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用于隔熱涂料的黑色顏料組合物、其用途、使用其的隔熱涂料及其用于遮蔽和涂布的用途

文章出處：網(wǎng)責(zé)任編輯：作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2023-11-14 14:57:00

提供了用于隔熱涂料的黑色顏料組合物、使用其的隔熱涂料和遮蔽方法，所述黑色顏料組合物具有優(yōu)異的紅外輻射透射率，不僅在深色中而且在淺色中都近似鉻基黑色涂料的色調(diào)，因此當(dāng)與彩色涂料混合時(shí)促進(jìn)色調(diào)調(diào)節(jié)，具有優(yōu)異的耐候性并且在成本方面也有利。用于隔熱涂料的黑色顏料組合物至少包含作為第一顏料的酞菁藍(lán)顏料和作為第二顏料的酞菁綠顏料，并且進(jìn)一步包含至少一種其它彩色顏料，其中關(guān)于用Mb表示的酞菁藍(lán)顏料的重量份的量、用Mg表示的酞菁綠顏料的重量份的量和用Mn表示的至少一種其它彩色顏料的總和的重量份的量，建立如下關(guān)系：1.5

發(fā)明背景

1.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于隔熱涂料的黑色顏料組合物。

2.背景技術(shù)

在夏季，輻射至建筑物的屋頂和外墻和鋪砌道路的由日光產(chǎn)生的熱積累。由此原因，白天的冷卻負(fù)荷增加并且在夜間散熱，這造成被稱為熱島現(xiàn)象的現(xiàn)象，其中即使在日落之后城市地區(qū)的環(huán)境溫度也不降低，這成為嚴(yán)重問題。

用于減輕該熱島現(xiàn)象的方法一個(gè)實(shí)例在于，向建筑物的屋頂、外墻等施加賦予紅外反射性質(zhì)并且因此賦予隔熱性質(zhì)的涂料，因此通過從建筑物的屋頂和外墻反射日光而不允許日光能量積累在建筑物的內(nèi)部，這種方法的開發(fā)目前在許多國家正在積極進(jìn)行。

從隔熱的觀點(diǎn)來看，通過在樹脂和溶劑中分散不吸收從可見區(qū)域至紅外區(qū)域的波長的光線的白色顏料獲得的白色涂料典型地證實(shí)具有最高的光反射和顯著的隔熱效果。然而，當(dāng)在建筑物外墻、倉庫屋頂?shù)壬鲜┘影咨苛蠒r(shí)，其由于高反射率而非常耀眼，這可能使得附近居民不適并且造成煩惱。盡管已經(jīng)考慮通過將炭黑添加至涂料而降低亮度的方法從而降低所述耀眼性，但另外問題在于由于炭黑色顏料吸收紅外波長區(qū)域內(nèi)的輻射，隔熱效果降低。

響應(yīng)所述需求，例如正如現(xiàn)有技術(shù)中的日本專利申請(qǐng)公開號(hào)2000-72990中所述，通過組合綠色氧化鉻(Cr₂O₃)和紅色顏料(例如氧化鐵)(其為互補(bǔ)色)制備的涂料已經(jīng)被頻繁用作黑色涂料。其原因在于，該顏料具有高紅外輻射反射率并且優(yōu)選用于隔熱，在耐候性和化學(xué)穩(wěn)定性方面具有優(yōu)異的耐久性，并且相對(duì)廉價(jià)。因此，由于近年來越來越意識(shí)到全球變暖，在市場中的許多競爭性材料之中廣泛使用鉻基隔熱涂料。

特別對(duì)于建筑物的屋頂(其具有曝露于日光的大表面積并且非常有助于建筑物內(nèi)的溫度升高)，經(jīng)常使用通過被稱為PCM的方法涂布的屋頂構(gòu)件，所述方法在于首先涂布鋼板然后切成希望的形狀。在所述應(yīng)用中，日本市場上最常使用鉻基顏料作為用于隔熱涂料的黑色顏料。

另一方面，基于增強(qiáng)的安全意識(shí)，在涂料工業(yè)中強(qiáng)烈要求鉻顏料的不包含來自Cr₂O₃的三價(jià)鉻的替代品，并且也越來越需要在隔熱涂料領(lǐng)域中消除鉻的使用。下文提到使用所述非鉻基顏料的隔熱涂料的黑色顏料組合物的主要要求。

1)組合物必須能夠在通過Munsell N-1指定的深色條件下產(chǎn)生與用鉻基顏料獲得的黑色涂料近似的黑色。

2)在大致對(duì)應(yīng)于Munsell N-6的淺色中，涂料色調(diào)必須接近鉻基隔熱黑色涂料。因此，當(dāng)通過稀釋深色顏料遮蔽成中間色時(shí)，遮蔽方式有可能與使用鉻基顏料的情況相同或相似。

3)組合物必須具有有利的耐候性和耐久性，并且必須廉價(jià)。

下文提到需要能夠滿足上述要求1)和2)的顏料組合物的原因。即，在使用常規(guī)鉻基顏料的替代性顏料的涂料的色調(diào)不同于常規(guī)鉻基顏料的情況下，用于遮蔽的方法和程序也不同，因此當(dāng)現(xiàn)場施加涂料時(shí)必須進(jìn)行繁瑣的工作。此外，還更有可能出現(xiàn)由于經(jīng)涂布制品的色調(diào)不同于顧客指定的色調(diào)而造成的麻煩。如果使用替代性顏料的涂料的色調(diào)類似于常規(guī)鉻基顏料的色調(diào)，則可以避免前文所述的可加工性的降低和與品質(zhì)相關(guān)的問題。

在上述要求1)至3)中，關(guān)于要求1)，可以通過組合具有互補(bǔ)關(guān)系的彩色無機(jī)或有機(jī)顏料并且通過使用增加的濃度而相對(duì)簡單地使組合物接近黑色。然而，迄今為止還未知曉還能滿足例如與白色顏料組合的要求2)以及要求3)的顏料組合物。

