專利名稱：日光反射率的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及有色的日光反射體系和這種有色體系的各種用途，所述日光反射體系提供高日光反射率。
背景技術：
正在連續(xù)開發(fā)新技術以提高能量效率。一種這種技術是在位于建筑物(或其他物體)外部上的涂層中使用紅外線反射顏料。關于人們關心的，太陽作為近紅外輻射發(fā)射其能量的約50%。當這種近紅外輻射被吸收時，將其在物理上轉化為熱。含有紅外線反射顏料的涂層通過反射掉太陽光并通過阻斷熱的傳遞而發(fā)揮作用，由此降低了建筑物的熱負荷。例如，已經(jīng)將諸如二氧化鈦的白色顏料用于涂層中以反射大部分太陽能。通常，出于美觀的原因，期望提供一種著色涂層以代替白色。然而，可使用的顏料的選擇受到限制，因為其會 吸收比所期望的更多的太陽能，導致上述效果明顯下降。由此，已經(jīng)開發(fā)并繼續(xù)嘗試各種體系以提供具有更聞日光反射率的著色涂層。例如，美國專利5，540, 998號描述了一種體系，其中將具有50 ii m以下粒徑的兩種以上的非白色顏料合并以得到低亮度的顏色，尤其是消色差的黑色。美國專利5，962，143號還描述了一種帶黑色的涂層，其含有一種或多種黑色顏料、一種或多種非白色顏料和硅酸。在美國專利6，174，360號中，提出在涂層中使用復雜的無機著色顏料(CICP)以在可見光部分中展示暗褐色并在電磁光譜的近紅外部分中展示反射性。美國專利6，336，397號描述了一種紅外線反射體系，其含有兩個以上的層，一個層含有樹脂和提供期望顏色的顏料且另一個層含有提供紅外線反射性能的顏料。美國專利公布2009/0268278號還公開了兩層的片狀紅外線反射體系，其具有層壓到由合成樹脂和氧化鈦基白色顏料構成的底層上的由合成樹脂和有機顏料構成的頂層。WO 04/094539還公開了具有底漆層的分層體系，所述底漆層比所述基底涂層的顏色更淺且反射性更強。另外，美國專利6，521，038號提出了一種近紅外反射復合顏料，其含有近紅外非吸收著色劑和利用這種著色劑包覆的白色顏料。于是可將所述復合顏料用作涂層中的著色試劑。最后，WO 2009/136141描述了散射近紅外線的微粒材料的使用，其提供近紅外輻射的高反射并以與各種著色劑組合的方式消除了可見光的反射性。盡管各自提供了日光反射率，但是在使用這些當前可獲得的體系中的一些劣勢包括其提供相對蒼白的色彩，因為為了提供期望水平的日光反射，需要高含量的常規(guī)二氧化鈦；在所述體系內(nèi)含有的雜質(zhì)能夠?qū)е略诠庾V的近紅外部分中發(fā)生吸收，從而導致日光反射率下降；且不能設計底漆層以提供最大的日光反射率。鑒于此，仍極其期望替代體系，所述替代體系在暗色或更濃的均勻顏色的寬范圍內(nèi)展示比其他可獲得的體系更高的日光反射率。發(fā)明概述本發(fā)明提供一種分層的有色的日光反射體系，其包括第一層和第二層，所述第一層包含分散在載色劑中的具有基本金紅石晶體形態(tài)和約0. 55 u nTO. 95 um平均粒度的第一微粒材料且所述第二層包含分散在載色劑中的具有基本金紅石晶體形態(tài)和約
I.0 u nTl. 6 u m平均粒度的第二微粒材料和著色劑。所述分層的有色的日光反射體系可應用到構筑物上以提供暗、濃色，以及提高的總日光反射率。在一個方面中，本發(fā)明提供一種分層的有色的日光反射體系，其含有(i)第一層，所述第一層包括分散在載色劑中的具有基本金紅石晶體形態(tài)和約0. 55um^0. 95 pm平均粒度的第一微粒材料和(ii)位于所述第一層的至少一部分上的第二層，所述第二層包括分散在載色劑中的具有基本金紅石晶體形態(tài)和約I. 0 u nTl. 6 u m平均粒度的第二微粒材料和著色劑。在另一個方面中，可使用分層的有色的日光反射體系對構筑物如汽車、建筑物、航空器或容器進行涂覆，以使得所述構筑物展示深、明亮、鮮明的顏色和高的總日光反射率。優(yōu)選實施方案說明 在該說明書中和在隨后的權利要求書中，提及的大量術語將被理解為具有如下意思。術語“可見光”是指波長在400nnT760nm電磁光譜范圍內(nèi)的電磁輻射。術語“近紅外光”是指波長在760nnT約2500nm電磁光譜范圍內(nèi)的電磁輻射。