專(zhuān)利名稱(chēng)：：水系涂料組合物及熱屏蔽涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及水系涂料組合物及熱屏蔽涂料。技術(shù)背景近年來(lái)，由于節(jié)能意識(shí)的提高和法律規(guī)制的強(qiáng)化等，期望提高能源效率。因此，以各種建筑物、車(chē)輛等的冷氣設(shè)備效率化、隔熱化為目的，提出了對(duì)于來(lái)自陽(yáng)光的熱具有屏蔽性的熱屏蔽性涂料(日本^寸》卜--一義卩y—X、平成12年7月24日、日本、J》卜林式會(huì)3土、"^7夕一凈'7卜(URL:http://www.nipponpaint.co.jp/news/2000/wn0724.html))。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明以解決提供具有更高熱屏蔽性的水系涂料組合物以及利用其性質(zhì)的熱屏蔽涂料為課題。本發(fā)明人一直在進(jìn)行圓球度高的無(wú)機(jī)物顆粒的開(kāi)發(fā)。在開(kāi)發(fā)其圓球度高的無(wú)機(jī)物顆粒中，發(fā)現(xiàn)了圓球度高的無(wú)機(jī)物顆?？梢苑浅８叩臐舛确稚⒃谝后w中，因而想到了應(yīng)用在涂料組合物中。由于可以大量含有陽(yáng)光反射性?xún)?yōu)異的無(wú)機(jī)物顆粒，確認(rèn)熱屏蔽性也得到了提高，完成了以下的發(fā)明。即，本發(fā)明的水系涂料組合物，其特征在于配合有含球狀金屬氧化物顆粒的無(wú)機(jī)物顆粒。雖然在水系涂料組合物中配合有各種各樣的化合物等，但通過(guò)含有球狀金屬氧化物顆粒，如上所述，就可以具有高的陽(yáng)光反射性。特別是，優(yōu)選上述球狀金屬氧化物顆粒的比表面積為30m7g以下。通過(guò)將比表面積控制在這一范圍內(nèi)，可以在水系涂料組合物中含有更多的球狀金屬氧化物顆粒。作為制造這樣的球狀金屬氧化物顆粒的方法，有在含氧氣氛下使金屬粉末氧化的方法，優(yōu)選在水系涂料組合物中含有利用該方法得到的球狀金屬氧化物顆粒。另外，也優(yōu)選上述球狀金屬氧化物顆粒為用火焰熔融法制造的球狀金屬氧化物顆粒。而且，優(yōu)選上述球狀金屬氧化物顆粒為二氧化硅。再有，在將上述無(wú)機(jī)物顆粒以外的不揮發(fā)部分的質(zhì)量作為IOO質(zhì)量份的場(chǎng)合，該無(wú)機(jī)物顆粒的含量可以為60質(zhì)量份以上。通過(guò)在該范圍內(nèi)含有無(wú)才幾物顆粒，可以發(fā)揮更高的性能。特別是，作為無(wú)機(jī)物顆粒，優(yōu)選實(shí)質(zhì)上不含除球狀金屬氧化物顆粒以外的顆粒。這里，優(yōu)選上述球狀金屬氧化物顆粒的圓球度為0.7以上。而且，解決上述課題的本發(fā)明的熱屏蔽涂料為具有上述本發(fā)明的水系涂料組合物的涂料。上述的水系涂料組合物由于含有球狀金屬氧化物顆粒，具有高的陽(yáng)光反射性，可以實(shí)現(xiàn)高的熱屏蔽性。本發(fā)明的水系涂料組合物由于含有球狀金屬氧化物顆粒，可以賦予高的陽(yáng)光反射性。因此，采用該水系涂料組合物的熱屏蔽涂料可以期待高的性能。具體實(shí)施方式以下，對(duì)本發(fā)明的水系涂料組合物以及熱屏蔽涂料進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。另外，本發(fā)明的水系涂料組合物以及熱屏蔽涂料并不限定于下述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過(guò)施行了可進(jìn)行的變更、改良等的各種各樣的方式進(jìn)行實(shí)施。(水系涂料組合物以及熱屏蔽涂料)本發(fā)明的水系涂料組合物配合有含有球狀金屬氧化物顆粒的無(wú)機(jī)物顆粒。