CN102939343A

CN102939343A - 官能化颗粒及其使用

Info

Publication number: CN102939343A
Application number: CN2011800250124A
Authority: CN
Inventors: P·弗里岑; B·罗赫
Original assignee: Sachtleben Chemie GmbH
Current assignee: Venator Germany GmbH
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2011-05-19
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2031-05-19
Also published as: US20130096235A1; CN102939343B; BR112012029412A2; DE102011050510A1; EP2571943B8; EP2571943B1; US9212194B2; WO2012025105A1; EP2571943A1; KR20130040911A; JP2013526639A; KR101478150B1

Abstract

本发明涉及官能化颗粒及其制备方法，使用所述官能化颗粒形成涂料试剂及其对物体进行涂覆的使用。

Description

官能化颗粒及其使用

技术领域

本发明涉及官能化颗粒及其制备方法，本发明还涉及使用官能化颗粒制备涂料材料及使用其对制品进行涂覆，特别地，本发明涉及官能化颗粒与含反应性基团，包括单体的化合物的组合，本发明还涉及这样涂覆的制品。在例如金属、木材和塑料的基材上的薄层中使用所述官能化颗粒与反应性单体的组合，改善了基材涂覆部分的耐刮擦性、耐磨损性、抗石片落性、耐腐蚀性、粘合性、耐化学性、色稳定性和/或热稳定性。

背景技术

涂料仅仅完成装饰性的目的已经过去很长一段日子，作为代替，它们起了对下方基材进行保护的作用并具有各种额外的功能。因此，希望在一种涂料中结合有尽可能多的特性。

涂料材料基本上包括胶水颜料、石灰漆、清漆、污渍和釉料、乳液漆、聚合物树脂漆以及粉末涂料。在现有技术中已经描述了许多用于生产涂料的涂料材料。在涂料材料中常使用具有反应性基团和复合颗粒的化合物，所述化合物交联固化并产生与基材粘合的涂料。

例如，EP 2050796 B1描述了具有增强的遮蔽能力的涂料及其制备的组合物，以及使用复合颗粒进行制备的制备方法。EP 2050796 B1中所述方法产生了包含颜料颗粒以及多种聚合物颗粒的复合颗粒，每一种聚合物颗粒包含至少一种经过反应的互补官能基团，该官能基团与所述颜料颗粒形成了共价键。为此，将无机颜料悬浮在醇中，通过加入长链单官能烷氧基硅烷对其进行官能化，然后向悬浮液中加入聚合物颗粒，用来产生间隔效果从而抵消颜料颗粒的成絮。以悬浮液形式使用官能化颗粒，作为具有溶剂内含物的分散涂料。

除了含溶剂体系，还有以“干”混合物形式使用的涂料材料。此类粉末涂料同样是本领域众所周知的。通常来说，此类粉末涂料包含粘结剂、添加剂、着色剂以及填料，但是不含溶剂。用于粉末涂料和传统涂料材料中的原材料的化学差异并不明显，粉末涂料膜的交联机制类似于烤漆，其中两种反应物在温度的影响下形成有机网络，从而参与到化学连接（chemical union）。实际上，用于粉末涂料的所有原材料通常以粉末形式存在。

主要出于经济原因，在粉末涂料中使用填料。最常用的填料包括碳酸钙、重晶石以及沉淀的硫酸钡。含填料的粉末涂料体系的一个缺点是它们具有较差的耐热水性。这可能是由于粘结剂与填料表面附着较差所导致的。水可以渗透进入到存在的微裂纹中，这会导致光学特性的改变，例如脱色，甚至导致较差的耐腐蚀性。

本领域已知并用于粉末涂料的颜料在一些情况下具有基于例如多元醇的有机后处理物，该后处理物通过偶极-偶极键或者范德华力仅与颜料表面物理结合。这些相互作用的主要贡献是改善了结合颜料时的润湿，但是它们对于空间稳定没有贡献。但是所述稳定可以通过加入合适的添加剂来实现。

