TWI586732B - 塗料分散液 - Google Patents

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Description

塗料分散液
本發明係關於包含矽烷化膠狀二氧化矽顆粒及基於丙烯酸酯之黏合劑之水性塗料分散液、製備該分散液之方法及其用途。
基於水之塗料分散液之膜形成係因聚合物顆粒之聚結而發生。在水蒸發期間，聚合物顆粒彼此靠近，變形，且形成聚合顆粒之聚合巨分子鏈相互擴散以形成理想地連續的乾膜。聚結過程之不同步驟主要受表面張力支配。膜形成(即顆粒之聚結)僅在毛細力(與分散介質之表面張力成比例)高於變形力(與聚合物之機械性質相關)並橫向(外部至內部)且垂直(頂部至底部)進展時發生。此特定進展模式促進於塗料頂部形成乾聚合物薄皮。此薄皮會在塗料施加期間引發缺陷。可藉由降低聚結期間之表面張力或藉由減緩膜形成過程之其他現象引起基於水之塗料之開放時間(open time)延長。
賦予延長之開放時間之塗料組合物為業內所熟知，例如降低表面張力之含有含氟表面活性劑之組合物。由於基於氟之表面活性劑顯著降低表面張力，故伴隨聚結且因此伴隨膜形成發生多種問題，例如發泡及其他問題。
將期望提供延長開放時間以使得可更便利地施加塗料且尤其不存在任何其他問題(例如表面張力降低及/或發泡問題)之分散液。開放時間係可在先前塗刷區域對塗料進行重工(rework)之可用時間。開放時間係塗層之關鍵性能特性，尤其對於刷塗應用而言。因此可更便利 地且靈活地施加裝飾塗料。
而且，將期望提供穩定塗料分散液。具體而言，將期望提供可易於儲存及運輸而無沈澱或凝膠化之分散液。亦將期望提供產生此一分散液之便利且便宜之方法。本發明之目的係提供此一分散液，同時使環境影響降至最低，例如避開溶劑型塗料。另外，期望維持或縮短塗料在施加於基材上之後之乾燥時間。
本發明係關於製備水性塗料分散液之方法，其包含混合矽烷化膠狀二氧化矽顆粒與基於丙烯酸酯之黏合劑，其中SiO2對基於丙烯酸酯之黏合劑以乾重計之重量比係在0.02至0.2之範圍內，且其中以使得該分散液中之SiO2含量(藉由XRF所量測)係在1.05wt%至7.5wt%範圍內之量混合矽烷化膠狀二氧化矽顆粒，其中矽烷化膠狀二氧化矽顆粒中存在之矽烷基團係衍生自含有環氧基團、縮水甘油氧基、縮水甘油氧基丙基之矽烷；基於脲基之矽烷、甲基丙烯醯胺基矽烷、巰基矽烷及其組合。
SiO2含量係藉由XRF(X射線螢光)、較佳利用Philips Magix PW2424分光計來量測。較佳地，本發明之量測二氧化矽含量之方法如下：藉由利用Li2B4O7將樣品熔融成玻璃珠粒來進行樣品製備。若碳含量較高，則在熔融前在空氣中加熱該樣品。藉由使用經認證標準以相同方式製備參照樣品。藉由以下方式使用XRF實施對SiO2之量化：用Rh管所生成之γ輻射來輻射樣品，且然後藉由Philips Magix DW2424分光計量測樣品所發射之螢光輻射之量。減少擴散之最佳樣品製備係使用(例如)Li2B4O7將樣品熔融成玻璃珠粒。螢光之量係藉由使用以16個尤其來自英國化學標準局(British Chemical Standards，BCS)及國家標準局(National Bureau of Standards，NBS)之不同經認證標準為基礎之校準來量測。較佳在添加任何其他組份之前量測矽烷化 膠狀二氧化矽顆粒之SiO2含量。術語「分散液」亦意指包括可藉助乳化劑乳化之所存在之經乳化組份，例如丙烯酸乳液樹脂。
較佳地，將下文所述之其他組份添加至正形成之分散液。關於組份所給之量係基於最終所獲得之塗料分散液之重量含量。因此，最終塗料分散液含有該等重量含量之各別組份。
較佳地，添加基於塗料分散液在0.05wt%至2wt%、最佳0.1wt%至1.0wt%範圍內之量之分散劑/濕潤劑。適宜分散劑包括聚矽氧烷。
較佳添加基於塗料分散液在0.5wt%至5wt%、更佳1wt%至3wt%範圍內之量之聚結劑/塑化劑。可使用二醇及二醇醚，較佳二醇醚。
較佳地，添加基於塗料分散液在0.05wt%至1wt%、最佳0.1wt%至0.3wt%範圍內之量之消泡劑。適宜消泡劑包括聚矽氧烷。