鉻替代品包括已知具有高耐久性的非鉻基煅燒顏料。如同鉻基顏料，這些顏料也是黑色的，并且進(jìn)一步據(jù)報(bào)道具有高的紅外輻射反射率。然而，所述不含鉻并且具有所述性質(zhì)的顏料經(jīng)常使用稀有金屬代替鉻，因此使它們極其昂貴并且不適合用作替代性顏料。

在日本專利申請(qǐng)?zhí)?012-243477(由本發(fā)明人提交的申請(qǐng))中，本發(fā)明人提出了一種近似炭黑的用于隔熱涂料的新型黑色顏料組合物，并且在該情況下，能夠在深色中提供近似炭黑的色調(diào)。然而，尚未發(fā)現(xiàn)用于獲得能夠近似淺色鉻基黑色涂料的色調(diào)(如2)中所述)的顏料組合物的最佳條件。

如前文所述，常規(guī)使用采用鉻基顏料的隔熱黑色涂料的顧客強(qiáng)烈需要具有有利的耐候性和耐久性、廉價(jià)并且近似由鉻基顏料產(chǎn)生的色調(diào)的非鉻基隔熱黑色涂料。然而，出于例如耐候性、價(jià)格等原因，使用鉻顏料替代品尚未實(shí)現(xiàn)滿足所述希望性能水平的涂料。

發(fā)明簡述

本發(fā)明的目的在于提供用于隔熱涂料的黑色顏料組合物、使用其的隔熱涂料及其用于遮蔽和涂布的用途，所述黑色顏料組合物具有優(yōu)異的紅外輻射透射率，不僅在深色中而且在淺色中都近似鉻基黑隔熱涂料的色調(diào)，因此當(dāng)與彩色涂料混合時(shí)促進(jìn)色調(diào)調(diào)節(jié)，具有優(yōu)異的耐候性并且在成本方面也有利。

由于考慮到這些情況進(jìn)行了廣泛研究來解決相關(guān)技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明人獲得了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的的如下指導(dǎo)方針。

(1)目標(biāo)色調(diào)

對(duì)于代替市場上使用的鉻顏料基黑色隔熱涂料的新型黑色涂料的色調(diào)(目標(biāo)色調(diào))，目標(biāo)是不僅在深色中而且在淺色中都近似鉻基黑色涂料的色調(diào)。由于顏色變淺的鉻基顏料的色調(diào)特別具有略微發(fā)藍(lán)的色澤而非簡單的灰色，通過L₁*＝54.70、a₁*＝-5.07和b₁*＝-10.10定義的色調(diào)被確定優(yōu)選作為目標(biāo)色調(diào)。

(2)代替組合黃色、洋紅色和藍(lán)綠色的常規(guī)典型原色作為用于獲得上文(1)中所述色調(diào)的彩色顏料，使用酞菁藍(lán)和酞菁綠顏料的組合作為基本元素允許獲得彩色顏料的非常有利的耐候性。

(3)為了實(shí)現(xiàn)上文(1)的目的，需要基于隔熱涂料的彩色顏料組合物的總量調(diào)節(jié)酞菁藍(lán)和酞菁綠顏料各自的量使其滿足特定關(guān)系。

(4)簡單地通過組合酞菁藍(lán)和酞菁綠顏料這兩種組分難以近似黑色調(diào)。為了減少與淺色鉻基體系的差異(色差)，需要以特定比例加入其它彩色顏料作為第三組分和(如果需要的話)第四組分等。

基于上述指導(dǎo)方針，本發(fā)明人尋求不僅在深色中而且在淺色中都能夠近似鉻基涂料的上述目標(biāo)色調(diào)同時(shí)具有有利耐候性的顏料組合物，并且完成了本發(fā)明。

因此，本發(fā)明涉及：

1.用于隔熱涂料的黑色顏料組合物，所述黑色顏料組合物至少包含作為第一顏料的酞菁藍(lán)顏料和作為第二顏料的酞菁綠顏料，并且進(jìn)一步包含至少一種其它彩色顏料，其中關(guān)于用Mb表示的酞菁藍(lán)顏料的重量份的量、用Mg表示的酞菁綠顏料的重量份的量和用Mn表示的至少一種其它彩色顏料的總和的重量份的量，建立如下關(guān)系：

1.5

2.根據(jù)上文1所述的用于隔熱涂料的黑色顏料組合物，其中使用選自C.I.顏料藍(lán)15:3、顏料藍(lán)15:1、顏料藍(lán)15:2、顏料藍(lán)15:4和顏料藍(lán)15:6的至少一種顏料作為酞菁藍(lán)顏料。

3.根據(jù)上文1或2所述的用于隔熱涂料的黑色顏料組合物，其中使用C.I.顏料綠7和/或C.I.顏料綠36作為酞菁綠顏料。

4.根據(jù)上文1至3中任一項(xiàng)所述的用于隔熱涂料的黑色顏料組合物，其中組合物由作為第一顏料的酞菁藍(lán)顏料、作為第二顏料的酞菁綠顏料和作為至少一種其它彩色顏料的第三和第四顏料組成。

5.根據(jù)上文4所述的用于隔熱涂料的黑色顏料組合物，其中第三顏料為無機(jī)黃色顏料。

6.根據(jù)上文5所述的用于隔熱涂料的黑色顏料組合物，其中無機(jī)黃色顏料為選自黃色氧化鐵、硫化鋅、鎘黃、鉍釩黃、釩錫黃和釩氧化鋯黃的至少一種顏料。

7.根據(jù)上文4至6中任一項(xiàng)所述的用于隔熱涂料的黑色顏料組合物，其中第四顏料為選自二酮吡咯并吡咯顏料和萘酚顏料的至少一種顏料。

8.根據(jù)上文1至7中任一項(xiàng)所述的用于隔熱涂料的黑色顏料組合物，其中在根據(jù)CIE標(biāo)準(zhǔn)的顏色空間坐標(biāo)中，相對(duì)于L₂ ^*＝26.80、a₂ ^*＝0.22、b₂ ^*＝0.42的目標(biāo)色調(diào)，組合物具有通過方程ΔΕ₂＝[(ΔL₂ ^*)²+(Δa₂ ^*)²+(Δb₂ ^*)²]^1/2計(jì)算的色差ΔΕ₂為2.0或更小的范圍內(nèi)的色調(diào)。

