[发明专利]红外反射材料及其制备方法以及含所述材料的油漆和树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种钙钛矿型复合氧化物红外反射材料及其制备方法。本发明还涉及一种含有该红外反射材料的涂料和树脂组合物，以及使用所述涂料的红外反射器。

技术背景

红外反射材料为反射包含在日光等中的红外线的材料。由于红外反射材料可减少沥青、混凝土等覆盖的地面、建筑物等的红外线吸收量，所以红外反射材料用于减轻热岛现象、提高建筑物在夏季的空气调节效率等。

作为这种红外反射材料，已知例如作为黑色材料的含铬化合物如Cr₂O₃、Cu-Cr复合氧化物、Fe-Cr复合氧化物、Co-Fe-Cr复合氧化物和Cu-Cr-Mn复合氧化物(见专利文件1)。不含铬的化合物，包括碱土金属元素和锰的复合氧化物如Ca-Mn复合氧化物、Ba-Mn复合氧化物和掺杂有4重量％二氧化钛的Ba-Mn复合氧化物(见专利文件2)及稀土元素和锰的复合氧化物如Y-Mn复合氧化物(见专利文件3)也是已知的。作为白色材料的化合物如棒状二氧化钛(见专利文件4)也正在研究中。

引用列表

专利文件

专利文件1：JP 2000-72990 A

专利文件2：USP6416868

专利文件3：JP 2002-038048 A

专利文件4：JP 2006-126468 A

发明概述

本发明要解决的问题

当许多黑色红外反射材料含重金属如Cu、Cr和Co时，含这种重金属的材料的使用被强烈抑制。特别是出于安全考虑，迫切需要开发不使用Cr的材料。然而，问题是碱土金属元素和锰的复合氧化物具有大量要在水中洗提的碱土金属，因此红外反射率随洗提降低。在稀土元素和锰的复合氧化物中，指出的问题是高成本，这是因为使用昂贵的稀土元素作为原料。此外，白色红外反射材料之一的棒状氧化钛要求红外区的长波长侧上反射率改善更多。

问题解决方法

随着新型红外反射材料的开发，本发明人发现一种含碱土金属元素和至少一种选自钛、锆和铌的元素的钙钛矿型复合氧化物具有高红外反射率。本发明人还发现一种作为具有足够红外反射率的黑色材料的含此复合氧化物和锰元素和/或铁元素的复合氧化物。另外，本发明人发现当诸如铝和镓的周期表IIIa族元素和锌元素含在该两种复合氧化物中时，该两种复合氧化物具有更高的红外反射率。

本发明人还发现红外反射材料可通过将碱土金属化合物与至少一种选自钛、锆和铌的元素的化合物混合，并煅烧该混合物而制备；在含锰元素和/或铁元素或周期表IIIa族元素和锌元素的情况下，红外反射材料可通过当将碱土金属化合物与至少一种选自钛、锆和铌的元素的化合物混合时，另外将锰化合物和/或铁化合物或周期表IIIa族元素的化合物和锌化合物混合，并煅烧该混合物而制备。本发明人发现由于由此得到的钙钛矿型复合氧化物为粉末形式，所以可将钙钛矿型复合氧化物与要用于各种用途的涂料或树脂组合物混合，并完成本发明。

即，本发明为一种包含钙钛矿型复合氧化物的红外反射材料，所述钙钛矿型复合氧化物含至少一种碱土金属元素和至少一种选自钛、锆和铌的元素。此外，本发明为一种包含钙钛矿型复合氧化物的红外反射材料，所述钙钛矿型复合氧化物在复合氧化物中还含有锰元素和/或铁元素。另外，本发明为一种包含钙钛矿型复合材料的红外反射材料，所述钙钛矿型复合氧化物在两种复合氧化物中还含有诸如铝和镓的周期表IIIa族元素和锌元素。

此外，本发明为一种制备钙钛矿型复合氧化物红外反射材料的方法，含钙钛矿型复合氧化物红外反射材料的涂料和树脂组合物，及施涂有该涂料的红外反射器。

发明优点

本发明红外反射材料为含至少一种碱土金属元素和至少一种选自钛、锆和铌的元素的钙钛矿型复合氧化物，且具有足够的红外反射率。此外，具有足够红外反射率的黑色材料通过在此复合氧化物中另外含锰元素和/或铁元素而得到。另外，当该两种钙钛矿型复合氧化物含诸如铝和镓的周期表IIIa族元素和锌元素时，该两种钙钛矿型复合氧化物具有更高的红外反射率。

由于使用对热稳定的无机组分，这种红外反射材料具有高热稳定性和耐热性，且由于不含铬，所以不会为安全和环境问题担忧。另外，该红外反射材料耐溶于水，且由洗提导致的红外反射率的降低是小的。

为此，该红外反射材料可通过将该红外反射材料施涂在建筑物的屋顶和外墙，或通过将该红外反射材料施涂在道路和人行道上而用于减轻热岛现象等。

另外，由于不使用任何昂贵的原料且由于该红外反射材料可在空气中制备，所以该红外反射材料可相对便宜地制备。