但是，迄今使用的稳定化组分的一个缺点是它们倾向于发生移动。这导致了光学特性（光泽、色彩）以及服务特性（例如，耐腐蚀性和耐热水性）的劣化。

发明内容

发明人发现官能化颗粒，特别是具有共价键结合的反应性官能基团的二氧化钛颗粒以及硫酸钡颗粒，不仅导致了遮蔽能力的提升，还特别地提升了粉末涂料体系中的耐热水性。作为结果，可以在施用时产生较薄层的同时保留遮蔽能力，且这些层在热水的作用下颜色变化明显较小。因此，使用粉末涂料具有技术优势和经济优势，并得到改善了以下特性的涂料：例如耐刮擦性、耐磨损性、抗石片落性、耐腐蚀性、粘合性、耐化学性、遮蔽能力、色稳定性以及热稳定性，特别是耐热水性的涂料。

因此，本发明涉及包含无机颗粒的官能化颗粒，所述无机颗粒具有通过-O-Si-单元与其化学连接的直链或支链烃基，所述烃基具有1至20，优选1至10个碳原子，其中烃基上的至少一个反应性基团可以与反应物形成其他化学键。根据本发明，此类直链或支链烃基通过至少一个-O-Si-单元结合到颗粒表面。形成Si-O-Si主链结构是有益的，因为多个Si-O单元具有至少一个烃基结合到颗粒表面，从而强化了烃基与颗粒表面的连接，所述烃基具有1至20，优选1至10个碳原子并在所述烃基上具有至少一个反应性基团。

因为用于形成官能化颗粒的化学反应性化合物能够通过形成共价键与颗粒表面发生反应，并与含反应性基团的其他材料，例如环氧树脂发生反应，本发明还使用具有结构通式(I)R¹Si(OR²)₃的烷氧基硅烷，特别是具有如下结构通式(II)的硅烷醇低聚物，或其混合物。

(R¹)(OR²)₂Si-O-[-Si(R¹)(OR²)-O-]_m--Si(R¹)(OR²)₂

II

在上式中，

R¹是具有1至18，优选1至10个碳原子的非水解性脂族直链或支链烃基，同时链中具有-O-，具有至少一个，优选是终端的化学反应性基团，所述化学反应性基团可以参与加成反应或者缩合反应，所述化学反应性基团优选选自：氨基、环氧基、乙烯基和甲基丙烯酸酯基，

R²是H或者水解性基团，优选是-OR，其中R=C₁-C₁₈烷基，特别是C₁-C₁₀烷基，以及

m是0-10；

在上式中，基团R¹和R²可以分别是不同的基团。尽管在结构式(I)或(II)的一个分子中，基团R²可以都是如上所定义的C₁-C₁₈烷基的形式存在，其通常还可以是具有一个或多个OH基团的部分水解的化合物，所述部分水解的化合物在进一步水解中放弃较小量的C₁-C₁₈醇。

可用于本发明的硅烷醇低聚物具有-Si-O-Si-主链结构，连接到链中每一个Si原子上的非水解性脂族直链或支链烃基具有1至18，优选1至10个碳原子，所述可用于本发明的硅烷醇低聚物的链中还可以具有至少一个醚单元-C-O-C-，其具有，优选是终端具有至少一个选自下组的官能团（化学反应性基团）：氨基、环氧基、乙烯基和甲基丙烯酸酯基，所述官能团（化学反应性基团）可以参与和其他化合物，例如单体以及一个（终端两个）-OR²官能团的加成反应或者缩合反应，其中R²是氢或者水解性基团，优选是-OR，其中R=C₁-C₁₈烷基。因此，链中的每个Si原子具有通过-O-结合的一个或两个相邻Si原子，并且，相比于在29Si NMR中仅展现出T0信号的硅烷，本发明所用的硅烷低聚物仅具有通过29Si NMR方法表征为T1和T2原子的Si原子。在该主链分子结构的基础上，颗粒表面上的仅一个OH基团的偶联具有固定作用，从而迫使整个硅烷低聚物通过其他-OR²基团发生偶联。可用于本发明的硅烷低聚物的例子是： CoatOSil142（购自迈图公司（Momentive）的预水解的氨基硅烷）或者CoatOSil MP200

（购自迈图公司（Momentive）的预水解的环氧硅烷），其可用于对颗粒进行官能化。

在本发明中可用于官能化颗粒（官能化颜料和官能化填料）的颗粒是无机颗粒，例如硫酸钡、无机处理后的硫酸钡、硫化锌、无机处理后的硫化锌、锌钡白、无机处理后的锌钡白、碳酸钙、无机处理后的碳酸钙以及二氧化钛，所述二氧化钛具有本领域技术人员已知的无机处理后物，和能够与颗粒表面的反应性氧原子（例如羟基基团中的反应性氧原子）发生反应并形成共价键的化学反应分子。