9.根據(jù)上文1至8中任一項(xiàng)所述的用于隔熱涂料的黑色顏料組合物在組合物顏色變淺時(shí)用于產(chǎn)生如下范圍內(nèi)的色調(diào)的用途，在根據(jù)CIE標(biāo)準(zhǔn)的顏色空間坐標(biāo)中，相對(duì)于L₁ ^*＝54.70、a₁ ^*＝-5.07、b₁ ^*＝-10.10的目標(biāo)色調(diào)，通過方程ΔΕ₁＝[(ΔL₁ ^*)²+(Δa₁ ^*)²+(Δb₁ ^*)²]^1/2計(jì)算的色差ΔΕ₁為2.0或更小。

10.隔熱黑色涂料，所述隔熱黑色涂料至少包含根據(jù)上文1至8中任一項(xiàng)所述的用于隔熱涂料的黑色顏料組合物、粘結(jié)劑和溶劑。

11.根據(jù)上文10所述的隔熱黑色涂料，其中涂料進(jìn)一步包含白色無機(jī)顏料。

12.根據(jù)上文11所述的隔熱黑色涂料，其中白色無機(jī)顏料為選自氧化鈦、氧化鋅和氧化鋁的白色顏料。

13.根據(jù)上文10至12中任一項(xiàng)所述的隔熱黑色涂料，其中粘結(jié)劑為選自丙烯酸系樹脂、丙烯酸系-有機(jī)硅樹脂、有機(jī)硅樹脂、氟樹脂、聚氨酯樹脂、不飽和聚酯樹脂和醇酸樹脂的樹脂。

14.根據(jù)上文10至13中任一項(xiàng)所述的隔熱黑色涂料用于遮蔽彩色涂料或消色涂料的用途。

15.根據(jù)上文10至13中任一項(xiàng)所述的隔熱黑色涂料用于涂布建筑物的屋頂或外墻的用途。

根據(jù)本發(fā)明，可以獲得用于隔熱涂料的黑色顏料組合物，所述黑色顏料組合物顯示出太陽熱屏蔽效果，具有優(yōu)異的耐候性，由于其不僅在深色黑色條件下而且在淺色條件下都近似鉻基黑色顏料的色調(diào)，因此能夠用作常規(guī)用作隔熱涂料的顏料的鉻基顏料的替代品，促進(jìn)將涂料遮蔽成中間顏色等，并且在成本方面有利。

優(yōu)選實(shí)施方式的描述

因此，本發(fā)明提供了用于隔熱涂料的顏料組合物、其用途、使用其的隔熱涂料及其用于遮蔽和涂布的用途，所述顏料組合物顯示出近紅外區(qū)域中的高的光學(xué)透射率和優(yōu)異的耐候性，具有近似鉻基黑色顏料的色調(diào)，包含酞菁藍(lán)和酞菁綠作為基本顏料，并且進(jìn)一步包含至少一種混合在其中的彩色顏料。

由于常規(guī)使用的鉻基黑色顏料的配方根據(jù)諸如所使用的顏料(例如二氧化鉻或氧化鐵)的組成或制備方法的因素而變化，其中還使用鉻基黑色顏料的黑色涂料的色光也略微變化。正如前文所述，在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中研究了各種鉻基黑色顏料，并且基于這些結(jié)果連同涂料工業(yè)中的技術(shù)人員的觀點(diǎn)，將表1中所示的值確定為具有最高普遍性的目標(biāo)色調(diào)。

表1

	色調(diào)	L^*	a^*	b^*
					淺色標(biāo)準(zhǔn)樣品	1	54.70	-5.07	-10.10
深色標(biāo)準(zhǔn)樣品	2	26.80	0.22	0.42

在本發(fā)明中，深色表示具有Munsell顏色體系中的低亮度(低L*值)的顏色和接近Munsell N-1的色調(diào)。此外，盡管淺色表示具有更高亮度和更高L^*值的顏色，其為略微藍(lán)灰色，正如由表1中的a^*和b^*的值可以理解。

本發(fā)明中的色差(ΔΕ)表示標(biāo)準(zhǔn)樣品與經(jīng)涂布樣品之間的色調(diào)差異，典型地顯示為兩者的L^*a^*b^*色度空間圖之間的空間距離，并且為通過ΔΕ＝[(ΔL^*)²+(Δa^*)²+(Δb)²]^1/2計(jì)算的值。通常地，如果ΔΕ為2.0或更小，則據(jù)稱通過人眼識(shí)別兩個(gè)物體之間的色差變得困難。因此在本發(fā)明中，盡管淺色區(qū)域中待獲得的目標(biāo)是L₁ ^* ＝ 54.70、a₁ ^* ＝ -5.07、b₁ ^*＝ -10.10，目標(biāo)附近的與目標(biāo)的色差ΔΕ為2.0或更小的色調(diào)范圍被決定為目標(biāo)色調(diào)。相似地，關(guān)于深色區(qū)域，目標(biāo)L₂ ^*＝26.80、a₂ ^*＝0.22、b₂ ^*＝0.42附近的與目標(biāo)的色差ΔΕ為2.0或更小的色調(diào)范圍被決定為目標(biāo)色調(diào)。

根據(jù)本發(fā)明的隔熱黑色涂料為基于顏料組合物的涂料，所述顏料組合物包含酞菁藍(lán)和酞菁綠作為基本彩色顏料并且進(jìn)一步包含一種或多種具有另一色調(diào)的彩色顏料。組合這些多種彩色顏料允許獲得隔熱涂料，所述隔熱涂料可以呈現(xiàn)接近黑色鉻基顏料的黑色并且具有高的耐候性。