較佳地，添加基於塗料分散液在5wt%至40wt%、最佳10wt%至25wt%範圍內之量之顏料。適宜顏料包括無機顏料，如二氧化鈦、氧化鐵(紅色、黃色、褐色及黑色)、氧化鋅、鉻顏料、群青(ultramarine)顏料、鈷顏料(鈷藍)；及有機顏料，如例如偶氮顏料。
較佳地，可添加基於塗料分散液在5wt%至40wt%、最佳10wt%至25wt%範圍內之量之填充劑，例如結晶二氧化矽、黏土(矽酸鋁)或碳酸鈣。
較佳地，添加基於塗料分散液在0.1wt%至3wt%、最佳0.3wt%至1.5wt%範圍內之量之增稠劑。適宜增稠劑包括基於聚胺基甲酸酯及EHEC及HEC纖維素之增稠劑。
較佳地，添加基於分散液在0.1wt%至3wt%、最佳0.3wt%至1wt%範圍內之量之分散劑。適宜分散劑包括陰離子型表面活性劑。
較佳地，添加基於分散液在0.1wt%至3wt%、最佳0.3wt%至1wt%範圍內之量之針對流動及流平特性之流變改質劑。適宜流變改質 劑包括非離子型表面活性劑，例如Surfynol 104(2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇)。
較佳地，添加基於分散液在10ppm至500ppm、最佳20ppm至200ppm(呈100%殺生物劑)範圍內之量之殺生物劑。在室溫下以適宜方式混合構成塗料分散液之組份，但在研磨基料(millbase)中研磨/分散顏料期間可能生成熱。較佳地，首先製備研磨基料，隨後向其中添加調漆(letdown)。通常，在研磨基料中，添加分散劑、消泡劑、顏料及增稠劑。除黏合劑以外，通常向添加至研磨基料中之調漆中添加聚結劑、增稠劑、流變改質劑、消泡劑及殺生物劑。
矽烷化膠狀二氧化矽顆粒可藉由先前技術、例如WO2004/035474中所述之任何方式獲得。矽烷與膠狀二氧化矽顆粒之混合較佳係在較佳約20℃至約95℃、更佳約50℃至約75℃且最佳約60℃至約70℃之溫度下持續實施。較佳地，在劇烈攪動下於約60℃之溫度及受控速率下將矽烷緩慢添加至二氧化矽顆粒中，該受控速率適宜地為約0.01至約100、較佳約0.1至約10、更佳約0.5至約5且最佳約1至約2個矽烷分子/nm2膠狀二氧化矽表面積(於膠狀二氧化矽顆粒上)/小時。矽烷之添加可持續任一適宜時間，此取決於添加速率、欲添加矽烷之量及期望矽烷化程度。然而，矽烷之添加較佳持續最多5小時、更佳最多2小時，直至已添加適宜量之矽烷為止。向膠狀二氧化矽顆粒中添加之矽烷之重量適宜地為約0.1至約6、較佳約0.3至約3且最佳約1至約2個矽烷分子/nm2膠狀二氧化矽顆粒表面積。當製備具有高達約80wt%之二氧化矽含量之高度濃縮之矽烷化二氧化矽溶膠時，向膠狀顆粒中持續添加矽烷可尤為重要。然而，二氧化矽含量適宜地為約20wt%至約80wt%、較佳約25wt%至約70wt%且最佳約30wt%至約60wt%。較佳地，矽烷化膠狀二氧化矽顆粒具有基於分散液15wt%至60wt%、最佳25wt%至50wt%之乾含量。
較佳地，將膠狀二氧化矽顆粒與矽烷混合，以產生矽烷對二氧化矽之重量比為約0.01至約1.5、更佳約0.05至約1或約0.10至約0.5且最佳0.15至0.30之矽烷化膠狀二氧化矽顆粒。
較佳地，在將矽烷化合物與膠狀二氧化矽顆粒混合之前較佳用水將其稀釋，以形成矽烷與水之預混合物，其重量比適宜地為約1：8至約8：1、較佳約3：1至約1：3且最佳約1.5：1至約1：1.5。所得矽烷-水溶液實質上澄清且穩定，且易於與膠狀二氧化矽顆粒混合。向膠狀二氧化矽顆粒中持續添加矽烷時，在已停止添加矽烷後，混合較佳持續約1秒至約30分鐘、較佳約1分鐘至約10分鐘。可在約1至約13、較佳約6至約12、更佳約7.5至約11且最佳約9至約10.5之pH下實施混合。為提供塗料分散液中所主張含量之SiO2，可添加必需量之水，以稀釋矽烷化膠狀二氧化矽顆粒之含量。由此可獲得水性塗料分散液。較佳地，製備穩定分散液。術語「穩定」在「穩定分散液」之範圍意指該分散液在15℃至25℃之溫度下在至少一年之時期內不會凝膠化。
較佳地，在於15℃至25℃之溫度下儲存時，該分散液之黏度在其製備後一年之相對增加低於20%。