術語“總日光反射率”或“TSR”是指入射的太陽能r360nnT2500nm)被所研究的表面反射的比例。其為反射波的能量與入射波的能量之比。例如，0.8的反射率等于入射波80%的反射率?？砂凑諛藴试囼灧椒ˋSTM E903中所規(guī)定的確定總日光反射率，通過參考將其完整內(nèi)容并入本文中。術語“能耗”是指常規(guī)形式的能量如電、氣等的使用或消耗。由此，在構筑物中能耗的下降與在構筑物中例如電的使用的減少相關。術語“構筑物”或“基材”是指可暴露在太陽下的所有物體，例如建筑物、汽車、火車、容器、導管、管道、地板、織物、飛機、輪船、潛水艇、窗戶異型材、壁板、屋頂粒料、屋頂板、農(nóng)膜、食品包裝膜、包括建筑玻璃的玻璃產(chǎn)品和工業(yè)玻璃。所述構筑物或基材的材料無特別限制，因此其及其表面可包含金屬、玻璃、陶瓷、塑料、混凝土、木材、瓷磚、天然或人造纖維、橡月父等。術語“透明的”是指具有透過諸如光的能量而沒有可察覺的散射的能力。本發(fā)明一般地涉及分層的有色的日光反射體系。所述分層的有色的日光反射體系在由這些體系制備或由這些體系覆蓋的構筑物中提供更高的紅外線反射率，同時還提供先前達不到的顏色和色調(diào)。例如，將本分層的有色的日光反射體系應用于構筑物的外表面如墻壁或屋頂上，使得構筑物展示提高的總日光反射率。這進而通過涂布的構筑物導致表面溫度下降且熱傳遞下降。因此，構筑物的內(nèi)部溫度更低，因此，對構筑物內(nèi)部進行冷卻所需要的能量更少。另外，因蒸發(fā)構筑物內(nèi)所含有的所有揮發(fā)性組分所造成的潛在損耗下降。此夕卜，構筑物的整體性提高，因為因熱造成的損害如裂紋、熱翹曲和顏色褪色明顯消失。根據(jù)一個實施方案，所述分層的有色的日光反射體系包括(i)第一層，所述第一層包含分散在載色劑中的具有基本金紅石晶體形態(tài)和約0. 55 ^nT約0. 95i!m、優(yōu)選約
0.6 ii 約0. 9 ii m且甚至更優(yōu)選約0. 7 y 約0. 8 y m平均粒度的第一微粒材料和(ii)位于所述第一層的至少一部分上的第二層，所述第二層包含分散在載色劑中的具有基本金紅石晶體形態(tài)和約I. O ii nTl. 6 u m、優(yōu)選約I. 2 y nT約I. 4 y m平均粒度的第二微粒材料和著色劑。 在一個實施方案中，所述第一微粒材料選自二氧化鈦、摻雜的二氧化鈦及其混合物?？捎糜诒景l(fā)明第一層中的二氧化鈦是能夠散射最大近紅外光的二氧化鈦。當二氧化鈦具有約0. 55 u IiT約0. 95 ii m的平均粒度時，可實現(xiàn)這種性質(zhì)。在還另一個實施方案中，第一層中的二氧化鈦具有約0. 6 ii IiT約0. 9 ii m、更優(yōu)選約0. 7 ii IiT約0. 8 ii m的平均粒度。已經(jīng)驚奇地發(fā)現(xiàn)，這種二氧化鈦在異乎尋常的高水平下反射近紅外光。由于其高折射率，所以可用于本發(fā)明第一層中的二氧化鈦基本處于金紅石晶體形態(tài)。由此，根據(jù)另一個實施方案，基于所述第一微粒材料的總重量，在第一層中大于約90重量％的二氧化鈦、在第一層中優(yōu)選大于95重量％的二氧化鈦且在第一層中甚至更優(yōu)選大于99重量％的二氧化鈦，處于金紅石晶體形態(tài)。如同本領域中技術人員所已知的，晶體尺寸與粒度截然不同。晶體尺寸涉及用于構成微粒材料的基礎晶體的尺寸。于是這些晶體聚集至一定程度而形成更大的顆粒。例如，處于金紅石晶體形態(tài)的常規(guī)二氧化鈦具有約0.的晶體尺寸和約0. 25 u m^O. 40 um的粒度，而處于銳鈦礦晶體形態(tài)的常規(guī)二氧化鈦具有約