本發(fā)明中使用的酞菁藍(lán)和酞菁綠顏料二者的化學(xué)結(jié)構(gòu)具有含金屬酞菁骨架，并且由于呈現(xiàn)優(yōu)異的整體性能(例如耐光性、耐熱性和相對(duì)于酸或堿的耐化學(xué)性等)而被稱為具有高耐候性的顏料。

不同于在470nm附近具有最大透射率的酞菁藍(lán)顏料，酞菁綠顏料在500nm附近具有最大透射率并且在400nm附近也具有相當(dāng)高的吸收率。因此，通過混合酞菁藍(lán)和酞菁綠，所述酞菁綠可以部分承擔(dān)YMC減色方法中的黃色顏料的功能。

典型的黃色顏料相比于酞菁藍(lán)和酞菁綠具有較差的耐候性。因此，當(dāng)其以顏料組合物的形式經(jīng)受曝露試驗(yàn)時(shí)，傾向于僅黃色顏料褪色，在耐候性試驗(yàn)之后不會(huì)維持黑色或灰色，并且將出現(xiàn)變藍(lán)或變綠。通過使用根據(jù)本發(fā)明的具有高耐候性的酞菁顏料，能夠降低具有差的耐候性的黃色顏料的比例并且因此改進(jìn)顏料組合物的耐候性，但是為了實(shí)現(xiàn)黑色，需要進(jìn)一步混合第三、第四或其它的彩色顏料。

在組合和混合酞菁藍(lán)和酞菁綠顏料與第三顏料的情況下，例如基于下述途徑進(jìn)行檢驗(yàn)。

(1)增強(qiáng)耐候性

對(duì)于待添加并且與酞菁藍(lán)和酞菁綠顏料組合的第三組分，需要選擇具有高耐熱性和耐候性的顏料。關(guān)于耐熱性，優(yōu)選具有高熱分解溫度的顏料。

(2)選擇允許近似鉻基黑色顏料的色調(diào)(深色區(qū)域和淺色區(qū)域中的ΔΕ值為2.0或更小)的彩色顏料。

尋找具有吸收光譜的顏料類型從而在色度圖上的減色混合中近似消色并且減小與黑色的鉻基黑色顏料的色差。

(3)基于由上述(1)和(2)獲得的數(shù)據(jù)，選擇優(yōu)選的第三顏料類型并且確定彩色顏料的比例從而獲得淺色區(qū)域中的2.0或更小的色差ΔΕ。

(4)如果僅使用上述三種類型的顏料難以實(shí)現(xiàn)期望的性能，考慮到上述(1)和(2)的研究結(jié)果等，進(jìn)一步選擇和混入第四顏料和(如果需要的話)其它顏料，并且使顏料組合物的可見光吸收性質(zhì)與鉻基黑色顏料近似。

(5)在所得候選配方上進(jìn)行耐候性試驗(yàn)，并且在耐候性方面確定每種彩色顏料的優(yōu)選的量范圍。

通過經(jīng)歷上述(1)至(5)的檢驗(yàn)過程完成本發(fā)明，并且已發(fā)現(xiàn)當(dāng)嘗試實(shí)現(xiàn)高的紅外輻射透射率和良好的耐候性并且獲得近似黑色鉻基顏料的色調(diào)時(shí)，酞菁藍(lán)顏料、酞菁綠顏料和其它彩色顏料的以重量份計(jì)的各自的量需要滿足特定關(guān)系，因此實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。

本發(fā)明中使用的酞菁藍(lán)顏料的實(shí)例包括C.I.顏料藍(lán)15:3、顏料藍(lán)15:1、顏料藍(lán)15:2、顏料藍(lán)15:4和顏料藍(lán)15:6。

本發(fā)明中使用的酞菁綠顏料的實(shí)例包括C.I.顏料綠7和C.I.顏料綠36。

根據(jù)本發(fā)明，盡管要求酞菁藍(lán)和酞菁綠作為基本顏料存在，所述要求并非不可或缺，而是僅為了簡單地獲得黑色涂料。例如，如果將紅色顏料混入酞菁綠，可以基于其互補(bǔ)色關(guān)系獲得黑色，而無需加入藍(lán)顏料。然而本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)嘗試改進(jìn)淺色條件下的耐候性時(shí)，僅通過混合這兩種組分難以實(shí)現(xiàn)該目的，并且出于該目的特別優(yōu)選加入酞菁藍(lán)。

推測其原因在于，當(dāng)綠色顏料和紅色顏料的雙組分體系曝露于日光并且紅顏料褪色時(shí)，僅留下綠顏料。這意味著即使僅一部分紅顏料分解也會(huì)造成非常明顯的變色。相反，推測當(dāng)存在酞菁藍(lán)和酞菁綠二者時(shí)，由于這兩種顏料組分具有不同的吸收光譜而出現(xiàn)寬的可見光吸收，并且由于相比于單獨(dú)的綠顏料降低的色度，即使紅色顏料褪色也抑制了顏色的產(chǎn)生。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，酞菁藍(lán)顏料的以重量份計(jì)的量Mb和酞菁綠顏料的以重量份計(jì)的量Mg需要滿足如下條件：1.5

在Mg/Mb為1.5或更小的情況下，酞菁綠顏料的量小，因此如上所述，上述可見光吸收寬度變窄，并且褪色變得在視覺上更為顯著。

滿足關(guān)系Mg/Mb<4.0的原因相似。即，由于酞菁藍(lán)的量較小，可見光吸收寬度變窄并且褪色變得在視覺上更為顯著。

如上所述，由于酞菁藍(lán)和酞菁綠顏料二者在450nm至550nm附近僅具有小的吸光率，甚至通過混合這兩種顏料也難以呈現(xiàn)近似鉻基黑色顏料的色調(diào)。因此，混入第三顏料和任選的一種或多種其它顏料，例如第四顏料和另外的顏料。

可以用作根據(jù)本發(fā)明的第三、第四或另外的顏料的顏料優(yōu)選為選擇性吸收400nm至550nm的光并且在紅外波長區(qū)域中具有40％或更大的透射率的顏料?？梢允褂脽o機(jī)和有機(jī)彩色顏料二者，只要其滿足上述要求，但是考慮到曝露之后的色調(diào)變化，優(yōu)選的是具有與酞菁藍(lán)和酞菁綠相當(dāng)?shù)哪秃蛐缘念伭稀?/span>