較佳地，藉由聚合源自以下之聚矽酸來製備膠狀二氧化矽顆粒：具有足夠純度之水玻璃、沈澱二氧化矽、微矽粉(micro silica)(矽灰(silica fume))、熱解二氧化矽(燻矽(fumed silica))或二氧化矽凝膠及其混合物，最佳係水玻璃。
本發明之膠狀二氧化矽顆粒可經改質，且可含有可存在於顆粒及/或連續相中其他元素，例如胺、鋁及/或硼。硼改質之二氧化矽溶膠係闡述於(例如)US 2,630,410中。鋁改質之二氧化矽顆粒適宜地具有約0.05wt%至約3wt%、較佳約0.1wt%至約2wt%之Al2O3含量。製備鋁改質之二氧化矽溶膠之程序係進一步闡述於(例如)Iler,K.Ralph之「The Chemistry of Silica」，第407頁至第409頁，John Wiley & Sons(1979)及US 5 368 833中。
矽烷化二氧化矽顆粒中之膠狀二氧化矽顆粒適宜地具有在2nm至150nm、較佳3nm至50nm、更佳5nm至40nm、最佳約7nm至約12nm範圍內之平均顆粒直徑。適宜地，膠狀二氧化矽顆粒具有約20m2/g至約1500m2/g、較佳約50m2/g至約900m2/g且更佳約70m2/g至約600m2/g且最佳約200m2/g至約400m2/g之比表面積。
膠狀二氧化矽顆粒較佳具有較窄粒徑分佈，即較低之粒徑相對標準偏差。粒徑分佈之相對標準偏差係粒徑分佈之標準偏差對平均粒徑之數值比率。粒徑分佈之相對標準偏差較佳低於約60數值%、更佳低於約30數值%且最佳低於約15數值%。
較佳在諸如K+、Na+、Li+、NH4 +、有機陽離子、一級、二級、三級及四級胺或其混合物等穩定陽離子之存在下將矽烷化膠狀二氧化矽顆粒較佳分散於水相中，以形成水性二氧化矽溶膠。較佳地，膠狀二氧化矽顆粒帶負電荷。適宜地，非改質溶膠中之二氧化矽含量為約20wt%至約80wt%、較佳約25wt%至約70wt%且最佳約30wt%至約60wt%。二氧化矽含量愈高，所得矽烷化膠狀二氧化矽分散液愈濃。二氧化矽溶膠之pH適宜地為約1至約13、較佳約6至約12且最佳約7.5至約11。然而，對於鋁改質之二氧化矽溶膠而言，pH適宜地為約1至約12、較佳約3.5至約11。
二氧化矽溶膠較佳具有約20至約100、更佳約30至約90且最佳約60至約90之S值。
已發現S值在該等範圍內之分散液可提高所得分散液之穩定性。S值表徵膠狀二氧化矽顆粒之聚集程度，即聚集體或微凝膠形成之程度。已量測並根據Iler,R.K.及Dalton,R.L之J.Phys.Chem.60(1956),955-957中所給之公式計算S值。
S值取決於膠狀二氧化矽顆粒之二氧化矽含量、黏度及密度。高 S值指示低微凝膠含量。S值代表(例如)二氧化矽溶膠之分散相中存在之SiO2之重量百分比量。可在產生製程中控制微凝膠之程度，如(例如)US 5368833中所進一步闡述。
於膠狀二氧化矽顆粒之表面上，矽烷化合物可與矽醇基團形成穩定共價矽氧鍵(Si-O-Si)，或藉由(例如)氫鍵結鏈接至矽醇基團。因此，藉由此方法，二氧化矽顆粒經。
較佳地，矽烷化膠狀二氧化矽顆粒中存在之矽烷基團係衍生自含有環氧基團、縮水甘油氧基、縮水甘油氧基丙基及其組合之矽烷，最佳地矽烷基團係衍生自含有環氧基團之矽烷。
較佳地，矽烷化膠狀二氧化矽顆粒中存在之矽烷基團係衍生自含有環氧基團(環氧矽烷)、縮水甘油氧基及/或縮水甘油氧基丙基之矽烷，例如γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、(3-縮水甘油氧基丙基)三甲氧基矽烷、(3-縮水甘油氧基丙基)己基三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧基環己基)-乙基三乙氧基矽烷。