0.10 u nTO. 25 um的晶體尺寸和約0. 20 u nTO. 40 u m的粒度。由此，粒度受諸如晶體尺寸以及制造期間所使用的研磨技術如干法、濕法或合并研磨的因素的影響。因此，優(yōu)選地，第一層中二氧化鈦的粒度為約等于晶體尺寸。通過本領域中技術人員所熟知的方法可確定第一層中二氧化鈦的晶體尺寸和粒度。例如，通過在磨碎的試樣上利用透射電子顯微鏡，利用得到的照片的圖像分析，可確定晶體尺寸。晶體尺寸的結果，通過參考使用乳液NAN0SHPHERE 尺寸標準(得自ThermoScientific)也可確認。可用于確定二氧化鈦粒度的方法包括X射線沉降?？捎糜谥苽涞谝粚又械亩趸伒囊阎椒òǖ幌抻?，硫酸鹽法、氯化物法、氟化物法、水熱法、氣溶膠法和浙出法；然而，這種已知方法中的各種方法可通過實現(xiàn)期望平均粒度所需要的如下條件中的一個或多個條件進行改進(a)在更高溫度下如在900°C以上進行處理；(b)處理更長的時間段如5小時以上；(c)提高或降低在所述方法期間存在的生長減速劑的典型水平；和(d)降低金紅石晶種的典型水平。由此，例如，通過硫酸鹽法可制備第一層中的二氧化鈦，所述方法一般包括(i)將含鈦的原料與硫酸反應以形成固態(tài)、水溶性反應餅；(ii)將所述反應餅溶于水和/或弱酸中以制造硫酸鈦溶液；(iii)將所述硫酸鈦溶液水解以將硫酸鈦轉化成二氧化鈦水合物；和(iv)將沉淀的二氧化鈦水合物與所述溶液分離并煅燒以得到二氧化鈦。其中所述方法可通過上述條件(ar(d)中的一個或多個條件進行改進以實現(xiàn)期望的平均粒度。在一個實施方案中，利用條件(a)對所述方法進行改進；在另一個實施方案中，利用條件(b)對所述方法進行改進；在另一個實施方案中，利用條件(C)對所述方法進行改進；且在另一個實施方案中，利用條件(d)對所述方法進行改進。
第一層中的二氧化鈦可以為白色或半透明的或其可為有色的。優(yōu)選地，第一層中的二氧化鈦為白色。由此，在一個實施方案中，第一層中的二氧化鈦具有大于95的亮度值L* (CIE L* a 顏色空間)、小于5的a*值和小于5的b*值。在另一個實施方案中，所述第一微粒材料為摻雜的二氧化鈦。如本文中所使用的，“第一層中的摻雜的二氧化鈦”是指本發(fā)明的第一層中的二氧化鈦，但還包括在制備所述二氧化鈦期間已經(jīng)并入的一種或多種摻雜劑?？赏ㄟ^已知方法并入的摻雜劑包括但不限于，鈣、鎂、鈉、鎳、鋁、銻、磷或銫?；诘谝粚又械亩趸伒目傊亓浚梢砸圆淮笥?0重量％、優(yōu)選不大于15重量％且更優(yōu)選不大于5重量％的量并入摻雜劑。例如，相對于二氧化鈦的總重量，可以0. f 30重量％、或0. 5^15重量％或I飛重量％的量并入摻雜劑?？纱_認這種摻雜的二氧化鈦基本處于金紅石晶體形態(tài)。由此，根據(jù)另一個實施方案，基于所述第一微粒材料的總重量，在第一層中大于約90重量％的摻雜的二氧化鈦、在第一層中優(yōu)選大于95重量％的摻雜的二氧化鈦且在第一層中甚至更優(yōu)選大于99重量％的摻雜的二氧化鈦，處于金紅石形態(tài)。在還另一個實施方案中，所述第一微粒材料還可按本領域中已知的利用包覆劑進 行處理以形成包覆的二氧化鈦或包覆的摻雜的二氧化鈦。例如，可將所述第一微粒材料與包覆劑一起分散在水中。然后，對溶液的PH進行調(diào)節(jié)，使得期望的水合氧化物沉淀以在第一微粒材料表面上形成涂層。在包覆之后，可對第一微粒材料進行洗滌并干燥，然后例如在流能磨或微粉磨中進行研磨以將通過包覆而粘結在一起的顆粒分開。在該研磨階段，如果期望，還可施加有機表面處理。適合使用的包覆劑包括通常用于在顆粒表面上包覆無機氧化物或含水氧化物的包覆劑。典型的無機氧化物和含水氧化物包括硅、鋁、鈦、鋯、鎂、鋅、鈰、磷或錫的一種或多種氧化物和/或含水氧化物，例如A1203、SiO2, ZrO2, CeO2, P2O5、硅酸鈉、硅酸鉀、鋁酸鈉、氯化鋁、硫酸鋁或其混合物。以無機氧化物和/或含水氧化物的重量相對于第一層中二氧化鈦或摻雜的二氧化鈦的總重量計，包覆到第一層中二氧化鈦或摻雜的二氧化鈦表面上的涂層的量可為約0.1重量°/r約20重量％。在研磨階段適合應用的有機表面處理劑包括多元醇、胺、烷基磷酸和有機硅的衍生物。例如，所述有機表面處理劑可以為三羥甲基丙烷、季戊四醇、三乙醇胺、正辛基磷酸或