市售可得的無機(jī)彩色顏料包括氧化物基顏料例如鈷藍(lán)，氫氧化物基顏料例如黃色氧化鐵或翠鉻綠，硫化物基顏料例如硫化鋅、鋅鋇白、鎘黃、硫化汞或鎘紅，硅酸鹽基顏料例如群青，和釩基顏料例如鉍釩黃、釩錫黃或釩氧化鋯黃，以及亞鐵氰化物(普魯士藍(lán))或磷酸鹽(錳紫)?？梢允褂蒙鲜鲋械娜魏螣o機(jī)彩色顏料，只要它們具有上述光學(xué)性質(zhì)。

無機(jī)彩色顏料適用于烘烤涂料等，因?yàn)樗鼈兿啾扔谟袡C(jī)顏料典型地具有更好的耐候性、耐熱性、遮蓋能力等。然而它們具有低著色強(qiáng)度。此外，它們易受酸和堿的影響，因此對(duì)于經(jīng)受強(qiáng)烈風(fēng)、雨和日光攻擊的戶外應(yīng)用，其不能被稱為始終合適的彩色顏料。然而在其之中，釩基顏料在其高著色強(qiáng)度、低毒性和高耐候性方面特別優(yōu)選作為本發(fā)明的彩色顏料。

本發(fā)明中使用的無機(jī)彩色顏料的實(shí)例包括例如C.I.顏料黃184(釩酸鉍顏料)和顏料黃42。在其之中特別優(yōu)選的是C.I.顏料黃184，其具有化學(xué)式4BiVO₄·3Bi₂MoO₆并且當(dāng)通過烘烤涂布在鐵板等上施加隔熱層時(shí)是特別優(yōu)選的，因?yàn)槠渚哂懈吣蜔嵝院湍秃蛐浴?/span>

有機(jī)顏料的實(shí)例包括例如偶氮顏料、色淀顏料、硫靛顏料、蒽醌顏料(例如蒽嵌蒽二酮顏料、二氨基蒽醌基顏料、靛蒽醌顏料、黃烷士酮顏料或蒽嘧啶顏料)、二萘嵌苯顏料、紫環(huán)酮顏料、二酮吡咯并吡咯顏料、二嗪顏料、酞菁顏料、喹酞酮顏料、喹吖啶酮顏料、異吲哚啉顏料和異吲哚啉酮顏料。在這些顏料之中，合適地選擇具有紅色調(diào)或黃色調(diào)等的那些。

如果使用無機(jī)黃色顏料例如C.I.顏料黃184作為第三顏料，特別優(yōu)選添加紅顏料，例如二酮吡咯并吡咯顏料例如C.I.顏料紅254或萘酚顏料例如C.I.顏料紅170作為第四顏料從而使色調(diào)接近鉻基黑色顏料。

基于100重量份的黑色顏料組合物，酞菁藍(lán)(Mb)、酞菁綠(Mg)和至少一種其它彩色顏料(Mn)(例如第三顏料(M3)如無機(jī)黃色顏料和第四顏料(M4)如二酮吡咯并吡咯顏料和/或萘酚顏料的總和(M34))滿足如下關(guān)系式：

優(yōu)選地：

并且特別優(yōu)選地：

超過每個(gè)關(guān)系式2

除了彩色顏料如酞菁藍(lán)和酞菁綠顏料之外，可以向本發(fā)明的隔熱涂料添加白色顏料。由于可以通過向包含深色黑色顏料組合物的涂料添加白色顏料從而制備已經(jīng)在施加涂料顏色待具備的亮度方面預(yù)先調(diào)節(jié)的涂料，所以可以簡化對(duì)其它彩色涂料的遮蔽操作。所使用的所述白色顏料的實(shí)例包括金屬氧化物例如金紅石型二氧化鈦、氧化鋁和氧化鋅，但是由于高折射率和高白度而特別優(yōu)選二氧化鈦。

可以基于上述指導(dǎo)方針尋找和確定本發(fā)明的顏料組合物的配方，并且可以使用如下所述的方法進(jìn)行制備。例如，可以基于上述指導(dǎo)方針通過以預(yù)定的重量比例均勻混合已經(jīng)干燥和分別研磨的上述各個(gè)彩色顏料制備根據(jù)本發(fā)明的顏料組合物，從而近似鉻基顏料的黑色。此外，為了進(jìn)一步增強(qiáng)涂料的著色樹脂的耐分色性和顯色性，如果需要的話，還優(yōu)選混合至少兩種彩色顏料的含水漿料，之后攪拌、過濾、清洗，然后干燥和研磨。

在上述制備方法中，當(dāng)制備彩色顏料的含水分散體時(shí)可以組合使用表面活性劑。表面活性劑的實(shí)例包括例如陰離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑和陽離子型表面活性劑。

陰離子型表面活性劑的實(shí)例包括例如十二烷基苯磺酸鈉、二烷基磺基琥珀酸鈉和聚氧乙烯烷基醚硫酸鈉。

非離子型表面活性劑的實(shí)例包括例如聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚和失水山梨醇脂肪酸酯。

陽離子型表面活性劑的實(shí)例包括例如硬脂基三甲基氯化銨和二硬脂基二甲基氯化銨。

在上述制備方法中，相對(duì)于100重量份的彩色顏料，組合使用的表面活性劑的量通常為10重量份或更小并且優(yōu)選在3重量份至10重量份的范圍內(nèi)。大于10重量份的所使用的表面活性劑的量不是優(yōu)選的，因?yàn)樵谠撉闆r下，當(dāng)形成涂料膜時(shí)可能出現(xiàn)形成更多氣泡的傾向。

