包含抗针孔添加剂的油漆，涂料或其他涂层剂，以及所述添加剂的制造和用图
【专利摘要】本发明涉及油漆，涂料或其他在溶液中的涂层剂，包括粘结剂，颜料，溶剂，填料和添加剂，所述添加剂至少部分地阻止针孔的形成，并且该抗针孔添加剂是亲水的热解硅石。本发明还涉及所述添加剂的制造和用途。
【专利说明】
包含抗针孔添加剂的油漆，涂料或其他涂层剂，以及所述添加 剂的制造和用途
技术领域
[0001] 本发明涉及油漆，涂料或其他在液体溶液中的涂层材料，其制造以及用途，所述油 漆，涂料或其他在液体溶液中的涂层材料包括粘结剂，颜料，溶剂，填料和添加剂，所述添加 剂至少部分地阻止针孔的形成。
【背景技术】
[0002] 术语"硅石"是通式为Si02 · ηΗ20的化合物的通用名称，其中η是自然数，其表示化 学键合的Η20分子的数量。应当明确指出的是，这个不是结晶水，因此只能通过化学反应才 能消除Η 20。通过热解硅石形成其子集，热解硅石通过火焰水解产生，也就是热解的方法，以 四氯化硅在氢氧火焰中被分解的方式产生。由于高温和气相，发生单体硅石的凝结。在热解 硅石的情况下，它们是高度分散的硅石，其具有几乎完全无孔的表面，并且，与沉淀的硅石 相比，在表面上具有明显更少的0Η基。它们的亲水性是由硅醇基引起的。通过相应的后处理 工艺，0Η基发生反应，因此，作为结果，产生具有疏水(也就是拒水)表面的热解硅石。根据文 献（R0mpp-Chemielexikon Thieme-Verlag)，在中心词"娃石"下，作为用途，引述有：用于 橡胶的增强填料;用于植物保护剂的载体;在硅油和矿物油消泡剂中、在接头密封化合物中 作为自由流动助剂;用于涂料的消光;在塑料中作为抗粘结剂；以及作为牙膏添加剂。
[0003] 其中一个经常出现的失误是，在涂料和油漆的涂覆过程中出现针孔，其中，在本发 明的语境中，该术语将被宽泛地解释并且被认为是比压痕或凹陷相对浅的各种圆形或非圆 形的表面缺陷，其可能延伸直到涂料膜的底层并且可能个别地或频繁地发生。出现针孔的 最常见的一种原因是，在还没有硬化的漆膜上出现低表面张力的物质，或者由于交联的延 迟相中的挥发组分的自发局部释放，在某个时间点，粘度已经相对较高，因此膜不能完整地 流动。如果一个或多个涂料组分比其他涂料具有明显更高的表面张力，也可能出现针孔的 形成。为了阻止针孔的形成，可以使用添加剂，其通过在表面积累在本质上降低涂料的表面 张力；借助于添加剂，可以实现涂料粘度的控制，并且使用具有低表面张力的湿润剂和溶 剂。还需要明确指出的是，也可能存在导致形成针孔的其他原因，其可能在由于残留的污染 物和异物引起的不洁净的工件表面的后处理中被识别，但也可能在个别涂料组分的污染物 中被识别。这些原因可能受到涂料产品的洁净度的改进和/或上油漆过程中对工件的相对 较好的后处理的影响。
[0004] 作为添加剂，辅助材料或辅助添加剂被引述，将其少量地添加到涂料和油漆中以 实现或改善特定的性能。由于在全部组分中添加剂的数量比例非常低，其比例通常小于全 部组分的1%。尽管数量比例低，添加剂的成本通常却非常高，这是因为由于较低的生产量， 添加剂的工业生产是成本密集的。
[0005] 在涂料和油漆的生产和制造过程中出现的表面缺陷（比如形成针孔)在它们出现 之后需要复杂的二次加工，以便于实现后续涂层的光滑表面。这些措施使得连续生产难度 较大，因此有必要避免针孔的形成;所以，由于所述多种可能的原因，寻求通过加入添加剂 来避免形成针孔的溶液。还可以从例如德国专利DE 43 03 787已知的是，在电泳涂漆槽中 涂覆涂层之后，在进一步加工步骤之前，将工件从槽中移出并用相应的溶剂例如聚乙烯醇 溶液(DE 43 03 787)进行处理。
[0006] 作为抗针孔添加剂，由于包含聚丙烯酸酯树脂，聚醚树脂，聚酯树脂和硅树脂基团 的化学复合物是已知的(DE 68925826 T2)。