三羥甲基乙烷。然后，將所述第一微粒材料分散在載色劑中。所述載色劑可以為能夠在其中分散所述第一微粒材料的任意一種組分或組分的組合。在一個實施方案中，所述載色劑為合成或天然樹脂。所述樹脂可以為但不限于，聚烯烴樹脂、聚氯乙烯樹脂、ABS樹脂、聚苯乙烯樹脂、甲基丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚酰胺樹脂、醇酸樹脂、丙烯酸類樹脂、聚氨酯樹脂、聚酯樹脂、三聚氰胺樹脂、含氟聚合物或環(huán)氧樹脂。在另一個實施方案中，所述載色劑為載體。所述載體可以為但不限于，含水溶劑如水。所述載體還可為非水溶劑，例如有機溶劑如石油餾出物、醇、酮、酯、二醇醚等。在還另一個實施方案中，所述載色劑為漆基。所述漆基可以為金屬硅酸鹽漆基如硅鋁酸鹽漆基。所述漆基還可以為聚合物漆基如丙烯酸類聚合物或共聚物漆基。分散在所述載色劑中的第一微粒材料的量無限制；然而，基于所述第一層中各組分的總體積，優(yōu)選約5體積%~約40體積％的量?？梢灶A期，可將第一層直接施加到構筑物或基材的表面上。然而，在某些實施方案中，所述構筑物或基材還可包括其他處理層。然而，還可考慮，當在所述構筑物上施加這些其他層時，將第一層施加到實施方案中的構筑物的表面上。例如，當所述構筑物為交通工具如汽車或航空器的面板時，所述面板可還包括電鍍涂層處理層或在其上的磷酸鹽處理層。盡管在該實例中，將第一層實際應用到電鍍涂層或磷酸鹽層上，但是還可考慮將第一層應用到構筑物的表面上。然后，將第二層安置在所述第一層的至少一部分上。根據(jù)某些實施方案，“至少一部分”是指第二層覆蓋所述第一層的大于50%，優(yōu)選大于90%且更優(yōu)選大于99. 99%。另夕卜，在優(yōu)選實施方案中，將所述第二層安置在第一層的頂上并與構筑物的表面相對。所述第二層包括分散在載色劑中的具有基本金紅石晶體形態(tài)和約I. Oy nTl. 6 ym、優(yōu)選
I.2 u nTl. 4 u m平均粒度的第二微粒和著色劑。
根據(jù)一個實施方案，所述第二微粒材料選自二氧化鈦、摻雜的二氧化鈦及其混合物。可用于本發(fā)明的第二層中的二氧化鈦是能夠散射近紅外光并還展示比常規(guī)二氧化鈦顏料更顯著下降的可見光反射率的二氧化鈦。與常規(guī)二氧化鈦相比，將所述第二層的二氧化鈦與著色劑共混而不會過度影響所述層的顏色，從而提供暗色或更濃著色的層的可更廣泛獲得的調(diào)色板，所述常規(guī)二氧化鈦非常強烈地反射可見光，使得其中使用所述常規(guī)二氧化鈦的常規(guī)著色體系的顏色蒼白。當?shù)诙又械亩趸伒钠骄６葹榧sLOynT約
I.6 iim時，可獲得這種性質(zhì)。在還另外的實施方案中，第二層中的二氧化鈦的平均粒度為約I. I ii IiT約I. 5 ii m,更優(yōu)選約I. 2 ii IiT約I. 4 ii m。已經(jīng)驚奇地發(fā)現(xiàn),這種二氧化鈦能夠在異乎尋常的高水平下散射近紅外光，而不影響色調(diào)下降?？捎糜诒景l(fā)明第二層中的二氧化鈦基本處于金紅石晶體形態(tài)。由此，根據(jù)另一個實施方案，基于所述第二微粒材料的總重量，在第二層中大于90重量％的二氧化鈦、在第二層中優(yōu)選大于95重量％的二氧化鈦且在第二層中甚至更優(yōu)選大于99重量％的二氧化鈦，處于金紅石晶體形態(tài)。如上所述，本領域技術人員應理解，晶體尺寸與粒度截然不同。因此，優(yōu)選地，第二層中二氧化鈦的粒度約等于晶體尺寸。通過本領域中技術人員所熟知的方法如上述方法可確定第二層中二氧化鈦的晶體尺寸和粒度。例如，通過透射電子顯微鏡可確定晶體尺寸，且通過X射線沉降可確定粒度?？墒褂靡阎椒ㄈ缟鲜龇椒▉碇苽涞诙又械亩趸仯龇椒òǖ幌抻?，硫酸鹽法、氯化物法、氟化物法、水熱法、氣溶膠法和浙出法。然而，這種已知方法中的各種方法可通過上述條件(ar(d)中的一個或多個條件進行改進以實現(xiàn)第二層中二氧化鈦的期望平均粒度。在一個實施方案中，利用條件(a)對所述方法進行改進；在另一個實施方案中，利用條件(b)對所述方法進行改進；在另一個實施方案中，利用條件(C)對所述方法進行改進；且在另一個實施方案中，利用條件(d)對所述方法進行改進。在某些實施方案中，所述第二層中的二氧化鈦可以為白色或半透明的或其可為有色的。優(yōu)選地，第二層中的二氧化鈦為白色。由此，在一個實施方案中，第二層中的二氧化鈦具有大于95的亮度值L * (CIE顏色空間)、小于5的a*值和小于5的b*值。在另一個實施方案中，所述第二微粒材料為摻雜的二氧化鈦。如本文中所使用的，“第二層中摻雜的二氧化鈦”是指本發(fā)明的第二層中的二氧化鈦，但還包括在制備所述二氧化鈦期間已經(jīng)并入的一種或多種摻雜劑。通過已知方法并入的摻雜劑包括但不限于，鈣、鎂、鈉、釩、鉻、鎳、鋁、銻、鈮、磷或銫?；诘诙又械亩趸伒目傊亓?