較佳地，矽烷化膠狀二氧化矽顆粒中存在之矽烷基團係衍生自基於脲基之矽烷，例如γ-脲基丙基三甲氧基矽烷；甲基丙烯醯胺基矽烷；巰基矽烷，例如3-巰基丙基三乙氧基矽烷及γ-巰基丙基三甲氧基矽烷；叁-(三甲氧基)矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷；異氰酸酯矽烷，例如異氰尿酸叁-[3-(三甲氧基矽烷基)丙基]酯；雙-(3-[三乙氧基矽烷基]丙基)多硫化物、β-(3,4-環氧基環己基)-乙基三甲氧基矽烷；γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三異丙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、丙基三乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、環己基三甲氧基矽烷、環己基三乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、3-氯丙基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、異丁基三乙氧基矽 烷、三甲基乙氧基矽烷、苯基二甲基乙氧基矽烷、六甲基二矽氧烷、三甲基氯矽烷及其混合物。US 4,927,749揭示可用於本發明中之其他適宜矽烷。
可使用乳膠及/或水溶性樹脂及基於丙烯酸酯之黏合劑之聚合物。術語「基於丙烯酸酯之黏合劑」意指包括(例如)聚丙烯酸及聚甲基丙烯酸，以及丙烯酸酯之共聚物，例如乙烯丙烯酸共聚物或苯乙烯-丙烯酸聚合物、胺基甲酸酯之丙烯酸及/或甲基丙烯酸共聚物。
較佳地，將矽烷化膠狀二氧化矽顆粒之分散液與基於丙烯酸酯之黏合劑混合，其SiO2對基於丙烯酸酯之黏合劑以乾重計之重量比為0.04至0.20、更佳0.05至0.15且最佳0.08至0.11。
較佳地，在中等溫度、適宜地15℃至約35℃、較佳約20℃至約30℃下混合各組份。較佳地，將各組份混合約10秒至約1小時、更佳約1分鐘至約10分鐘。若需要，稀釋矽烷化膠狀二氧化矽顆粒之分散液以將二氧化矽含量調節至適宜含量。
本發明亦係關於可藉由該方法獲得之包含矽烷化膠狀二氧化矽顆粒及基於丙烯酸酯之黏合劑之水性塗料分散液。
本發明進一步係關於包含矽烷化膠狀二氧化矽顆粒及基於丙烯酸酯之黏合劑之水性塗料分散液，其中SiO2對基於丙烯酸酯之黏合劑以乾重計之重量比係在0.02至0.2之範圍內，且其中塗料分散液中之SiO2之含量(藉由XRF量測)係在1.05wt%至7.5wt%之範圍內，其中矽烷化膠狀二氧化矽顆粒中存在之矽烷基團係衍生自含有環氧基團、縮水甘油氧基、縮水甘油氧基丙基之矽烷；基於脲基之矽烷、甲基丙烯醯胺基矽烷、巰基矽烷及其組合。
較佳地，SiO2對基於丙烯酸酯之黏合劑以乾重計之重量比係在0.04至0.2、較佳0.05至0.15且最佳0.08至0.11之範圍內。
較佳地，塗料分散液具有在1.3wt%至7.5wt%、更佳1.3wt%至 4.5wt%且最佳2.0wt%至3.0wt%之範圍內之SiO2含量。
基於丙烯酸酯之黏合劑較佳以乳膠之形式存在。較佳地，包含基於丙烯酸酯之黏合劑及矽烷化膠狀二氧化矽顆粒之水性塗料分散液之總固體含量為35wt%至80wt%、較佳45wt%至75wt%、更佳50wt%至65wt%且最佳51wt%至55wt%。
根據較佳實施例，矽烷化膠狀二氧化矽顆粒及基於丙烯酸酯之黏合劑係以離散顆粒存在於分散液中。該分散液較佳包含上文所定義量之其他組份。該分散液可以通常所定義之量包含上文所述之其他組份。矽烷化膠狀二氧化矽顆粒及基於丙烯酸酯之黏合劑可具有如製備所主張塗料分散液之方法中所述之特性。
分散液之穩定性有助於其在任何使用中之處置及施加，此乃因其允許儲存且不需在即將使用前於現場製備。就該分散液不包括危險數量之毒性組份之意義上而言，其係有益的。
本發明亦係關於塗料分散液於任何基材、較佳硬基材(例如於磚、瓷磚、礦物(例如石頭或砂石)、木材、金屬表面(例如鋼或鋁)、塑膠、陶瓷、具膠結性材料、玻璃、瓷器)上、最佳木材上之使用。本發明塗料分散液之適宜基材不包含諸如紡織品、織物及紙等軟表面。
儘管如此闡述本發明，但將顯而易見可以多種方式改變本發明。該等改變並不視為背離本發明之主旨及範疇，且熟習此項技術者可顯而易見之所有該等修改均意欲包括於申請專利範圍之範疇內。儘管下文實例提供反應之更具體細節，但此處可揭示以下一般原理。以下實例將進一步闡釋可如何實施所述本發明且不限制其範疇。