因此，除了官能化颗粒（其可以是官能化颜料或者官能化填料）之外，本发明还涉及通过使得无机颗粒与具有结构通式(I)R¹Si(OR²)₃的烷氧基硅烷、具有如下结构通式(II)的硅烷低聚物或其混合物进行反应形成官能化无机颗粒的方法。

(R¹)(OR²)₂Si-O-[-Si(R¹)(OR²)-O-]_m--Si(R¹)(OR²)₂

II

在液相制造的情况下，可以对所得的悬浮液（其通常是水性悬浮液）进行干燥，所得的反应产物可任选地进行研磨，并且在上述(I)和(II)中：

m是0-10。

在上式中，在一个分子中基团R¹和R²也可以分别是不同的基团。

因此，可以通过已知方法将形成的官能化颗粒结合到涂料材料中，选自氨基、环氧基、乙烯基和甲基丙烯酸酯基的烃基上的化学反应性基团可以参与与涂料材料中的反应性基团的加成反应或者缩合反应，从而可以形成在特性方面具有改进的涂料。

本文所述的用于形成官能化颗粒的方法在环境和经济方面较有优势。本发明的方法完全没有醇作为溶剂，且没有其他溶剂，因此是更加环保的，因为没有释放有害物质、对健康有害的物质和其他有机组分。此外，当形成反应物和产物并进行处理时不用考虑具体的工作场所安全相关问题（例如，具有防爆措施的设备）。

相比于现有技术，值得注意的是根据本发明的官能化颗粒的合成具有较少的操作步骤。产物是粉末形式，因此是贮存稳定的，并且值得注意的是结合到所有可以形成薄膜的常用反应性单体***中的灵活性。因此，产物是100%活性成分的形式。与单体/粘结剂体系的其他反应物不会有***不相容性（例如絮凝或者形成凝胶颗粒）。因此，完全无需加入作为间隔的聚合物颗粒。

附图说明

图1所示是在用于形成层厚度最高为200μm，更具体地为50至100μm的薄层的反应性单体/粘结剂体系中使用官能化颗粒的示意图。

具体实施方式

根据本发明，官能化颗粒和化合物与作为粘结剂或其成分的反应性单体结合，可以形成这样的薄层，基于其化学结构，该薄层对于提升以下方面的特性具有作用，例如：耐刮擦性、耐磨损性、抗石片落性、耐腐蚀性、粘合性、耐化学性、色稳定性、热稳定性以及耐热水性。发明人发现通过向可以形成薄层的粘结剂体系中加入官能化颗粒，上述特性互相结合。

通过化合物和反应性基团的方式，其中所述反应性基团还可以分别是具有可以与官能化颗粒的反应性基团发生相互反应的相应官能团的单体、低聚物或者预聚物，可以制备如下聚合粘结剂基体：丙烯酸酯聚合物（丙烯酸酯共聚物）、乙酸乙烯酯聚合物、乙烯基/丙烯酸酯聚合物、苯乙烯/丙烯酸酯共聚物、聚氨酯、聚脲、聚环氧化物、聚氯乙烯、乙烯/乙酸乙烯酯聚合物、苯乙烯/丁二烯聚合物、聚酯、聚酰胺、聚醚及其混合物。可以将官能化颗粒结合到具有反应性基团的化合物中，然后使用混合物对表面进行涂覆。

以下通过涂料体系，例如粉末涂料组合物的例子对本发明进行说明，但是本发明不限于此。因此，本发明还涉及包含所述官能化颗粒，更具体地，官能化二氧化钛颗粒以及官能化BaSO₄颗粒的粉末涂料组合物，具有官能团的基团通过-SiO-单元与颗粒的表面共价结合。