，可以以不大于30重量％、優(yōu)選不大于15重量％且更優(yōu)選不大于5重量％的量并入摻雜劑。例如，相對于二氧化鈦的總重量，以0. f 30重量％、或0. 5^15重量％或I飛重量％的量并入摻雜劑。在還另一個實施方 案中，所述第二微粒材料還可按本領域中已知的利用包覆劑進行處理以如上所述形成包覆的二氧化鈦或包覆的摻雜的二氧化鈦。適合使用的包覆劑包括通常用于在顆粒表面上包覆無機氧化物或含水氧化物的包覆劑。典型的無機氧化物和含水氧化物包括硅、鋁、鈦、鋯、鎂、鋅、鈰、磷或錫的一種或多種氧化物和/或含水氧化物，例如Al203、Si02、Zr02、Ce02、P205、硅酸鈉、硅酸鉀、鋁酸鈉、氯化鋁、硫酸鋁或其混合物。以無機氧化物和/或含水氧化物相對于第二層中二氧化鈦或摻雜的二氧化鈦的總重量計，包覆到二氧化鈦或摻雜的二氧化鈦表面上的涂層的量為約0. I重量°/r約20重量％。在研磨階段適合應用的有機表面處理劑包括多元醇、胺、烷基磷酸和有機硅的衍生物。例如，所述有機表面處理劑可以為三羥甲基丙烷、季戊四醇、三乙醇胺、正辛基磷酸或
三羥甲基乙烷。所述第二層可還包含著色劑。根據(jù)各種實施方案，所述第二層可包括單種著色劑或兩種以上不同的著色劑。所述著色劑可選自黑色、褐色、藍色、青色、綠色、紫色、品紅色、紅色、橙色、黃色顏料及其混合物。所述選擇取決于實現(xiàn)期望顏色所需要的必要的著色劑。在一個實施方案中,著色劑選自一種或多種無機著色劑、一種或多種有機著色劑及其混合物。無機著色劑的實例包括但不限于，包覆或未包覆的金屬氧化物顏料如硼、鉻、鈷、鎵、銦、鐵、鑭、錳、鑰、釹、鎳、鈮和釩；復合金屬氧化物體系顏料；和絡合無機彩色顏料如在美國專利6，174，360,6,416,868和6，541，112中所述的顏料，通過參考將其完整內(nèi)容并入本文中。有機顏料的實例包括但不限于，銅酞菁、不同的金屬(例如鎳、鈷、鐵等)酞菁、非金屬酞菁、氯化的酞菁、氯化-溴化的酞菁、溴化的酞菁、蒽醌、喹吖啶酮體系顏料、二酮吡咯并吡咯體系顏料、二萘嵌苯體系顏料、單偶氮體系顏料、二偶氮體系顏料、縮合的偶氮體系顏料、金屬絡合物體系顏料、喹酞酮體系顏料、陰丹士林藍顏料、二噁二烯(dioxadene)紫色顏料、苯并咪唑酮體系顏料、茈酮體系顏料、靛/硫靛體系顏料、二噁嗪體系顏料、異二氫吲哚酮體系顏料、異吲哚啉體系顏料、偶氮甲堿或偶氮甲堿-偶氮體系顏料。然后將所述第二微粒材料和一種或多種著色劑分散在載色劑中。所述載色劑可以與第一層中的載色劑相同或不同且可包括能夠在其中分散第二微粒材料和著色劑的任意一種組分或組分的組合。所述載色劑可包括合成或天然樹脂、載體和/或漆基。這種樹脂、載體和漆基的實例為如上所述。分散在所述載色劑中的第二微粒材料和著色劑的量無限制；然而，優(yōu)選的是，基于所述第二層中各組分的總體積，所述著色劑的量為約0. I體積9T約20體積％且所述第二微粒材料的量為約5體積約40體積％的量。
優(yōu)選地，所述第一層和第二層分別由第一涂布組合物和第二涂布組合物形成。所述涂布組合物可以為液體如油漆或油墨，或可以為粉末，或可以為箔。因此，在一個實施方案中，提供或制備分層的有色的日光反射體系的方法包括將第一涂布組合物施加到構筑物上以在所述構筑物表面上形成第一層并然后將第二涂布組合物施加到所述第一層的至少一部分上以形成第二層。在其他實施方案中，所述第一或第二層中的一個或兩個層可以為熱固性或熱塑性墊，其從固體組分中擠出并粘合到構筑物和/或第一層中的任意一者上。
所述分層的體系可任選地包括施加到第二層上的一個或多個其他層。如果存在，這些一個或多個其他層在近紅外光區(qū)域中是透明的，從而構筑物外部的近紅外光傳播透過這一個或多個其他層。例如，在一個實施方案中，所述分層體系可含有由涂布組合物如清漆涂布組合物形成的第三層。將所述清漆的涂布組合物施加到第二層的至少一部分上以形成清漆的層。所述清漆涂布組合物可以為基于溶劑產(chǎn)生的、基于水產(chǎn)生的或基于粉末的，且能夠包括丙烯酸類物質(zhì)、三聚氰胺、聚酯、碳酸酯、硅烷、氨基甲酸酯、異氰酸酯和/或聚氨酯及其混合物。所述第一、第二和任何任選的涂布組合物和因此的各個層可還包括一種或多種慣用添加劑。適合使用的添加劑包括但不限于，增稠劑、穩(wěn)定劑、乳化劑、紋理形成劑、粘合促進劑、UV穩(wěn)定劑、消光劑、分散劑、消泡劑、潤濕劑、聚結劑和抗微生物劑/殺真菌劑。