本發(fā)明的水系涂料組合物的形態(tài)沒(méi)有特別限定，是在水中將粘合劑等作為乳濁液分散的乳濁液系和采用水溶性粘結(jié)劑的水系涂料組合物等。本發(fā)明的熱屏蔽涂料是具有本發(fā)明的水系涂料組合物的涂料。這里，球狀金屬氧化物顆粒的組成沒(méi)有特別的限定，作為所含有的金屬，可舉出硅、鋁、鈦、鋯等。從成本和性能等觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選采用硅的二氧化硅。雖然優(yōu)選除球狀金屬氧化物顆粒以外實(shí)質(zhì)上不含無(wú)機(jī)物顆粒，但根據(jù)需要，也可以含有除球狀金屬氧化物顆粒以外的無(wú)機(jī)物顆粒。例如，用于實(shí)現(xiàn)必要的涂飾色的顏料。球狀金屬氧化物顆粒除了為球狀以外沒(méi)有特別的限定，但優(yōu)選以下所示的形狀。首先，優(yōu)選比表面積為30mVg以下，更優(yōu)選10mVg以下。比表面積越小，越接近球的形狀，可以提高在水系涂料組合物中的填充性。比表面積為利用使用氮的BET法測(cè)定的值。而且，優(yōu)選球狀金屬氧化物顆粒的圓球度為0.7以上，更優(yōu)選0.8以上。這里，作為本說(shuō)明書(shū)中的"圓球度"是作為通過(guò)SEM攝取照片，從所觀察的顆粒的面積和周長(zhǎng)用(圓球度)={4ttx(面積)+(周長(zhǎng))2}算出的值算出的。越接近1越接近圓球。具體地，采用使用圖像處理裝置對(duì)100個(gè)顆粒進(jìn)行測(cè)定的平均值。球狀金屬氧化物顆粒的粒徑，可列舉體積平均粒徑為優(yōu)選0.05jlim-20jam左右，更優(yōu)選0.2jum-10pm左右的粒徑。通過(guò)將球狀金屬氧化物顆粒的粒徑控制在該范圍內(nèi)，充分的陽(yáng)光反射性和干燥后的涂料被膜的平滑度可以并存。這樣的球狀金屬氧化物顆粒不管是如何制造的都沒(méi)有關(guān)系，可舉出在含氧氣氛下使金屬粉末氧化而得到的方法(VMC法)和火焰熔融法等優(yōu)選的方法。VMC法是在含氧氣氛中利用燃燒器形成化學(xué)焰，在該化學(xué)焰中投入形成粉塵云程度的量的構(gòu)成作為目的氧化物顆粒的一部分的金屬粉末，引起爆燃而得到氧化物顆粒的方法。如對(duì)VMC法的作用進(jìn)行說(shuō)明，則為以下所述。首先，在容器中充滿(mǎn)作為反應(yīng)氣體的含氧氣體，在該反應(yīng)氣體中形成化學(xué)焰。接著，在該化學(xué)焰中投入金屬粉末，形成高濃度(500g/ri^以上)的粉塵云。于是，由化學(xué)焰向金屬粉末表面供給熱能，金屬粉末的表面溫度上升，從金屬粉末表面金屬的蒸氣向周?chē)鷶U(kuò)散。該金屬蒸氣和氧氣反應(yīng)著火生成火焰。由該火焰生成的熱進(jìn)一步促進(jìn)金屬粉末的氣化，生成的金屬蒸氣和反應(yīng)氣體混合，連鎖地著火傳播。此時(shí)，金屬粉末自身也破壞飛散，促進(jìn)火焰的傳播。通過(guò)燃燒后生成氣體自然冷卻，形成氧化物顆粒的云。得到的氧化物顆粒通過(guò)袋濾器或電集塵器等收集。VMC法是利用粉塵爆炸原理的方法。根據(jù)VMC法，可在瞬時(shí)得到大量的氧化物顆粒。得到的氧化物顆粒形成大致圓球狀的形狀。根據(jù)作為目的的球狀金屬氧化物顆粒的組成，例如，在得到二氧化硅顆粒的場(chǎng)合，投入硅粉末，在得到氧化鋁顆粒的場(chǎng)合，投入鋁粉末。通過(guò)調(diào)整投入的硅粉末等的粒徑、投入量、火焰溫度等，可以調(diào)整得到的氧化物顆粒的粒徑。還有，作為原料物質(zhì)除了金屬細(xì)粉外，也可以添加金屬氧化物粉末。另外，本球狀二氧化硅顆粒除了認(rèn)為是優(yōu)選的VMC法以外，也可以用作為干式法的火焰炫融法、PVS(PhysicalVaporSynthesis)法等燃燒法，或作為濕式法的沉降法和凝膠法等制造?