因此，本发明还涉及粉末涂料组合物，其包含：

a.20重量%至80重量%的粘结剂，

b.5重量%至60重量%的无机颜料或矿物填料，

c.5重量%至60重量%的官能化无机颗粒，

d.0.1重量%至10重量%的添加剂，所述添加剂选自：流动添加剂、流平添加剂和脱气添加剂或其混合物，

所有成分加起来是100重量%。

在本发明的粉末涂料组合物的一个实施方式中，所述官能化无机颗粒（其可以是颜料或填料）存在的量是10重量%至50重量%，特别地是30重量%至40重量%。

在本发明的粉末涂料组合物的另一个实施方式中，所述无机颜料或矿物填料存在的量是10重量%至50重量%，特别地是30重量%至40重量%。

本发明的粉末涂料组合物还可以包含最高15重量%的着色剂，所述着色剂选自：颜料和染料或其混合物。

为了提升官能化颜料和粘结剂之间的粘结，本发明的粉末涂料组合物可以包含最高10重量%的交联助剂，所述交联助剂选自：交联剂、催化剂或其混合物。

用反应性基团进行官能化的颗粒通常选自二氧化钛颗粒或者硫酸钡颗粒。本文中的硫酸钡可以进行无机预处理，从而使得之后施加的具有结构式(I)和(II)的化合物更有效地与硫酸钡颗粒发生相互作用。

凭借官能团使得反应性基团通过共价键直接粘结到颗粒表面，从而防止了颗粒在涂料中的移动。此外，反应性官能基团上的所述反应性末端基团实现了结合到聚合物体系中，从而将颗粒锚定在聚合物中并提升了对抗成絮的稳定性。另一个优势是在粉末涂料生产时无需使用另外的添加剂进行稳定化。这进一步简化了配方的复杂度。

本发明的涂料***，例如粉末涂料体系的主要组分是粘结剂，所述粘结剂还可以是两种或更多种粘结剂组分和官能化颗粒的混合物。颜料和填料的组合是本领域已知的或者是本发明的基础，前提是混合物至少包含官能化颗粒（填料或颜料）。

无机颜料

（官能化）无机颜料

不含无机颜料（有

[0050]

			机颜料作为替代）
				填料	本领域已知	本发明组合物	本领域已知
填料（官能化）	本发明组合物	本发明组合物	本发明组合物
				无填料	本领域已知	本发明组合物	本领域已知

粘结剂作为基础形成了涂料膜，其将所有的微粒固体包封在涂料材料中。粘结剂的选择基本决定了粉末涂料的物理特性及其使用领域。从而，粘结剂确定了以下基本特性，例如：表面质量、硬度、以及涂料膜稳定性，所述粘结剂通常由长链有机化合物组成，所述长链有机化合物含有（如果需要的话通过固化剂/交联剂）可以相互反应并可以与官能化颗粒反应的反应性基团，以形成支化大分子。因此，对于用于粉末涂料的本发明的组合物，优选采用可以相互交联的合成树脂。

因此，在本发明中，可以主要使用环氧树脂、含羧基和羟基的聚酯、丙烯酸酯树脂以及聚氨酯树脂或者前述树脂的混合体系作为粘结剂。含环氧基团的体系是合适且优选的。

如上所述，粘结剂还可以包含固化剂/交联剂。取决于粘结剂体系，对于聚酯树脂，可用作固化剂的物质是三缩水甘油基异氰脲酸酯（TGIC）和羟烷基酰胺，以及十二烷二酸。优选使用羟烷基酰胺。

通常可以使用如下固化剂：

酚类固化剂、咪唑啉衍生物、酐加合物、改性双氰胺、环氧树脂、羟烷基酰胺固化剂、芳族缩水甘油基酯、异氰酸酯加合物以及嵌段脲二酮。

可以使用蓖麻油衍生物以及聚丙烯酸酯树脂作为流平剂/流动剂。

可以使用苯偶姻作为脱气添加剂。

可以使用如下合成矿物与天然矿物作为填料：重晶石、长石、白垩、精细研磨石英/石英砂、合成硫酸钡、三氢氧化铝、硅灰石、硫化锌、锌钡白、碳酸钙（GCC和NCC）、（涂覆或者未涂覆的）二氧化硅、霞石正长岩、云母、滑石以及高岭土。

将官能化颗粒，更具体地是与反应性官能基团共价结合的二氧化钛颗粒或者硫酸钡颗粒作为本发明的基本组分与粘结剂进行混合。

可以通过如上所述的方法形成具有反应性有机官能团的此类颗粒，特别是二氧化钛和硫酸钡颗粒。

另一方面，该方法还涉及在水相中进行官能化。另一方面，可以将在其上具有起了反应性基团作用的有机基团的有机组分施加到颗粒表面，通过直接喷雾以及后续混合/研磨进行官能化。