所述第一、第二和任何任選的涂布組合物和因此的各個層可還包括用于隔開或支持所述組合物中所含有的材料的一種或多種隔離顆粒。所述隔離顆?？梢詾樘幱谥锌瘴⒅樾问交蛭⑶蛐问降亩趸琛⒐杷猁}、鋁酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、粘土或聚合物顆粒。通過任意一種已知手段如通過噴霧(例如空氣或旋轉霧化)、浸蘸、輥涂、刷涂等可對所述第一、第二和任何任選的涂布組合物進行涂布。在一個實施方案中，將所述第一涂布組合物噴施到所述構筑物上以形成第一層，將所述第二涂布組合物噴施到所述第一層的至少一部分上以形成第二層，任選地，將所述第三涂布組合物噴施到所述第二層的至少一部分上以形成第三層。這些涂層可以是在各個層之間具有或不具有閃干時間的“濕上涂濕”或“濕上涂濕再涂濕”。另外，在隨后涂布下一個層之前對一個層進行固化的步驟也是優(yōu)選的。由此，在一個實施方案中，在涂布第二涂布組合物的步驟之前，可對第一層進行固化。盡管可隨其應用而變化，但是在一個實施方案中，分層的有色的日光反射體系的厚度不大于約55 V- m,優(yōu)選不大于約50 V- m,更優(yōu)選不大于約45 y m且甚至更優(yōu)選不大于約40 u m。在其他實施方案中，所述第一層的厚度在約I y nT約20 y m的范圍內(nèi)且所述第二層的厚度在約5 ii IiT約35 ii m的范圍內(nèi)。在還另一個實施方案中，可將所述第一、第二和任選的第三層擠出以在所述構筑物上形成第一、第二和如果存在的第三層壓物層。在還另一個實施方案中，本發(fā)明提供一種涂覆的構筑物，其包含安置在所述構筑物的一個或多個表面上的分層的有色的日光反射體系。在另一個實施方案中，本發(fā)明提供一種分層的有色的日光反射體系，其展不了 75以下、優(yōu)選65以下、更優(yōu)選55以下、甚至更優(yōu)選45以下的亮度值L* (CIE顏色空間)。如上所述，所述分層的有色的日光反射體系還提供更高的近紅外反射率。由此，在另一個實施方案中，所述分層的有色的日光反射體系展不了大于30%的總日光反射率。在還另一個實施方案中，所述分層的有色的日光反射體系展不了大于35%、優(yōu)選大于40%且甚至更優(yōu)選大于45%的總日光反射率。在另外的實施方案中，本發(fā)明提供一種包含分層的有色的日光反射體系的構筑物，其中所述構筑物展示了大于30%、優(yōu)選大于35%、更優(yōu)選大于40%且甚至更優(yōu)選大于45%的總日光反射率。在還另一個實施方案中，本發(fā)明提供一種通過在構筑物的一個或多個表面上應用分層的有色的日光反射體系以降低構筑物能耗的方法。因為其提高了近紅外反射率，所以所述分層體系使得制得的涂覆表面的表面溫度低于利用相同顏色的非反射涂層涂覆的表面的表面溫度。由此，需要更少的能量來冷卻構筑物內(nèi)部。在另一個實施方案中，可使用所述分層的有色的日光反射體系來控制暴露在紅外線輻射下的構筑物的溫升。該實施方案包括向構筑物上施加第一涂布組合物以形成第一層和(ii)向所述第一層的至少一部分上施加第二涂布組合物以形成第二層，其中所述第一涂布組合物包含分散在載色劑中的具有基本金紅石晶體形態(tài)和約0. 55 u IiT約0. 95 u m、 優(yōu)選約0. 6 y IiT約0. 9 y m且甚至更優(yōu)選約0. 7 ii IiT約0. 8 ii m平均粒度的第一微粒材料，且其中所述第二涂布組合物包含分散在載色劑中的具有基本金紅石晶體形態(tài)和約I. 0 u nTl. 6 V- m、優(yōu)選約I. 2 y nT約I. 4 y m平均粒度的第二微粒材料和一種或多種著色劑。如通篇所述，已經(jīng)驚奇地發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明分層的有色的日光反射體系特別適合于產(chǎn)生冷深色、明亮色、變動色或暗顏色，其能夠應用于各種構筑物或基材。所述第二層吸收寬光譜的可見光以實現(xiàn)期望顏色并同時對近紅外光提供合理的反射率。所述第一層在基本不影響色調(diào)下降的條件下提供最佳的日光反射率。所述兩個層的組合在有色的分層體系中導致出奇高的總日光反射率，所述體系可應用于吸收性構筑物或基材上。以此方式，用其涂覆的構筑物或基材比通過驅(qū)逐近紅外光的常規(guī)分層體系經(jīng)歷減少的溫升。特別地，所述分層的有色的日光反射體系可用于汽車涂層、建筑物涂層、工業(yè)涂層、宇航涂層和柔性涂層(例如用于織物上)中?？紤]如下實例，進一步對本發(fā)明進行說明，所述實例是本發(fā)明的示例。
