[发明专利]涂料组合物和包含该涂料组合物的反射涂层体系

说明书

相关申请

本专利申请要求2007年10月2日提交的美国临时申请号60/977,031的优先权和所有利益。

技术领域

本发明总体上涉及一种涂料组合物，更具体地涉及一种包括固化薄膜的反射涂层体系，该固化薄膜由涂料组合物形成并沉积在基材上。该固化薄膜是透明的且具有优异的日光反射率和耐腐蚀性。

相关技术说明

卷材涂料组合物是本领域公知的，其通常在基材最终应用之前被施涂于基材，例如金属基材上，从而形成固化薄膜。基材典型的最终用途包括器械、机动车部件和装置和建筑应用。更具体地，当基材用于建筑应用，如住宅或商业建筑的屋顶或排水沟时，通常使用卷材涂料组合物。固化薄膜用来为基材提供美观性和节能性，当基材为金属基材时，固化薄膜还用来钝化金属基材，从而提供耐腐蚀性。

卷材涂料组合物的选择取决于由卷材涂料组合物形成的固化薄膜的许多所期望的特性和性能，如日光反射率性能、发射率性能、防腐性、耐侯性、抗紫外性能和美观性。

日光反射率典型地表示为反照率(α)值，通常用来衡量反射日光的能力，包括日光中的可见光，红外线，和紫外线的波长。反照率值为反射的日光辐射通量与入射通量的比值，且定量为0.0至1.0的值。反照率值为0.0表示日光被全部吸收，而反照率值为1.0表示日光被全部反射。为了取得根据Environmental Protection Agency指南有效的EnergyStar资格，对于基本没有斜度的屋顶(通常为商业建筑)，反照率必须大于或等于0.65，而对于具有斜度的屋顶(典型地为住宅建筑)，反照率必须大于或等于0.25。当反照率值高，如接近1.0时，住宅或商业建筑由于暴露于日光下而获得的热量吸收减小。热量吸收是在其上设有屋顶的建筑物内部的温度升高，当上述屋顶不反射日光或太阳辐射时引起上述情况。因此，有利的是由卷材涂料组合物形成的固化薄膜具有高反照率值并因此具有最大化的日光反射率。

发射率(ε)通常用来衡量能量辐射。发射率典型地被定义为在相同温度下物体放射的能量与黑体放射的能量的比值，且定量为0.0到1.0的值。黑体为吸收所有触及该黑体的电磁辐射的物体，即黑体不反射电磁辐射。大多数金属的发射率典型地是低的，例如铝的发射率为约0.20。虽然对于Energy Star评级Environmental Protection Agency没有要求发射率标准，但是住宅或商业建筑屋顶的发射率优选是高的，例如接近1.0，从而降低住宅或商业建筑从日光的热量吸收。因此，有利的是使由卷材涂料组合物形成的固化薄膜的发射率最大化。当固化薄膜的发射率最大化时，住宅和/或商业建筑用于降温的费用降低。另外，当发射率最大化时，导致城市区域温度升高的“热岛”效应降低。

卷材涂料组合物典型地包括树脂、交联剂、溶剂(或水)，和由卷材涂料组合物形成的固化薄膜的所期望的物理性能而定的一种或多种添加剂组分。树脂的选择经常基于当成形为固化薄膜时，耐受气候、化学品、灰尘和其它自然因素，同时保持柔性的考虑。

铬酸盐通常包括在卷材涂料组合物中，并且有助于钝化金属基材。铬酸盐是一种强氧化剂并且在水存在下形成不溶化合物，该不溶化合物阻止并化学吸附地与腐蚀促进离子键合，由此保护金属基材免于腐蚀。铬酸盐还赋予卷材涂料组合物和由其形成的固化薄膜以对金属基材优异的粘附性。当金属基材是由某些金属形成时，难以获得固化薄膜对金属基材优异的粘附性。但是，铬酸盐是一种挥发性有机化合物(VOC)并且是潜在的致癌物质。因此，需要具有与铬酸盐相似的所期望的性能的更安全的替代品。

除铬酸盐之外，卷材涂料组合物典型地包括有色颜料，其用来在功能和美观方面调节卷材涂料组合物和由其形成的固化薄膜。当有色颜料混入到卷材涂料组合物中时，有色颜料典型地赋予由卷材涂料组合物形成的固化薄膜以颜色。当金属基材的最终的应用为屋顶时，典型地出于美学原因来选择颜色，因为对于屋顶来说，所期望的是具有特定颜色并且与商业建筑或住宅建筑的其它部分匹配的屋顶。另一方面，颜色还具有功能调整性，因为当固化薄膜的颜色较浅时，屋顶会具有更高的反照率值，因此热量吸收降低。卷材涂料的有色颜料使由其形成的固化薄膜不透明，这避免金属基材的外观由于透过固化薄膜而显露出来。然而，在一些应用中，例如商业建筑的屋顶，保持金属基材的外表也可能是所期望的。

当固化薄膜是透明的时，可以保护屋顶免于腐蚀和老化。然而，透明的常规固化薄膜不具有高反照率值或日光反射率，因而，促使在其上设有屋顶的商业建筑降温的成本增加。