当颗粒表面不含能够与有机基团的反应性基团发生相互作用的任意反应性基团，例如(-O-)/=O基团或者羟基基团，例如BaSO₄的情况下，可以对所述颜料/填料进行无机预处理，通过该无机预处理，通过将金属氧化物沉淀到BaSO₄颗粒的表面上或者与沉淀发生接合来提供了所述基团。

所述硫酸钡的无机表面改性通常由至少一种选自下组的无机化合物组成：铝、锑、钡、钙、铈、氯、钴、铁、磷、碳、锰、氧、硫、硅、氮、锶、钒、锌、锡和/或锆的化合物和/或盐。例子包括硅酸钠、铝酸钠以及硫酸铝。

BaSO₄的无机表面处理可以在水性悬浮液中进行。在此情况下，反应温度优选不超过50°C，使用例如，NaOH将悬浮液的pH值设定在大于9的范围内。在剧烈搅拌下，加入后处理的化学品（无机化合物），优选为水溶性无机化合物，例如，铝、锑、钡、钙、铈、氯、钴、铁、磷、碳、锰、氧、硫、硅、氮、锶、钒、锌、锡和/或锆的化合物或盐。根据本发明对后处理的化学品的pH和量进行选择，使得后者完全存在于水溶液中。对悬浮液进行剧烈搅拌，从而使得处理后的化学品均匀地分散于悬浮液中，优选地保持至少5分钟。在下一个步骤中，悬浮液的pH下降。已经证实此处优选缓慢地并在剧烈搅拌下降低pH。特别优选地，在10至90分钟内将pH降低到5至8的水平。根据本发明，在这之后是老化时间，优选约为1小时的老化时间。此时的温度应该优选不超过50°C。然后对水性悬浮液进行清洗和干燥。对于官能化BaSO₄，合适的干燥是，例如喷雾干燥、冷冻干燥和/或通过研磨进行干燥。取决于干燥方法，可能需要对干燥的粉末进行后续研磨。可以用已知的方法进行研磨。

对于官能化反应，可以在剧烈搅拌下和/或分散操作中向颗粒的悬浮液，例如二氧化钛悬浮液或者无机预处理的硫酸钡的悬浮液中加入如上所述适用于本发明的式(I)和(II)的化合物。反应性官能有机基团变得与颗粒表面粘结。

根据本发明，官能化颗粒，例如二氧化钛颗粒以及无机后处理的填料，例如硫酸钡颗粒，通过官能基具有一个或多个官能基团，例如：羟基、氨基、羧基、环氧基、乙烯基、甲基丙烯酸酯基和/或异氰酸酯基团、硫醇、烷基硫醇羧酸酯、二硫化物和/或多硫化物基团。因此，官能化颗粒通过官能团与颗粒结合，并可以通过其他官能团与聚合基质发生相互作用。官能化组分的反应性末端基团允许结合到聚合物体系中，从而将颜料颗粒锚定在聚合物中。

对于无机颗粒或者无机预处理的颗粒的官能化，例如形成硅烷化和官能化的BaSO₄颗粒，可以用至少一种硅烷对已经经过有机表面改性的BaSO₄颗粒的水性BaSO₄悬浮液进行进一步改性。可以使用的硅烷如上所述是式(I)的烷氧基烷基硅烷，所述烷氧基烷基硅烷更优选地选自：辛基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸丙基三乙氧基硅烷以及乙烯基三甲氧基硅烷。对颗粒进行官能化特别优选使用结构式(II)的硅烷低聚物，例如CoatOSil142

（购自迈图公司（Momentive）的预水解的氨基硅烷）或者CoatOSil MP200

（购自迈图公司（Momentive）的预水解的环氧硅烷）。为此，可以清洗之前或者之后，将无机表面改性的BaSO₄颗粒的BaSO₄悬浮液在剧烈搅拌下或者剧烈分散下与硅氧烷化合物，例如烷氧基烷基硅烷或者硅烷低聚物进行混合。根据本发明，这之后是老化时间，优选的老化时间是10至60分钟，优选在不超过40°C的温度下进行。然后进行已经描述过的后续步骤。或者，还可以在干燥之后，通过混合向无机改性的颗粒施加式(I)或(II)的硅烷低聚物。