實施例實施例1A.制造白色30% 二氧化鈦體積濃度的底漆油漆并施加到基材上。使用丙烯酸類樹脂、交聯(lián)劑和溶劑制備了清澈的樹脂溶液。在下表I中列出了各種組分的量。
清澈的樹脂溶液重量％
60%的丙烯酸類樹脂(40%的溶劑) 68 溶劑9
交聯(lián)劑23表I :清澈樹脂溶液的構成將19. 57g 0. 7微米粒度的二氧化鈦添加至7. 5g清澈樹脂溶液中以產(chǎn)生漆漿(millbase)，然后將其劇烈混合30秒。然后，利用另外15g清澈樹脂對該調(diào)色的漆漿進行稀釋。然后，將該漆漿研磨另外2分鐘以提供白色底漆。使用3根線的卷繞涂布器將該底漆涂布到熱浸鍍鋅(HDG)的鋼板上，以提供約9. 8微米的底漆干膜厚度。使得溶劑蒸發(fā)并然后將所述面板在105°C的爐子中放置30分鐘。實施例1B.制造有色的油漆并將其應用到HDG鋼的面板和底漆層上。關于各種規(guī)定的顏料(PY180Clariant Fast Yellow HG、PR122 HPC PR1220、PV23Ciba Cromophtal Violet Gt、PBlack 32 BASF Paliogen Black L0086、P071 Ciba IrgazinDPP Cosmoray, PY128 Ciba 8GNP)，使用丙烯酸類樹脂、潤濕和分散添加劑、溶劑以及特定的調(diào)色劑制備了調(diào)色劑濃縮物。將各種組分的量示于表2中。然后，利用鋼球?qū)φ{(diào)色劑濃縮物進行研磨。
權利要求
1.一種分層的有色的日光反射體系，其包含(i)第一層，所述第一層包含分散在載色劑中的具有基本金紅石晶體形態(tài)和約0. 55 u IiT約0. 95 u m、優(yōu)選約0. 6 y nT約0. 9 y m且甚至更優(yōu)選約0.7 ^nT約0.8 平均粒度的第一微粒材料和(ii)位于所述第一層的至少一部分上的第二層，所述第二層包含分散在載色劑中的具有基本金紅石晶體形態(tài)和約l.Ou nTl. 6 V- m、優(yōu)選約I. 2 y nT約I. 4 y m平均粒度的第二微粒材料和著色劑。
2.權利要求I的分層的有色的日光反射體系，其中所述第一微粒材料和第二微粒材料獨立地選自二氧化鈦、摻雜的二氧化鈦及其混合物。
3.權利要求2的分層的有色的日光反射體系，其中所述第一微粒材料和第二微粒材料是二氧化鈦。
4.權利要求1、2或3中任一項的分層的有色的日光反射體系，其中所述著色劑選自一種或多種無機顏料、一種或多種有機顏料及其混合物。
5.權利要求4的分層的有色的日光反射體系，其中所述著色劑是選自以下物質(zhì)中的一種或多種無機著色劑包覆或未包覆的金屬氧化物顏料、復合金屬氧化物體系顏料和絡合無機彩色顏料。
6.權利要求4的分層的有色的日光反射體系，其中所述著色劑是選自以下物質(zhì)中的一種或多種有機著色劑銅酞菁顏料、不同的金屬酞菁顏料、非金屬酞菁顏料、氯化的酞菁顏料、氯化-溴化的酞菁顏料、溴化的酞菁顏料、蒽醌顏料、喹吖啶酮體系顏料、二酮吡咯并吡咯體系顏料、二萘嵌苯體系顏料、單偶氮體系顏料、二偶氮體系顏料、縮合的偶氮體系顏料、金屬絡合物體系顏料、喹酞酮體系顏料、陰丹士林藍顏料、二噁二烯(dioxadene)紫色顏料、苯并咪唑酮體系顏料、茈酮體系顏料、靛/硫靛體系顏料、二噁嗪體系顏料、異二氫吲哚酮體系顏料、異吲哚啉體系顏料、偶氮甲堿或偶氮甲堿-偶氮體系顏料。
7.權利要求1、2或3中任一項或權利要求4 6中任一項的分層的有色的日光反射體系，其中所述第一層中的載色劑和所述第二層中的載色劑獨立地選自合成樹脂、天然樹脂、載體、漆基及其混合物。
8.權利要求r7中任一項的分層的有色的日光反射體系，其中所述分層的有色的日光反射體系的厚度為不大于約55 V- m,優(yōu)選不大于約50 V- m,更優(yōu)選不大于約45 y m且甚至更優(yōu)選不大于約40 u m。