通過使用已知分散機(jī)在分散介質(zhì)中分散本發(fā)明的顏料組合物獲得著色的樹脂分散體。使用粘結(jié)劑樹脂和溶劑的混合物作為所述分散介質(zhì)。可以使用任何樹脂，并且所使用的樹脂的實(shí)例包括例如合成樹脂例如醇酸樹脂、丙烯酸系樹脂、有機(jī)硅樹脂、丙烯酸系-有機(jī)硅樹脂、聚氨酯樹脂、聚酯樹脂、酰胺樹脂、三聚氰胺樹脂、醚樹脂、氟樹脂、聚氯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚苯乙烯、ABS樹脂、AS樹脂、聚烯烴例如聚乙烯或聚丙烯、聚酰胺、聚縮醛、聚碳酸酯、聚酯如PET或PBT，和改性聚苯醚。在其之中，丙烯酸系-有機(jī)硅樹脂和有機(jī)硅樹脂在其耐候性方面特別優(yōu)選。

用作顏料分散介質(zhì)的溶劑的實(shí)例包括例如水，芳族烴溶劑如甲苯或二甲苯，脂族烴溶劑如礦油精，醇溶劑例如甲醇或乙醇，酯溶劑如乙酸乙酯，酮溶劑如甲基乙基酮，和醚溶劑如乙二醇。

在通過分散顏料組合物獲得的分散體中，本發(fā)明的顏料組合物的比例通常優(yōu)選為90重量％或更小，特別優(yōu)選在0.01重量％至50重量％的范圍內(nèi)。剩余部分由分散介質(zhì)和添加劑等組成。

此外，如果需要的話也可以使用各種類型的助劑和穩(wěn)定劑，其實(shí)例包括分散潤濕劑、防結(jié)皮劑、紫外線吸收劑和抗氧化劑。

在上述分散介質(zhì)中分散顏料組合物的分散條件可以根據(jù)分散介質(zhì)和分散機(jī)而變化，并且分散溫度可以通常為室溫至240℃，優(yōu)選室溫至150℃，并且分散時(shí)間可以通常為120小時(shí)或更短，優(yōu)選5小時(shí)或更短。

可以使用任何分散機(jī)從而在上述分散介質(zhì)中分散本發(fā)明的顏料組合物，并且其實(shí)例包括已知分散機(jī)例如分散混合機(jī)、均質(zhì)混合機(jī)、珠磨機(jī)、球磨機(jī)、雙輥磨機(jī)、三輥磨機(jī)或壓力捏合機(jī)。

如果需要的話，本發(fā)明的顏料組合物的所述分散體與其它添加劑等混合從而制備最終涂料。涂料可以通過如下方式以雙層體系的形式使用：首先通過包含具有高紅外輻射反射率的顏料作為起始材料的涂料形成底層，然后直接以深色涂料的形式或者在與具有不同色調(diào)的涂料混合使得涂料顏色變淺之后，通過由根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)物制成的具有高紅外輻射透射率的涂料在底層上施加頂層。如果在與具有高紅外輻射反射率的氧化鈦等混合使得顏色變淺之后使用涂料，則除了上述多層體系之外，涂料能夠以單層體系的形式使用。

在與具有不同色調(diào)的涂料混合從而對(duì)其進(jìn)行遮蔽的情況下，根據(jù)本發(fā)明的隔熱黑色涂料在改進(jìn)遮蔽操作的效率方面是優(yōu)選的。此外，其還可以優(yōu)選用于以相同色光施加至基材的應(yīng)用而無需混合。當(dāng)進(jìn)行遮蔽時(shí)，使用本發(fā)明的顏料組合物制備的深色黑色涂料和具有不同色調(diào)的涂料(例如白色顏料)以實(shí)現(xiàn)希望色調(diào)的預(yù)定比例混合，然后施加。

使用計(jì)算機(jī)的遮蔽方法也可用于使用本發(fā)明的隔熱黑色涂料獲得希望的色光。確定用于獲得希望色光(目標(biāo))的涂料混合比例的體系如下：在計(jì)算機(jī)中預(yù)先登記本發(fā)明的隔熱黑色涂料的CIE顏色空間中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并且結(jié)合其它原色涂料等的顏色坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)計(jì)算，所述體系允許精確的遮蔽而無需熟練工作。由于使用本發(fā)明的顏料組合物制備的黑色涂料在深色條件和淺色條件下的色調(diào)都接近常規(guī)鉻基黑色涂料，其效果使得能夠以更簡單的方式設(shè)計(jì)遮蔽操作體系，因?yàn)槟軌蛟诶贸Ｒ?guī)鉻基體系的知識(shí)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)遮蔽，而無需基于復(fù)雜的計(jì)算機(jī)計(jì)算進(jìn)行顏色校正。

根據(jù)上述方法獲得的隔熱黑色涂料可以在與其它彩色涂料(例如紅色涂料或藍(lán)色涂料或白色涂料等)混合之后施加至期望的基材上。根據(jù)每種情況下的目的使用由不同材料制成的基材，而無論其反光還是不反光，包括屋頂例如鋅制屋頂、板巖屋頂和瓦制屋頂、砂漿墻、鋼罐和瀝青街道。此外，任何常規(guī)底涂料或施加方法可以適用于涂布操作。

在上述各種類型的材料之中，金屬板優(yōu)選作為本發(fā)明的隔熱黑色涂料的基材，因?yàn)槠湓黾蛹t外輻射反射率。盡管不銹鋼板常規(guī)用作其實(shí)例，近年來廣泛用作屋頂材料的通常被稱為鋁鋅合金鍍層板的鋁鋅合金涂布的鋼板由于其優(yōu)異的耐久性和紅外輻射反射率而是特別優(yōu)選的。在所述反光基材的情況下，即使當(dāng)本發(fā)明的涂料以單層形式使用而不使用白色光漫射顏料(例如二氧化鈦)時(shí)，也可以獲得高隔熱性能。

實(shí)施例

基于實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。在實(shí)施例中，術(shù)語“份”和“％”分別表示“重量份”和“重量％”。此外，所使用的樹脂為由Cytec Corp.生產(chǎn)的醇酸樹脂Vialkyd AC 451n/70SNB和Vialkyd AC 451n/60X，并且硬化劑為由Ineos Corp.生產(chǎn)的三聚氰胺樹脂Maprenal MF600/55BIB。實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例中使用的顏料及其商品名示于表2中。