除了硅烷低聚物、硅烷、硅氧烷和聚硅氧烷之外，具有反应性官能团的合适的化合物是有机磷酸和膦酸，以及钛酸盐/酯和锆酸盐/酯。

优选在将官能化颗粒，如二氧化钛颜料与涂料材料的其他成分混合前对其进行干燥。可以用已知的方法进行所述干燥。特别适合使用对流干燥机、喷雾干燥机、研磨干燥机、冷冻干燥机和/或脉动干燥机。但是根据本发明，也可以使用其他干燥机。取决于干燥方法，可能需要对干燥粉末进行后续研磨。可以用已知的方法进行所述研磨。

优选地，用官能团进行有机改性的颗粒的平均颗粒直径d50＝1nm至100μm，优选地，d50＝1nm至3μm，更优选地，d50＝5nm至1μm，并且其在有机改性之前优选是初级粒度分散的形式。

根据本发明，用于本发明的粉末涂料中的颗粒，例如基于二氧化钛的颗粒，可以在涂料体系中提供最大的、非常高的遮蔽能力以及淡化能力，以最优化的分散（作为初级颗粒）存在于周围介质中。这可以通过最优化分散技术得到支持，在此情况下，需要考虑以下几点：

1.润湿

2.机械分布

3.抗成絮稳定性

在对团聚体进行润湿和机械破碎之后，粉末涂料，特别是在熔融以及挤出和烘烤过程时的一个重要因素是单个颗粒的稳定性。这具体可以通过本发明的空间稳定化的方法来实现。

因此，本发明的粉末涂料组合物可有益地用于涂覆制品。因此，以这种方式可以提供适用于多种应用的粉末涂料，例如用于对金属，如金属管、家用电器，如洗衣机，烤箱外壳，排烟罩、卫生制品，例如盥洗台和浴室配件，浴缸，淋浴盆和淋浴环绕轮廓，例如汽车内部配件和汽车主体的涂料。因此，本发明还涉及用本发明的粉末涂料进行涂覆的制品。

通过下列制备实施例和使用实施例对本发明进行了进一步说明。

制备实施例

根据以下制备实施例制备了根据本发明的可用于本发明组合物中的粉末涂料的具有共价连接的反应性官能团的官能化颗粒。

制备实施例1

在此制备实施例中，对TiO₂金红石颜料进行以下有机后处理。

使用750rpm的溶解器将20kg固体含量为50%的Hombitan R210（金红石颜料）滤饼分散在20升的水中，持续30分钟。将1.5%（以固体计）的CoatOSil MP200

（购自迈图公司（Momentive）的预水解的环氧硅烷）加入到该悬浮液中，以750rpm的速度持续进行5分钟的混合。然后通过入口温度为400°C，出口温度为120°C的喷雾塔对该悬浮液进行干燥。还可任选地使用固定盘式研磨或喷射研磨对喷雾干燥器的排出物进行研磨。

制备实施例2

在此制备实施例中，对BaSO₄颜料进行以下有机后处理。

·BaSO₄滤饼，35%固体含量，体积分布d_50.3=0.7μm（使用购自美国 CPS公司的CPS盘式离心机，型号DC2400，进行测定）

·导电率约为3μS/cm的去离子水

·5%浓度的氢氧化钠水溶液

·5%浓度的盐酸

·384g SiO₂/l的Na₂SiO₃溶液

·262g Al₂O₃/l的NaAlO₂溶液

·50-55g BaS/l的BaS溶液

在玻璃烧杯中称重2500g的BaSO₄糊料，悬浮在去离子水中，重量为3300g。将该悬浮液加热到70°C，然后使用氢氧化钠水溶液将pH调节到7。然后用350ml的BaS溶液设定到约5g Ba²⁺/l的钡过量。使用盐酸将pH再次调节到7，然后加入Na₂SiO₃溶液（以BaSO₄计，0.1%SiO₂）。使用盐酸将pH调节到4，将悬浮液老化30分钟。使用氢氧化钠水溶液将pH设定到6.0，在加入NaAlO₂溶液（以BaSO₄计，0.2%Al₂O₃）时维持该pH。之后将pH调节到7.0，然后进行30分钟老化。之后通过吸气过滤器对悬浮液进行过滤并进行清洗，使得导电率<300μS/cm。将滤饼在去离子水中进行再分散，以固体含量计，将1.5%的CoatOSil142

