[发明专利]透射红外辐射并呈现颜色稳定性的涂料组合物及相关涂层体系

说明书

发明领域

本发明总的来讲涉及透射红外辐射并呈现颜色稳定性的涂料组合物。本发明还涉及沉积在基底上的固化涂层和使用该涂料组合物的方法。

背景信息

对于很多涂料应用(例如汽车涂料、航空涂层、工业涂层和建筑涂层)，为了美观的目的，特别需要深色(例如黑色和深蓝色)。然而，深色涂料历史上容易吸收近红外辐射，因为其通常依赖于使用除可见辐射之外还吸收近红外辐射的颜料(例如炭黑)。近红外辐射(即具有700-2500纳米的波长的光能)占到达地球表面的太阳能的超过50%。发热是近红外辐射吸收的直接结果。因此，深色涂料历史上容易造成温度的大幅升高，特别是在晴天，这由于很多原因通常是不适宜的。因此，需要能反射太阳热(近红外)的涂料。

在Principles and formulations for organic coatings with tailored infrared properties,Progress in Organic Coatings,20:1-25(1992)(“Brady”)中，描述了获得太阳热反射涂料的配制方法。在一种方法中，使用了双层涂层体系，其中用吸收可见辐射但透射近红外辐射的颜料(例如有机黑颜料(提到了芘黑)或其他有机颜料(提出了酞菁蓝和酞菁绿和咔唑二恶嗪紫))着色上层，反射近红外辐射的下层(例如高反射性白底涂层)降低该涂层体系的温度升高。这种涂层体系的实例还描述于美国专利申请公开号2004/0191540A1中。

某些缺点与现有模式的这种涂层体系相关。一个缺点是难以获得呈现乌黑色的涂层。这是因为上层中使用的红外透明颜料与红外吸收炭黑颜料相比具有散射光的趋势。这一问题在薄膜区域和涂层边缘中更加恶化，在此处涂层可能根本不呈现为黑色。另一缺点是不能获得呈现其中涂层的颜色在暴露于气候条件之后不会明显改变的颜色“稳定性”的涂层体系。

因此，将会需要提供能够制备对红外辐射透明的涂层且甚至在薄膜区域和涂层边缘中也能够呈现“稳定的”颜色(例如乌黑色)的涂料组合物。还将会需要提供包括由该组合物沉积的涂层的涂层体系。

发明概述

在某些方面中，本发明涉及涂料组合物。这些涂料组合物包含：(a)成膜树脂质粘合剂；(b)第一可见吸收红外透明颜料；和(c)与第一可见吸收红外透明颜料不同的第二可见吸收红外透明颜料。由该涂料组合物沉积的固化涂层(i)具有至少240的黑度(jetness)；和(ii)在3000小时QUV耐久性试验之后呈现颜色改变不超过1ΔE单位。

在其他方面中，本发明涉及涂料组合物，其包含：(a)具有不超过5%的浊度且包含第一可见吸收红外透明颜料的着色剂；和(b)包含与第一可见吸收红外透明颜料不同的第二可见吸收红外透明颜料的颜料分散体。

本发明还涉及例如使用该涂料组合物的方法和相关经涂覆的基底。

发明详述

为了以下详细描述的目的，应当认识到本发明可以各种可替代的变型和步骤顺序，除非有明确相反的指示。而且，除了在任何操作实施例中或者以其他方式暗示之外，说明书和权利要求书中所用的所有表示例如成分含量的数值都应当被认为在所有情况中被术语“约”修饰。因此，除非有相反的暗示，以下说明书和后附权利要求书中提出的数值参数都是近似值，其可能根据本发明所要得到的所需性质而变化。至少但并不作为尝试将等效方式的原则应用于权利要求的范围，各数值参数应当至少根据所报道的有效数字位数并通过应用普通取整技术进行解释。

尽管提出本发明的宽范围的数值范围和参数都是近似值，但特别实施例中提出的数值都尽可能精确报道。然而，任何数值都固有地包含必要的必然误差，这是由其各自测试试验中发现的标准偏差所导致的。

而且，应当认识到此处所述的任何数值范围都意于包括其中包含的所有子范围。例如，“1-10”的范围意于包括在所述最小值1和所述最大值10之间(含端点)的所有子范围，即具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值的所有子范围。

如所示那样，本发明的某些实施方案涉及包括成膜树脂质粘合剂的涂料组合物。此处所用的术语“成膜树脂质粘合剂”表示一旦除去该组合物中存在的任何稀释剂或载体或一旦在常温或升高温度时固化就能够在基底的至少水平表面上形成自支撑连续膜的树脂。

可以用于本发明中的成膜树脂尤其包括但不限于汽车OEM涂料组合物、汽车整修涂料组合物、工业涂料组合物、建筑涂料组合物、卷材涂料组合物、包装涂料组合物、防护和船舶涂料组合物和航空涂料组合物中所用的那些。