表2

顏料簡稱	C.I.號(hào)	通用名稱	生產(chǎn)商	商標(biāo)名
					PB 15:1	C.I.顏料藍(lán)15:1	酞菁藍(lán)	Clariant	Hostaperm Blue A4R
PG7	C.I.顏料綠7	酞菁綠	Clariant	Hostaperm Green GNX
					PR254	C.I.顏料紅254	二酮吡咯并吡咯顏料	Clariant	Hostaperm Red D3G70
PY184	C.I.顏料黃184	釩酸鉍顏料	Clariant	Hostaperm Oxide Yellow BV01

根據(jù)下述方法評(píng)價(jià)如下實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例中獲得的樣品。

1)色調(diào)的測量

通過在黑/白遮蓋紙或金屬板上施加顏料組合物制備每個(gè)試驗(yàn)片或試驗(yàn)板，并且使用裝配有源程序PQC的分光光度計(jì)根據(jù)DIN5033-7和ISO7724-2使試驗(yàn)片或試驗(yàn)板經(jīng)受測量從而獲得例如L^*、a^*、b^*、色差ΔΕ和色度變化ΔC的參數(shù)的值。

2)耐候性的評(píng)價(jià)

通過向金屬板施加顏料組合物制備每個(gè)試驗(yàn)板，然后使用老化測試機(jī)(Ci4000型老化測試機(jī)，Atlas Electric Devices Co.)使經(jīng)涂布的金屬板經(jīng)受加速曝露試驗(yàn)。通過測量加速曝露試驗(yàn)之前和之后的色差從而評(píng)價(jià)耐候性。在根據(jù)ISO4892-2的曝露條件下使用氙燈進(jìn)行試驗(yàn)。

3)紅外輻射反射率的測量

通過向黑/白遮蓋紙施加根據(jù)如下實(shí)施例或?qū)Ρ葘?shí)施例之一的隔熱涂料樣品制備每個(gè)試驗(yàn)片，并且使用分光光度計(jì)(750型分光光度計(jì)，Lambda Corp.)使試驗(yàn)片經(jīng)受測量。(通過在測量位點(diǎn)(即施加至黑/白遮蓋紙的白色部分的涂料和施加至黑色部分的涂料)測量反射率進(jìn)行評(píng)價(jià)。)

實(shí)施例1

以如下重量比例混合如下四種顏料從而獲得顏料組合物1A。

(顏料組合物1A)

在該情況下，Mg/Mb＝3.0。

混合10.0重量份顏料組合物1A與24.0重量份分散清漆P1從而制備漆漿，然后在分散機(jī)(DAS200K型，Lau GmbH)中分散漆漿60分鐘從而獲得顏料分散體1B。

向所得顏料分散體1B添加66.0重量份稀釋清漆P2使得顏料含量為10.0％，之后在分散機(jī)(DAS200K型)中混合5分鐘從而獲得涂料1C。

分散清漆P1的組成是50重量％的Vialkyd AC 451n/70SNB和50重量％的溶劑石腦油，其中醇酸樹脂含量為35重量％。稀釋清漆P2的組成是26.4重量％的Vialkyd AC 451n/70SNB、29.4重量％的Vialkyd AC 451n/60X、35.8重量％的Maprenal MF600/55BIB、6.2重量％的高沸點(diǎn)溶劑混合物，和2.2重量％的溶劑石腦油，其中醇酸樹脂含量為55.8重量％。

(隔熱涂布的樣品)

1)淺色涂布的樣品1E

混合6.0重量份的涂料1C和20.0重量份的白色涂料(TiO₂濃度：30％)從而獲得隔熱涂料1D。然后使用隔熱涂料1D通過刮棒涂布機(jī)(8號(hào)濕100μm)著色金屬板(鐵)，在保持板水平的同時(shí)使其在室溫下不受干擾地靜置20分鐘之后，在140℃加熱和干燥經(jīng)涂布的金屬板20分鐘從而獲得淺色涂布的樣品1E。

白色涂料的組成是30.0重量份的TiO₂、22.53重量份的Vialkyd AC451n/70SNB、2.92重量份的Bentone 38(在二甲苯中10％)、17.13重量份的Vialkyd AC 451n/60X、22.19重量份的Maprenal MF600、0.56重量份的Byk 331、1.12重量份的丁基二甘醇、1.24重量份的右泛醇(depanol)、1.24重量份的丁醇和1.07重量份的溶劑石腦油。

2)深色涂布的樣品1F

根據(jù)與用于制備淺色樣品相同的方法制備深色涂布的樣品1F，不同之處僅在于使用上述涂料1C而不添加上述方法中的白色涂料。

根據(jù)上述方法使樣品1E和1F經(jīng)受色調(diào)測量，耐候性評(píng)價(jià)和紅外輻射反射率測量。色調(diào)測量的結(jié)果示于表3中。

對(duì)比實(shí)施例1

以如下重量比例混合如下四種顏料從而獲得對(duì)比顏料組合物1a。

(對(duì)比顏料組合物1a)

在該情況下，Mg/Mb＝1.0。

不同之處在于使用對(duì)比顏料組合物1a，根據(jù)與實(shí)施例1中使用的相同方法制備深色涂布的樣品和淺色涂布的樣品，之后使用與實(shí)施例1相同的方法評(píng)價(jià)，其結(jié)果示于表3中。

在實(shí)施例1中，在曝露之前對(duì)于淺色的與目標(biāo)色調(diào)的色差ΔΕ有利地為ΔΕ＝1.6，而對(duì)比實(shí)施例1的色差ΔΕ較差，為ΔΕ＝9.1。