（购自迈图公司（Momentive）的预水解的氨基硅烷）加入到悬浮液中。在老化15分钟之后，对悬浮液进行喷雾干燥。

使用实施例

遮蔽能力的研究

根据表1所示的配方，生产了粉末涂料组合物，并对其遮蔽能力进行研究。

AT：后处理

配方的加工

将配方组分在1000rpm的混合机中进行1小时的预混合。在300rpm的螺杆速度，100°C的桶温度和45kg/h的进料量条件下进行挤出。使用60KV的电晕枪施加粉末。

测定遮蔽能力

对于遮蔽能力的测定，将粉末涂料施涂到磷化钢板上，在所述磷化钢板附着有棋盘图案的对照铝箔。将粉末涂料均匀地施涂到基材上，从顶部到底部的层厚度减小，然后在180°C烘烤20分钟。烘烤之后是对照铝箔背景不再可见的视觉测定点。使用层厚度测量装置对相关层厚度进行测定。遮蔽能力的测定结果如图2所示。相比于现有技术的配方（1：2），本发明的配方（3-5）使得层厚度最高减少了15%，显著地节约了粉末涂料的使用。

耐热水性的研究

根据表2所示的配方，生产了粉末涂料组合物，并对其耐热水性进行研究。

AT：后处理

配方的加工

将配方组分在1000rpm的混合机中进行1小时的预混合。在300rpm的螺杆速度，100°C的桶温度和45kg/h的进料量条件下进行挤出。使用60KV的电晕枪施加粉末，使得层厚度为60μm。将粉末涂料在180°C固化20分钟。

测定耐热水性

将粉末涂料半浸没在70°C的水中8小时，然后测定其色差数据（图3）和光泽度（图4）。

图3显示不同填料对于亮度L*的影响，而图4显示不同填料对于60°光泽度的影响，在每一种情况下，在70°C的8小时热水接触之前和之后，本发明的配方4对于涂料的亮度和光泽度的变化有正面作用。

Claims

1.一种制备官能化无机颗粒的方法，该方法通过使得无机颗粒与具有结构通式(I)R¹Si(OR²)₃的烷氧基硅烷、具有如下结构通式(II)的硅烷低聚物或其混合物进行反应

(R¹)(OR²)₂Si-O-[-Si(R¹)(OR²)-O-]_m--Si(R¹)(OR²)₂

II

并且如果需要的话，对得到的反应混合物进行干燥，来制备官能化无机颗粒，其中，在上式(I)和(II)中：

R¹是具有1至18，优选1至10个碳原子的非水解性脂族直链或支链烃基，同时链中具有-O-，具有至少一个，优选是终端的官能团，所述官能团能够参与加成反应或者缩合反应，所述官能团优选选自：氨基、环氧基、乙烯基和甲基丙烯酸酯基，

m＝0-10。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，二氧化钛颗粒或者硫酸钡颗粒用作无机颗粒。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述硫酸钡经过无机预处理。

4.官能化颗粒，其可通过权利要求1至3中任一项所述的方法制得。

5.权利要求4所述的官能化颗粒制备涂料组合物的用途，更具体地，权利要求4所述的官能化颗粒在具有反应性官能团的化合物的混合物中制备涂料组合物的用途，所述官能团能够参与官能化颗粒的官能团的加成反应或缩合反应。

6.一种涂料组合物，该涂料组合物包含权利要求1至3中任一项所述的官能化颗粒以及具有能够与颗粒的官能团反应以形成化学键的化合物。

7.如权利要求6所述的涂料组合物，其特征在于，该涂料组合物是粉末涂料组合物的形式，其包含：

a.20重量%至80重量%的粘结剂，

b.5重量%至60重量%的无机颜料或矿物填料，

c.5重量%至60重量%的官能化无机颗粒，

d.0.1重量%至10.0重量%的添加剂，所述添加剂选自：流动添加剂、流平添加剂和脱气添加剂或其混合物，

所有成分加起来是100重量%。

8.如权利要求7所述的粉末涂料组合物，其特征在于，所述官能化颜料和/或填料以10重量%至50重量%，优选为30重量%至40重量%的量存在。

9.权利要求6至8中任一项所述的涂料组合物在对制品进行涂覆中的用途。

10.用权利要求6至8中任一项所述的涂料组合物进行涂覆的制品。

11.权利要求4所述的官能化颗粒用于对基材上涂料的以下特性进行提升的用途，所述特性选自：耐刮擦性、耐磨损性、抗石片落性、耐腐蚀性、粘合性、耐化学性、遮蔽能力、色稳定性以及热稳定性，特别是耐热水性。