入到油漆配方中的各种其他添加剂中的任何一种。合适的添加剂可以包括,例如,阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂(如长链烷基苯磺酸盐和长链,最好是支链,烷基磺基琥珀酸酯)、非离子表面活性剂(长链聚环氧乙烷醚，最好是支链醚，含烷基酚类，长链烷基醇聚环氧乙烷醚和含氟表面活性剂)，硬化剂(如活性卤素化合物,乙烯基砜化合物，氮杂吡啶化合物、环氧化合物、丙烯基化合物、异氰酸酯化合物等)、色素分散剂、增稠剂、流平剂、消泡剂(如辛醇、硅基消泡剂等)、泡沫抑制剂、释放剂、发泡剂、渗透剂、染料、色素、增白剂(如荧光增白剂)、防腐剂(如对羟基苯甲酸酯化合物、苯并噻唑酮化合物、异噻唑酮化合物等)、防滑添加剂(如蜡和硅树脂)、固化剂和交联剂,抗真菌剂,泛黄的抑制剂(如羟甲磺酸钠，对甲苯磺酸钠等)，紫外线吸收剂(如具有2组羟基二烷基苯基的苯并三唑类化合物),抗氧化剂(例如,位阻酚化合物)、抗静电剂、ph调节剂、防水剂、润湿剂,干强化剂。
在涂料配方中，除了金属氧化物外，还可以存在其他颜料。这些颜料包括碳酸钙、粘土、硅酸铝、脲醛填料等，以及其他亲水的消光剂。其他合适的颜料包括氧化铝(如氧化铝溶胶、胶体氧化铝、阳离子氧化铝或其水合物等),硅酸盐镁，碳酸镁，高岭土，滑石，硫酸钙，硫酸钡，二氧化钛，氧化锌，硫化锌，碳酸锌，缎白，硅藻土，硅酸钙，氢氧化铝，立德粉，沸石，水合卤代石，氢氧化镁,聚烯烃(如聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等),塑料(如丙烯酸)、尿素树脂和三聚氰胺树脂。在制备彩色涂料配方时，可以使用任何传统的色素。这些颜料包括可从巴斯夫公司(basfag)获得的硅齐颜料。
许多其他添加剂可以出现在涂料配方中，特别适用于水性涂料配方。例如，聚结剂、消泡剂、表面活性剂、防锈剂和ph调节剂都是合适的添加剂，如果需要可以加入。
一种聚结剂可以在涂料配方的组成部分干燥过程中促进树脂的软化，这种材料是众所周知的。聚结剂的一个例子是丁氧基乙醇。涂料配方中可加入任何合适浓度的聚结剂，如1-35％左右。
通过涂料配方的润湿和涂料配方的调平，可以提出一种流动添加剂来促进基体的润湿。典型的流动添加剂是disberbykbyk-301(byk-chemie，德国)。涂料配方中可加入任何适当浓度的流动添加剂，如0.5-4％左右。
消泡剂的存在可以减少涂料配方中在混合成分时出现的气泡。任何合适的消泡剂都可以用于本发明的涂料配方中。首选消泡剂之一是byk-035(byk-chemie，德国)。涂料配方中可加入任何合适浓度的消泡剂，如0.01-3％左右。
表面活性剂可以用来降低涂料配方的表面张力。任何合适的表面活性剂都可以用于本发明的涂料配方中。首选的表面活性剂之一是surfynol104(airproducts&chemicals,inc.)。任何适当浓度的表面活性剂都可以存在于涂料配方中，如0.01-3％。
如果涂料配方适用于易受腐蚀的表面，可以在涂料配方中添加防锈剂。本发明适用于各种类型的防锈剂。一种首选的防锈剂是海明斯fa-179(英国)。涂料配方中可加入任何适当浓度的防锈剂，如0.01-2％左右。
ph调节剂可用于控制涂料配方的ph值。涂料配方的ph值保持在一般适用于涂料配方的范围内，特别是在打算涂覆该配方的基体的情况下。本发明的涂料配方中可以使用任何合适的ph调节剂。例如，ph值可以通过添加酸(如矿物酸、酸性阳离子交换树脂等)或碱(如碱金属氢氧根、碱性阴离子交换树脂等)来调节。一个首选的ph调节器是tt-apm-95(美国陶氏)。任何合适浓度的ph调节剂都可以出现在涂料配方中，如1-4％左右。