此外，實(shí)施例1的深色樣品的紅外輻射反射率為30％或更大，而淺色樣品為55％或更大，并且各自滿足日本油漆生產(chǎn)商協(xié)會(huì)的JPMS耐候屋頂油漆標(biāo)準(zhǔn)(2007)中限定的紅外輻射反射率規(guī)格。此外，在通過曝露于氙燈1500小時(shí)進(jìn)行耐候性試驗(yàn)之后，深色樣品在曝露之前和之后的色差ΔΕ為0.66，因此證實(shí)了極小的變化，而淺色樣品的色度變化ΔC較小為0.88，視覺上維持了灰色并且證實(shí)了有利的耐候性。

表3

實(shí)施例2和3

根據(jù)與實(shí)施例1相同的方法使用相同類型和組合的消色顏料制備實(shí)施例2和3的樣品，不同之處僅在于將顏料組成比例改變成表4中所示比例。

對(duì)比實(shí)施例2和3

根據(jù)與實(shí)施例1相同的方法使用相同類型和組合的消色顏料制備對(duì)比實(shí)施例2和3的樣品，不同之處在于僅將顏料組成比例改變成表4中所示比例。

以與實(shí)施例1相同的方式評(píng)價(jià)實(shí)施例2和3和對(duì)比實(shí)施例2和3的樣品，結(jié)果示于表4中。

正如由結(jié)果可以理解地，不同于實(shí)施例2和3(其證實(shí)了對(duì)于深色和淺色二者相比于目標(biāo)色調(diào)的色差ΔΕ的值為2或更小)，對(duì)比實(shí)施例2和3的值明顯不同于目標(biāo)色調(diào)。與目標(biāo)的色差為2或更小的實(shí)施例2和3的紅外輻射反射率是有利的并且滿足日本油漆生產(chǎn)商協(xié)會(huì)的JPMS耐候屋頂油漆標(biāo)準(zhǔn)(2007)中限定的紅外輻射反射率規(guī)格。此外，在通過曝露于氙燈(1500小時(shí))進(jìn)行的耐候性試驗(yàn)中，對(duì)于深色在曝露之前和之后的色差的值為0.75(實(shí)施例2)和0.51(實(shí)施例3)，而對(duì)于淺色的色度變化ΔC^*的值為1.07(實(shí)施例2)和0.95(實(shí)施例3)，因此證實(shí)了非常有利的耐久性。

正如通過實(shí)施例可以理解的，確定根據(jù)本發(fā)明的用于隔熱涂料的黑色顏料組合物和使用所述顏料組合物的涂料證實(shí)了如下有利效果：能夠制備具有與鉻基黑色顏料相似的黑色調(diào)的經(jīng)涂布板，當(dāng)涂料與不同顏色的涂料混合時(shí)促進(jìn)了顏色匹配例如遮蔽，證實(shí)了高的紅外輻射反射率和優(yōu)異的耐候性，并且證實(shí)了優(yōu)異的所謂隔熱性。

1.5

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于隔熱涂料的黑色顏料組合物，其中使用選自C.I.顏料藍(lán)15:3、顏料藍(lán)15:1、顏料藍(lán)15:2、顏料藍(lán)15:4和顏料藍(lán)15:6的至少一種顏料作為酞菁藍(lán)顏料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于隔熱涂料的黑色顏料組合物，其中使用C.I.顏料綠7和/或C.I.顏料綠36作為酞菁綠顏料。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的用于隔熱涂料的黑色顏料組合物，其中所述組合物由作為第一顏料的酞菁藍(lán)顏料、作為第二顏料的酞菁綠顏料和作為至少一種其它彩色顏料的第三和第四顏料組成。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于隔熱涂料的黑色顏料組合物，其中所述第三顏料為無機(jī)黃色顏料。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于隔熱涂料的黑色顏料組合物，其中所述無機(jī)黃色顏料為選自黃色氧化鐵、硫化鋅、鎘黃、鉍釩黃、釩錫黃和釩氧化鋯黃的至少一種顏料。

7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的用于隔熱涂料的黑色顏料組合物，其中所述第四顏料為選自二酮吡咯并吡咯顏料和萘酚顏料的至少一種顏料。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的用于隔熱涂料的黑色顏料組合物，其中在根據(jù)CIE標(biāo)準(zhǔn)的顏色空間坐標(biāo)中，相對(duì)于L₂ ^*＝26.80、a₂ ^*＝0.22、b₂ ^*＝0.42的目標(biāo)色調(diào)，所述組合物具有通過方程ΔΕ₂＝[(ΔL₂ ^*)²+(Δa₂ ^*)²+(Δb₂ ^*)²]^1/2計(jì)算的色差ΔΕ₂為2.0或更小的范圍內(nèi)的色調(diào)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的用于隔熱涂料的黑色顏料組合物在組合物顏色變淺時(shí)用于產(chǎn)生如下范圍內(nèi)的色調(diào)的用途，在根據(jù)CIE標(biāo)準(zhǔn)的顏色空間坐標(biāo)中，相對(duì)于L₁ ^*＝54.70、a₁ ^*＝-5.07、b₁ ^*＝-10.10的目標(biāo)色調(diào)，通過方程ΔΕ₁＝[(ΔL₁ ^*)²+(Δa₁ ^*)²+(Δb₁ ^*)²]^1/2計(jì)算的色差ΔΕ₁為2.0或更小。

10.隔熱黑色涂料，所述隔熱黑色涂料至少包含根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的用于隔熱涂料的黑色顏料組合物、粘結(jié)劑和溶劑。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的隔熱黑色涂料，其中所述涂料進(jìn)一步包含白色無機(jī)顏料。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的隔熱黑色涂料，其中所述白色無機(jī)顏料為選自氧化鈦、氧化鋅和氧化鋁的白色顏料。

13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的隔熱黑色涂料，其中所述粘結(jié)劑為選自丙烯酸系樹脂、丙烯酸系-有機(jī)硅樹脂、有機(jī)硅樹脂、氟樹脂、聚氨酯樹脂、不飽和聚酯樹脂和醇酸樹脂的樹脂。

14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的隔熱黑色涂料用于遮蔽彩色涂料或消色涂料的用途。

15.根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的隔熱黑色涂料用于涂布建筑物的屋頂或外墻的用途。

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