；鹧嫒廴诜ㄊ峭ㄟ^(guò)將構(gòu)成作為目的的球狀金屬氧化物顆粒的金屬氧化物利用粉碎等粉末化后，投入火焰中使其融解后，冷卻并硬化，制造球狀金屬氧化物顆凈立的方法。這里，為了使與水系涂料組合物中所含有的粘結(jié)劑等的密合性得到提高，球狀金屬氧化物顆?？梢詫?shí)施表面處理。例如，可以混合硅烷系、鈦酸酯系、鋁酸酯系、鋯酸酯系的各種偶聯(lián)劑，陽(yáng)離子、陰離子、兩性、中性的各種表面活性劑。水系涂料組合物除了無(wú)機(jī)物顆粒外也可以含有一般所含有的組合物。例如，粘結(jié)劑和使球狀金屬氧化物顆粒等的無(wú)機(jī)物顆粒在水中分散的分散劑、乳化劑等。例如，可以適當(dāng)含有水系丙烯酸涂料、水系醇酸-聚酯涂料、水系聚氨酯涂料、水系氟樹(shù)脂涂料、水系環(huán)氧涂料、有機(jī)硅改性丙烯酸涂料等水系涂料組合物中所含有的組合物。關(guān)于這些組成由于可以直接采用普通的組合物，省略了更詳細(xì)的說(shuō)明。本水系涂料組合物中的不揮發(fā)部分在以無(wú)機(jī)物顆粒以外的質(zhì)量為IOO質(zhì)量份的場(chǎng)合，優(yōu)選無(wú)機(jī)物顆粒為60質(zhì)量份以上，更優(yōu)選96質(zhì)量份以上，特別優(yōu)選130質(zhì)量份以上。特別優(yōu)選球狀金屬氧化物顆粒為60質(zhì)量份以上，更優(yōu)選96質(zhì)量份以上。實(shí)施例對(duì)于本發(fā)明的水系涂料組合物，根據(jù)實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明。(試驗(yàn)用涂料的制備)在林式會(huì)社T廿匕《y制造的水性涂料只一Z—乂、口一(白色，藍(lán)色或灰色)中添加水，在將不揮發(fā)部分調(diào)整為50質(zhì)量％的上述涂料的IOO質(zhì)量份中，通過(guò)按照表l以及表2中所示的比例混合作為球狀金屬氧化物顆粒的球狀二氧化硅(抹式會(huì)社7*卜't，少夕義制造，S0-C2，體積平均粒徑G.5lam，比表面積6.5m7g，用VMC法制造)、球狀二氧化硅(東海;、凈，乂U制造，ES-07，體積平均粒徑7.4)am，比表面積4.6mVg，用火焰熔融法制造)、或破碎二氧化硅(體積平均粒徑lOiam，比表面積7.0mVg)，制備試驗(yàn)用涂料。比較例6直接使用市售的隔熱涂料進(jìn)行評(píng)價(jià)。'表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(評(píng)價(jià))關(guān)于各實(shí)施例以及比較例的試驗(yàn)涂料，在板狀試驗(yàn)片(300mmx300irnn)上涂敷150nm厚的涂料，根據(jù)JISR3105測(cè)定陽(yáng)光反射率。進(jìn)一步，在同樣的板狀試驗(yàn)片上形成200jam厚的涂膜，放置在屋外測(cè)定表面溫度隨時(shí)間的變化。陽(yáng)光反射率一并示于表1和表2，表面溫度隨時(shí)間的變化示于表3和表4。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表4<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>(結(jié)果)如從實(shí)施例1-6的結(jié)果可以了解的那樣，作為球狀金屬氧化物顆粒的球狀二氧化硅，可以在仍舊保持實(shí)用性的情況下配合48質(zhì)量份-65質(zhì)量份。破碎二氧化硅雖然可以配合10質(zhì)量份(比較例4)，如果配合48質(zhì)量份，在涂敷到板狀試驗(yàn)片上時(shí)，樸簌樸簌的，產(chǎn)生龜裂、剝落，在實(shí)用上不能使用(比較例5)。