【发明内容】
[0007] 在此基础上，本发明的目的是提供一种用于油漆，涂料和其他在液相中的涂层材 料以避免形成针孔的添加剂，其可以相对便宜地从市场上获得。该添加剂的制造以及在工 件上的应用也是本发明的目的。
[0008] 这个目的的实现在于抗针孔添加剂是亲水的热解硅石。
[0009] 本发明实现的原理在于:已经首次发现市售的并且众所周知的物质被使用来防止 针孔的形成。根据现有技术已知的用途，有显示其在油漆和涂料中起到抗针孔形成剂的作 用。另一个重要的发明是，与其他已知的抗针孔剂相比，所要求保护的物质更便宜。
【具体实施方式】
[0010] 从本发明的意义上说，术语"涂料"将被宽泛地解释，并且应当包括通常被称为"油 漆"的涂料，其特点在于已经添加了颜料着色剂。从本发明的意义上说，作为通用术语使用 的"涂料"此外还包括不含彩色颜料的（也就是说清澈的和/或无色的）那些化合物。其他涂 层材料也被包括在其中。
[0011] 将添加剂加入到油漆，涂料和涂层材料中，使得添加剂通常在涂料和涂层材料的 制造过程中被分散在其中。同样地，实施根据本发明的涂料的应用，使得不会由此遭遇特别 的缺点和预防措施。结果是，制造以及应用中采用的工艺步骤与现有技术中的那些相同，因 此没有预期的不利后果。
[0012] 根据本发明提出的添加剂可用于广泛的应用领域。作为针对其应用的先决条件， 根据本发明提出的制剂具有液相，也就是说该制剂位于由溶剂形成的相中。因此，从本发明 的意义上说，术语"溶剂"包括所有在应用中无害的溶剂，特别是水。
[0013]在一个更有利的实施方式中，建议平均比表面积(BET)是100-300m2/g。该列举的 数值范围相应地与质量有关的（不是体积有关的）比表面积有关，并且由常规的表面测量方 法的其中一个确定。如已知的，所有化学反应基本上取决于反应参与物的目标表面积与体 积相比有多大，因此，内表面积对于反应来说非常重要。
[0014] 特别优选的是，使用粒度在5和100nm之间的抗针孔添加剂。因为反应性能在很大 程度上取决于粒度，该数值范围被认为是有利的。与比表面积存在一定的关系，其中，由于 个体颗粒的形状(球形的，裂开的表面），可能出现偏差。如上所述，硅石的总数量可以通过 化学式Si0 2 · ηΗ20来描述，其中η是自然数。由此，用水的不同比例来描述Si02化合物。由于 并且由制造的高热方法(也就是说在制造过程中的高温)确定，随着变化的低阶的（尤其是 从0到2的区间）自然数n，主要存在大量的化合物。使用的硅石通常表示不同化学组分的成 分的混合物。
[0015] 对于所提出的抗针孔添加剂的使用以及将其添加到涂料配方中，基本说来，有两 种不同的可能性。
[0016] 第一种情况，在制造的过程中将添加剂加入到油漆制剂中，与后来的应用没有任 何关系。因此，该添加剂是预防性地添加，并被加入到所有那些涂料制剂中，在后来的应用 中，由于有利的和适宜的条件以及随后涂覆涂料的表面的纯度，抗针孔添加剂的配制不是 必需的。从经济学的角度，这可能被认为是不利的。
[0017] 在一种替换的使用中，首先(也就是说，在涂覆最终的漆膜之前)进行不含抗针孔 添加剂的油漆制剂在工件上的涂覆和使用，从而以便于检查是否可能出现针孔的形成以及 在什么程度上可能出现针孔的形成。如果涂料表面的质量已经符合要求，则不需要掺入添 加剂。但是，如果试验涂漆导致有缺陷的表面质量的结果，则向涂料制剂中掺入相应量的抗 针孔添加剂。直到那时，才将涂料涂覆在工件上。该工艺的优点在于：当并且仅仅当抗针孔 添加剂是必需的时，才进行添加，从经济学的角度上认为这是有利的。凭借先前的试验涂漆 层，对特定工件的个体适应性和调整意味着考虑在每个个体涂覆情况中的针孔形成，其通 常由污染物引起。除了说明"有/没有添加抗针孔添加剂"的问题，还需要确定其剂量水平， 所以如果形成明显的针孔，需要添加高的剂量，如果形成很少的针孔，则添加相应较少的 量。针对为了实施试验涂漆的尝试，设定了对特定工件的个体适应性的可能性，考虑该可能 性是鉴于已经被常规实施的试验涂漆或由此产生的试验表面。