9.一種涂覆的構筑物，其包含置于所述構筑物表面上的權利要求廣8中任一項的分層的有色的日光反射體系。
10.權利要求9的涂覆的構筑物，其中所述表面包括金屬、玻璃、陶瓷、塑料、混凝土、浙青、木材、瓷磚、天然纖維、人造纖維或橡膠。
11.權利要求9或10的涂覆的構筑物，其中所述構筑物是建筑物、汽車、火車、容器、導管、管道、地板、甲板、織物、飛機、輪船、潛水艇、窗戶異型材、壁板、屋頂粒料、屋頂板、農(nóng)膜、食品包裝膜或玻璃產(chǎn)品。
12.一種制造分層的有色的日光反射體系的方法，所述方法包括(i)將第一涂布組合物施加到構筑物上以形成第一層和(ii)將第二涂布組合物施加到所述第一層的至少一部分上以形成第二層，其中所述第一涂布組合物包含分散在載色劑中的具有基本金紅石晶體形態(tài)和約0. 55 u IiT約0. 95 u m、優(yōu)選約0. 6 y nT約0. 9 y m且甚至更優(yōu)選約0. 7 y nT約·0.8um平均粒度的第一微粒材料，且其中所述第二涂布組合物包含分散在載色劑中的具有基本金紅石晶體形態(tài)和約I. O Ii nTl. 6 u m、優(yōu)選約I. 2 y nT約I. 4 y m平均粒度的第二微粒材料和著色劑。
13.權利要求12的方法，其中所述第一和第二涂布組合物是各自選自如下的組合物油漆、油墨、粉末和箔。
14.權利要求12或13的方法，還包括向所述第二層的至少一部分上施加第三涂布組合物以形成第三層。
15.權利要求14的方法，其中所述第一涂布組合物是底漆表面涂布組合物，所述第二涂布組合物是基底涂層涂布組合物且所述第三層是清漆涂布組合物。
16.權利要求12 15中任一項的方法，其中通過噴施、浸蘸、輥涂、刷涂或擠出來施加所述第一和第二涂布組合物。
17.權利要求12 16中任一項的方法，其中所述第一層的厚度為約Iy IiT約20 ii m且所述第二層的厚度為約5 ii IiT約35 ii m。
18.—種包含根據(jù)權利要求廣8中任一項的分層的有色的日光反射體系的構筑物，其中所述構筑物展示大于30%、優(yōu)選大于35%、更優(yōu)選大于40%且甚至更優(yōu)選大于45%的總日光反射率。
19.一種降低構筑物能耗的方法，所述方法包括在所述構筑物的一個或多個表面上應用權利要求廣8中任一項的分層的有色的日光反射體系，其中所述分層的有色的日光反射體系使得制得的涂覆表面的表面溫度低于利用相同顏色的非反射涂層涂覆的表面的表面溫度，使得需要更少的能量來冷卻所述構筑物內(nèi)部。
20.一種控制暴露在紅外線輻射下的構筑物的溫升的方法，所述方法包括(i)向所述構筑物上施加第一涂布組合物以形成第一層和(ii)向所述第一層的至少一部分上施加第二涂布組合物以形成第二層，其中所述第一涂布組合物包含分散在載色劑中的具有基本金紅石晶體形態(tài)和約0. 55 V- IiT約0. 95 V- m、優(yōu)選約0. 6 y nT約0. 9 y m且甚至更優(yōu)選約0.7 y nT約0. 8 y m平均粒度的第一微粒材料，且其中所述第二涂布組合物包含分散在載色劑中的具有基本金紅石晶體形態(tài)和約I. 0 ii nTl. 6 u m、優(yōu)選約I. 2 y nT約I. 4 y m平均粒度的第二微粒材料和著色劑。
21.權利要求廣8中任一項的分層的有色的日光反射體系的用途，其用于降低構筑物的能耗。
22.權利要求廣8中任一項的分層的有色的日光反射體系的用途，其用于控制暴露在紅外線輻射下的構筑物的溫升。
全文摘要
本發(fā)明提供一種分層的有色的日光反射體系，其包含(i)第一層，所述第一層包含分散在載色劑中的具有基本金紅石晶體形態(tài)和約0.55μm~約0.95μm平均粒度的第一微粒材料和(ii)位于所述第一層的至少一部分上的第二層，所述第二層包含分散在載色劑中的具有基本金紅石晶體形態(tài)和約1.0μm~1.6μm平均粒度的第二微粒材料和著色劑。所述分層的有色的日光反射體系可應用到構筑物上以提供暗、濃色，以及提高的總日光反射率。
文檔編號C09D5/00GK102762669SQ201180009683
公開日2012年10月31日 申請日期2011年2月11日 優(yōu)先權日2010年2月17日
發(fā)明者E·R·帕恩哈姆, J·L·愛德華茲, J·羅布, K·勞里 申請人:鈦白粉歐洲有限公司