若無另外說明，則所有份數及百分數皆係指重量份數及百分數。
實例-塗料製備
在室溫下藉由首先提供已藉助KDV 30-3.0型高速Kreis溶解器(Niemann)(2240rpm，持續30分鐘)研磨並分散之組份1至7之研磨基料來製備如表1中所述之水性塗料調配物參考塗料及塗料A至H。對所用組份之解釋可參見表2。在以1000rpm分散並適度攪動15分鐘後，隨後將包含組份8至14之調漆添加至該研磨基料中。如自下表1中可注意到，參考塗料不含矽烷化膠狀二氧化矽(Bindzil CC301)，而其他塗料A至H包含添加至調漆或研磨基料中之Bindzil CC301(僅對於塗料副B(B bis)而言，添加至研磨基料中)。下表3顯示所製備塗料組合物之特徵。
如自下表4可注意到，過多添加矽烷改質之膠狀二氧化矽(Bindzil CC 301)將不會導致開放時間延長，但將降低塗料中之固體含量，此係不期望的。例如，向如表1中所示之調配物中添加20重量份數之Bindzil CC301(以產物計)將導致49.3wt%之固體含量，此意味著需要再蒸發一部分水。另外，自成本角度而言，高用量之矽烷改質之二氧化矽可係不經濟的。藉由XRF量測並量化SiO2含量。本發明量測二氧化矽含量之方法如下：藉由利用Li2B4O7將樣品熔融成玻璃珠粒來進行樣品製備。若碳含量較高，則在熔融前在空氣中加熱該樣品。藉由使用經認證標準以相同方式製備參照樣品。藉由以下方式使用XRF實施對SiO2之量化：用Rh管所生成之γ輻射來輻射樣品，且然後藉由Philips Magix PW2424分光計量測樣品所發射之螢光輻射之量。減少擴散之最佳樣品製備係使用(例如)Li2B4O7將樣品熔融成玻璃珠粒。螢光之量係藉由使用以16個尤其來自英國化學標準局(BCS)及國家標準局(NBS)之不同經認證標準為基礎之校準來量測。
此量測開放時間之方法涵蓋測定塗料保持足夠「濕潤」或「開放」以允許補刷(brush-in)及修補之時間長度之程序。該方法涉及經時間間隔(間隔=1分鐘)在加載塗料時藉助刷子對塗料表面進行重工(來回刷塗10次)，直至不能重工為止。自表4可注意到，將矽烷改質之二氧化矽添加至研磨基料及調漆中之添加點似乎並不重要(參見塗料B及塗料副B)。就i)可對塗料進行重工且無任何可見缺陷之開放時間及ii)直至塗料出現明顯可見缺陷之開放時間二者而言，塗料C至H在開放時間方面顯著增強。

Claims (14)

  1. 一種水性塗料分散液，其包含矽烷化膠狀二氧化矽顆粒、聚矽氧烷及基於丙烯酸酯之黏合劑，其中SiO2對基於丙烯酸酯之黏合劑以乾重計之重量比係在0.02至0.2之範圍內，且其中該分散液中藉由XRF量測之SiO2之含量係在1.05 wt%至7.5 wt%之範圍內，其中該等矽烷化膠狀二氧化矽顆粒中存在之矽烷基團係衍生自含有環氧基團、縮水甘油氧基、縮水甘油氧基丙基之矽烷、基於脲基之矽烷、甲基丙烯醯胺基矽烷、巰基矽烷及其組合；其中該聚矽氧烷係以0.05 wt%至2 wt%之量存在。
  2. 如請求項1之分散液，其中該分散液在15℃至25℃之溫度下保持穩定至少12個月。
  3. 如請求項1之分散液，其中該分散液中之該SiO2含量係在1.3 wt%至5 wt%之範圍內。
  4. 如請求項1之分散液，其中該分散液中之該SiO2含量係在1.3 wt%至4.5 wt%之範圍內。
  5. 如請求項1之分散液，其中該分散液中之該SiO2含量係在2 wt%至3 wt%之範圍內。
  6. 如請求項1之分散液，其中該分散液中之總乾含量係在45 wt%至75 wt%之範圍內。
  7. 如請求項1之分散液，其中該等矽烷化膠狀二氧化矽顆粒之該矽烷基團係衍生自環氧矽烷。
  8. 如請求項1之分散液，其中該分散液中之該總乾含量係在50 wt%至65 wt%之範圍內。
  9. 如請求項1之分散液，其中SiO2之該含量係藉由XRF藉助Philips Magix PW2424分光計來量測。