本发明提供一种哑光触变涂料配方，包括树脂体系和消光剂。该消光剂包括疏水金属氧化物，该氧化物的表面结构由三甲基硅基、乙烯基二甲基硅基、丙烯基二甲基硅基和二甲基硅基组成的基团中选择一个。此外，该涂料配方具有触变特性，涂布在基材上后，用防下垂仪测量，涂层在约75mm的缺口高度不下垂。将金属氧化物与树脂混合形成涂料配方。可选地，树脂和金属氧化物可以与合适的溶剂混合在一起。上述树脂、疏水性金属氧化物、载体、涂料配方特征，涉及本发明的涂料配方。上述涂料配方的其他可能成分也有类似的描述。
本发明的有益效果：本发明提供的一种哑光触变涂料，具有触变特性，可用于基体上产生哑光处理，且哑光效果优异，涂布在基材上后，用防下垂仪测量，涂层在约75mm的缺口高度不下垂。
本发明适用于任何需要哑光的基体,例如木材、塑料和金属等。
本发明可以通过无气、静电喷涂、刷涂、浸涂、流光涂料、辊涂等方式涂在基材上。虽然本发明的涂料配方的一层涂料足以向基材(如亚光饰面)传递期望的效果，但可应用不止一层涂料配方的涂料，它们可以是相同的，也可以是不同的。此外，涂层的柔韧性和附着力也足以使基体在各种制造操作中成形。
具体实施方式
以下通过实施例进一步对本发明做出阐释。
实施例1：
它包括如下重量份数配比的原料：树脂体系50份和消光剂50份；所述消光剂由二氧化硅气凝胶组成；所述氧化物的表面结构为三甲基硅基、乙烯基二甲基硅基、丙烯基二甲基硅基和二甲基硅基组成的基团中的任意一种。
优选的，树脂系统包括醇酸。
优选的，它还包括水10份。
实施例2：
它包括如下重量份数配比的原料：树脂体系60份和消光剂40份；所述消光剂由二氧化硅干燥凝胶组成；所述氧化物的表面结构为三甲基硅基、乙烯基二甲基硅基、丙烯基二甲基硅基和二甲基硅基组成的基团中的任意一种。
优选的，所述树脂体系包括丙烯酸。
优选的，它还包括烃类15份。
实施例3：
它包括如下重量份数配比的原料：树脂体系70份和消光剂50份；所述消光剂由沉淀二氧化硅组成；所述氧化物的表面结构为三甲基硅基、乙烯基二甲基硅基、丙烯基二甲基硅基和二甲基硅基组成的基团中的任意一种。
较佳情况下，所述树脂体系包括聚氨酯。
较佳情况下，它还包括酮类20份。
实施例4：
它包括如下重量份数配比的原料：树脂体系50份和消光剂35份；所述消光剂由二氧化硅气凝胶组成；所述氧化物的表面结构为三甲基硅基、乙烯基二甲基硅基、丙烯基二甲基硅基和二甲基硅基组成的基团中的任意一种。
较佳情况下，所述树脂体系采用醇酸、丙烯酸、环氧、聚氨酯、聚酯、纤维素组成的混合物。
较佳情况下，它还包括烃类、醇类、酮类、酯类、醚类组成的混合物15份。
实施例5：
它包括树脂体系和消光剂；所用的消光剂是疏水的硅气凝胶，其表面积约为690m2/g，中位粒径约7.6mm，其振实密度约为0.04g/cm3。
组分含量(重量)：长油醇酸树脂35％，触变性醇酸钙树脂20％，辛酸钙0.5％，色浆分散剂4％，高分子表面活性剂0.2％，甲基乙基酮肟0.5％，锆基干燥剂2.4％，脂肪烃33.4％，消光剂3％。
在混合这些组件以产生涂料配方后，将涂料配方的一层涂在木质基材上，让其干燥。然后在基板上的油漆涂层被视觉检查它的质地。研究发现，该涂料配方对木材基材产生了非常理想的哑光处理。涂料配方在涂敷基体或干燥基体时，外观上没有下垂的趋势。这些结果表明，本发明的涂料配方可以用于在基体上产生哑光处理。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上对本发明所提供的一种哑光触变涂料进行了详细介绍，本文中对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。