[0018] 抗针孔添加剂的重量比例可以最终由具体应用或对其调整的方式确定，并且大约 是一个重量百分比。
[0019] 至于根据该配方的添加剂，它是可以添加到涂料制剂中的粉末。引入到涂料制剂 中并且是理想的剂量，实践证明通常是很难的。在进行真正的混合之前，随着粉末的直接引 入，可以进行粉末的润湿和分散。场所有严苛的要求，并且使粉末状材料的直接引入变复 杂。
[0020] 为此，从粉末开始，首先形成膏状的悬浮液，然后仅仅将该膏体加入到涂料制剂 中。因此，该膏体是抗针孔添加剂的载体，其从那时起唯一地表示活性物质。
[0021] 应用该膏体的优点在于更精确剂量的可能性以及更容易混合到涂料制剂中的可 能性。应用该膏体的优点还在于，活性物质(也就是添加剂)已经被润湿并分散，因此能够更 容易地引入到涂料中。
[0022] 在涂覆之后，当由于表面张力的缺陷在工件上形成针孔时，使用根据本发明提出 的添加剂常常是适宜的。对于表面张力的出现和影响有多种原因。特别优选的是，当在工件 表面上存在硅烷或硅醇化合物时，涂覆根据本发明的具有抗针孔添加剂的涂料制剂。特别 是，化合物的这个基团是从来自机器使用的润滑油和润滑脂的污染物而产生的，而且已经 证明根据本发明的抗针孔添加剂的应用在这里特别有效。硅烷和硅醇化合物对表面张力的 影响在于涂料表面的扩展，由此出现针孔的形成。应当明确指出的是，针孔的形成还可能是 由其他化学结构引起的，不一定是硅烷或硅醇化合物。
[0023] 基本上，根据本发明的具有抗针孔添加剂的涂料制剂可以用于各种涂料应用工 艺，而没有由此产生的任何技术限制。根据本发明的油漆制剂适用于单层和多层涂漆，而且 适用于电泳涂漆。根据从现有技术已知的方法进行涂料在各种工艺中的应用，而不需要考 虑由于抗针孔添加剂而采取特别措施。
【主权项】
1. 油漆，涂料或其他在液体溶液中的涂层材料，包括粘结剂，颜料，溶剂，填料和添加 剂，所述添加剂至少部分地阻止针孔形成，其特征在于，该抗针孔添加剂是亲水的热解硅 石。2. 根据权利要求1的涂料，其特征在于，所述亲水的热解硅石具有100_300m2/g的比表面 积。3. 根据权利要求1或2的涂料，其特征在于，所述亲水的热解娃石的粒度在5和lOOnm之 间。4. 根据前述任一项权利要求的涂料，其特征在于，在硅石的化学复合物Si02 · ηΗ20中， 自然数η选自0到2的区间。5. 制造具有抗针孔特性的油漆，涂料或其他在液相中的涂层材料的方法，其特征在于， 将亲水的热解硅石分散在其中作为抗针孔添加剂。6. 根据权利要求5的方法，其特征在于，粉末状的抗针孔添加剂首先被悬浮在液体中转 变成膏状，然后被分散在油漆，涂料或其他涂层材料中。7. 将油漆，涂料和其他涂层材料应用于工件以获得无针孔的表面，其特征在于，在应用 于工件之前，出于测试的目的，将不含抗针孔添加剂的油漆，涂料或其他涂层材料涂覆到工 件上，以及 -如果形成光滑表面，则涂覆油漆，涂料或其他涂层材料，或者， -如果形成针孔，则在涂覆之前将抗针孔添加剂加入到油漆，涂料或其他涂层材料中， 然后进行涂覆。8. 根据权利要求7的方法，其特征在于，形成较多针孔时所述抗针孔添加剂的掺入量比 形成较少针孔时的大。9. 根据权利要求7或8的方法，其特征在于，如果工件被硅烷或硅烷酮化合物污染，则将 亲水的热解硅石掺入油漆，涂料或其他涂层材料。
【文档编号】C09D7/14GK105940061SQ201480074675
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2014年2月3日
【发明人】拉尔夫·霍曼
【申请人】黑梅尔拉特技术有限公司