  10. 一種製備水性塗料分散液之方法，其包含混合矽烷化膠狀二氧化矽顆粒、聚矽氧烷與基於丙烯酸酯之黏合劑，其中SiO2對基於丙烯酸酯之黏合劑以乾重計之重量比係在0.02至0.2之範圍內，其中以使得該分散液中藉由XRF量測之SiO2含量在1.05 wt%至7.5 wt%之範圍內之量混合矽烷化膠狀二氧化矽顆粒，其中該等矽烷化膠狀二氧化矽顆粒中存在之矽烷基團係衍生自含有環氧基團、縮水甘油氧基、縮水甘油氧基丙基之矽烷、基於脲基之矽烷、甲基丙烯醯胺基矽烷、巰基矽烷及其組合，其中該聚矽氧烷係以0.05 wt%至2 wt%之量存在。
  11. 如請求項10之方法，其中該分散液中之該SiO2含量係在1.3 wt%至5 wt%之範圍內。
  12. 如請求項10或11之方法，其中該分散液之總乾含量係在45 wt%至75 wt%之範圍內。
  13. 如請求項10之方法，其中該等矽烷化膠狀二氧化矽顆粒中存在之該等矽烷基團係衍生自含有環氧基團之矽烷。
  14. 一種如請求項1至9中任一項之塗料分散液之用途，其用於塗刷磚、礦物、木材、金屬表面、塑膠、陶瓷、具膠結性材料、玻璃或瓷器。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112014026411B1 (pt) * 2012-05-09 2021-07-27 Akzo Nobel Chemicals International B.V. Dispersão de tinta aquosa
CN106999617B (zh) 2014-12-04 2021-02-02 本杰明·摩尔公司 用于对建筑涂料组合物巴氏灭菌的方法
US10407576B2 (en) * 2015-07-16 2019-09-10 United States Mineral Products Company Water repellent spray applied fire resistive materials
CA3094007C (en) * 2018-03-21 2023-08-15 Nouryon Chemicals International B.V. Coatings with solar reflective properties
CN108559372B (zh) * 2018-05-04 2019-09-03 泰兴盛嘉树脂有限公司 一种自干型水性醇酸树脂及其制备方法
KR102626778B1 (ko) 2019-01-11 2024-01-17 누리온 케미칼즈 인터내셔널 비.브이. 방오성 코팅
ES2886877T3 (es) * 2019-03-14 2021-12-21 Keimfarben Gmbh Dispersión de pigmento que comprende partículas de sílice coloidal modificada con silano y un polímero espesante soluble en agua
WO2020229406A1 (en) 2019-05-14 2020-11-19 Nouryon Chemicals International B.V. Composition comprising polyninyl chloride (pvc) and organosilane-modified colloidal silica and associated method of preparation
JP7339514B2 (ja) * 2019-08-30 2023-09-06 日本製鉄株式会社 複合体およびその製造方法、ならびに塗装金属板
CN112608121A (zh) * 2020-12-17 2021-04-06 广东纳德新材料有限公司 一种石膏板表面处理剂及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100337913C (zh) * 2002-10-14 2007-09-19 阿克佐诺贝尔公司 胶态二氧化硅分散体
CN100436551C (zh) * 2003-12-25 2008-11-26 Sk化研株式会社 水性涂料组合物