從表3所示的結(jié)果可知，從實(shí)際屋外的表面溫度測(cè)定可以清楚，配合球狀二氧化硅的實(shí)施例1的試驗(yàn)涂料當(dāng)然比沒(méi)有涂敷涂料時(shí)表面溫度要低，而且可以比不含有球狀二氧化硅的比較例1和作為市售品的比較例6的試驗(yàn)涂料保持低的表面溫度，具有高的熱屏蔽性。因此，可知通過(guò)在水系涂料組合物中配合二氧化硅微?？梢园l(fā)揮熱屏蔽性。再有，從表4所示的結(jié)果，可以清楚即使與配合了IO質(zhì)量份的破碎二氧化硅的比較例4的試驗(yàn)涂料相比，涂敷了實(shí)施例1的試驗(yàn)涂料的板狀試驗(yàn)片的表面溫度也保持低的溫度，具有高的熱屏蔽性。因此，可知球狀二氧化硅也能比破碎二氧化硅(形狀為有棱角的不定形)發(fā)揮高的熱屏蔽性。即，與通過(guò)將金屬氧化物顆粒制成球形，可以大比例配合在水系涂料組合物中相比，破碎二氧化硅即使在與球狀二氧化硅同等程度地配合的場(chǎng)合，也不能形成實(shí)用的涂膜。結(jié)果，球狀二氧化硅與破碎二氧化硅兩者都具有熱屏蔽性，破碎二氧化硅也具有發(fā)揮與球狀二氧化硅同等程度的熱屏蔽性的可能性，但可大量配合的球狀二氧化硅可以充分發(fā)揮高的熱屏蔽性，與此相對(duì)，破碎二氧化硅由于不能充分地配合，可以推測(cè)不能發(fā)揮與球狀二氧化硅同等程度的熱屏蔽性。權(quán)利要求1.一種水系涂料組合物，其特征在于，配合有含球狀金屬氧化物顆粒的無(wú)機(jī)物顆津立。2.權(quán)利要求1所述的水系涂料組合物，其中，前述球狀金屬氧化物顆粒的比表面積為30m7g以下。3.權(quán)利要求1或2所述的水系涂料組合物，其中，前述球狀金屬氧化物顆粒是在含氧氣氛下使金屬粉末氧化所得到的顆粒。4.權(quán)利要求1-3的任一項(xiàng)所述的水系涂料組合物，其中，前述球狀金屬氧化物顆粒是用火焰熔融法制造的。5.權(quán)利要求1-4的任一項(xiàng)所述的水系涂料組合物，其中，前述球狀金屬氧化物顆粒是二氧化硅。6.權(quán)利要求1-5的任一項(xiàng)所述的水系涂料組合物，其中，在將前述無(wú)機(jī)物顆粒以外的不揮發(fā)部分的質(zhì)量作為IOO質(zhì)量份的場(chǎng)合，該無(wú)機(jī)物顆粒的含量為60質(zhì)量份以上。7.權(quán)利要求1-6的任一項(xiàng)所述的水系涂料組合物，其中，除前述金屬氧化物顆粒以外實(shí)質(zhì)上不含前述無(wú)機(jī)物顆粒。8.權(quán)利要求1-7的任一項(xiàng)所述的水系涂料組合物，其中，前述球狀金屬氧化物顆粒的圓球度為0.7以上。9.一種熱屏蔽涂料，其是權(quán)利要求1-8的任一項(xiàng)所述的水系涂料組合物。全文摘要本發(fā)明以解決提供具有高的熱屏蔽性的熱屏蔽涂料為課題。本發(fā)明的水系涂料組合物的特征在于，其配合有含球狀金屬氧化物顆粒的無(wú)機(jī)物顆粒。在水系涂料組合物中雖然配合有各種各樣的化合物等，但通過(guò)含有球狀金屬氧化物顆粒，如上所述，可具有高的陽(yáng)光反射性。本發(fā)明人一直在進(jìn)行圓球度高的無(wú)機(jī)物顆粒的開(kāi)發(fā)。在開(kāi)發(fā)其圓球度高的無(wú)機(jī)物顆粒中，發(fā)現(xiàn)了圓球度高的無(wú)機(jī)物顆?？梢苑浅８叩臐舛确稚⒃谝后w中，因而想到了應(yīng)用在涂料組合物中。由于可以大量含有陽(yáng)光反射性?xún)?yōu)異的無(wú)機(jī)物顆粒，確認(rèn)熱屏蔽性也得到了提高，從而完成了本發(fā)明。文檔編號(hào)C09D201/00GK101146880SQ20068000946公開(kāi)日2008年3月19日申請(qǐng)日期2006年3月31日優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日發(fā)明者安部贊,楊原武,石橋象二郎申請(qǐng)人:亞都瑪科技株式會(huì)社;日本中央研究所株式會(huì)社