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2630410A (en) 1949-04-19 1953-03-03 Union Carbide & Carbon Corp Nongelling aqueous silica sols stabilized with boron compounds
US4927749A (en) 1986-04-09 1990-05-22 Jeanette Simpson Reagent for cell separation
SE500387C2 (sv) 1989-11-09 1994-06-13 Eka Nobel Ab Silikasoler, förfarande för framställning av silikasoler samt användning av solerna i pappersframställning
CN1029950C (zh) * 1990-11-09 1995-10-11 埃卡诺贝尔公司 硅溶胶，生产硅溶胶的方法及硅溶胶的用途
DE60206784T2 (de) * 2001-09-11 2006-07-06 Akzo Nobel Coatings International B.V. Beschichtungszusammensetzung für metallsubstrate
US7553888B2 (en) * 2002-10-14 2009-06-30 Akzo Nobel N.V. Aqueous dispersion
US7683123B2 (en) * 2003-12-25 2010-03-23 Sk Kaken Co., Ltd. Aqueous coating composition
KR101285519B1 (ko) * 2005-10-13 2013-07-17 도요 알루미늄 가부시키가이샤 피복 금속 안료 및 그 제조 방법, 그리고 그것을 함유하는도료 조성물
CN1986644A (zh) * 2005-12-21 2007-06-27 汉高股份两合公司 稳定的硅烷化聚合物乳液及其制备方法和应用
US8071670B2 (en) * 2006-05-11 2011-12-06 Akzo Nobel Chemicals International B.V. Aqueous dispersions of polyvinylacetate and silica, processes for preparing the same, uses therefor and substrates coated and/or bonded therewith
US7919425B2 (en) * 2008-03-26 2011-04-05 Toto Ltd. Photocatalyst-coated body and photocatalytic coating liquid for the same
AU2010223304B2 (en) * 2009-03-13 2013-03-07 Akzo Nobel Chemicals International B.V. Aqueous silanized silica dispersion
BR112014026411B1 (pt) * 2012-05-09 2021-07-27 Akzo Nobel Chemicals International B.V. Dispersão de tinta aquosa

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100337913C (zh) * 2002-10-14 2007-09-19 阿克佐诺贝尔公司 胶态二氧化硅分散体
CN100436551C (zh) * 2003-12-25 2008-11-26 Sk化研株式会社 水性涂料组合物

Also Published As

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