[发明专利]主要用于车身的采用了液晶光干涉颜料的随角异色效应涂料及随角异色效应涂层系统

说明书

本发明涉及基于液晶聚合物的光干涉颜料，涉及随角异色效应涂料，还涉及用上述涂料涂覆的物品，特别是汽车车身。此外，本发明还包括光干涉颜料的制备方法。液晶聚合物是已知的，例如得自DE40 08 076A，EP 66 137A和US-PS5,188,760。

常用的汽车非金属光泽涂料一般包括向合成树脂透明载体中掺入决定着所需涂料颜色的彩色颜料。这些颜料的颜色效应是基于光谱选择吸收效应，因此入射白光的宽光谱部分被这些颜料吸收，而仅有窄光谱部分被反射。

在对较鲜艳的知觉色的尝试中，尤其对于车身，已开发了通常所说的随角异色效应面漆。就这种面漆中的一类，金属闪光漆而言，除了别的颜料以外，还通过混合作用将作为颜料的小金属片掺入漆料中。就这种面漆中的另一类而言，用经涂覆的云母颗粒作为颜料。采用这些随角异色效应面漆可以达到比采用非金属光泽涂料更好的颜色光泽；此外，随入射光的方向和/或观察方向的不同，知觉色略有改变，这点是所希望的。EP 383 376 A1公开了这样一种随角异色效应面漆，其中细小云母片的全部侧面以手征向列排列方式均匀地涂有交联的液晶聚合物(LCP)。这种颜料的着色外观通过干涉观象而出现。入射光中仅这样一些光波被反射，即这些光波的波长与液晶聚合物的等距晶面间距发生干涉，而其它波长的那部分光穿过涂料的透明体质并被优选为暗色的基底所吸收。当从垂直于被涂表面的方向观察时，平行于被涂表面排列的这种片晶状光干涉颜料具有定义为第一颜色的基本色，当从倾斜方向观察时，具有第二颜色-较短波色。被涂表面这种依赖于观察角度的着色外观使涂层系统具有高度的随角异色效应，并且可用于用户感觉确实非常需要这种颜色效应的特定应用中。缺点是光干涉颜料制备昂贵，使随角异色效应涂料和相应地在物品上的涂敷随角异色效应面涂料的成本提高。

基于聚硅氧烷的光干涉颜料的制备已秘密地为申请人所知，每种这类颜料完全由液晶聚合物交联薄膜的小碎片构成。这些光干涉颜料本身是无色透明的。该颜料所能达到的颜色效应基于液晶型分子的规整结构和均匀排列，还基于源于此的、光谱中特定部分的光的干涉作用，对这部分光颜料具有反射作用。其它部分的光穿过上述颜料。通过这种方法，就可以根据涂层系统的组合和/或根据光干涉颜料及其混合而达到极好的不同类型的颜色效应。除了涂层系统的以及为此而使用的涂料的新颖美学颜色效应之外，这种涂层系统还产生了一系列技术优点。基于其化学成分，这种光干涉颜料具有的比重大致相当于颜料载体和/或漆基的比重。因此，在涂料的贮存过程中或在用高速旋杯喷涂的应用过程中，颜料与漆基不会出现同类聚集的分离现象，这种现象在含有高比重的吸收颜料(大部分基于金属)的普通涂料中可以观察到。此外，由于仅通过在油漆间中以不同比例混合较少的几种光干涉颜料就能制造出整个颜色系列，现场存放的原料就可限制到较少几种基本涂料，因此非常显著地简化了对于各种涂料颜色的逻辑运算。然而，用于这些液晶聚合物的聚硅氧烷具有以下缺点：必须由昂贵的原料经过一系列的步骤才能合成出来。所述类型的光干涉颜料是如此得到的：将液态或液晶态的聚合物刮涂到光滑的基底上，例如抛光的滚筒上，从而形成一层薄膜。通过刮涂步骤，导致薄膜中分子线状排列，即成为单一取向；仅在这种定向之后薄膜显示出干涉色。在刮涂期间液晶聚合物的剪应过程中，自动产生了相等的晶面间距，并因此形成了具有颜色选择效应的衍射结构。

光干涉颜料的基本色调由知觉色决定，或由在垂直光照下垂直观察被涂表面产生的颜色决定。由于几何学原因，与垂直于表面的光线相比较，倾斜于表面的光线方向会使晶面间距出现变化，因此知觉色朝另一不同的颜色变化，这种不同颜色根据相应的观察表面的方向而在色谱中向较短波长方向转移。换言之，取决于相对于观察者光路的表面上某部分的位置，表面的该部分显示出基本色或显示出另一种较短波色。例如基本色为红色的光干涉颜料可以变化成绿色；就其它光干涉颜料而言，可以产生介于蓝绿之间的变色。

这种情况下，涂有决定颜色的涂层的基底的颜色越暗，能够感觉到的颜色强度就越高，尽管这种基底的色调必须由具有吸收效应的彩色颜料所决定。其原理实际上是穿过光干涉颜料的那部分光或多或少地被暗色基底完全吸收，而且基底色调越暗吸收的越多。

出现液晶相的一个条件是刚性介晶(mesogene)分子结构。液晶聚合物的重复单元包括介晶单元。最常见的两种分子结构一种是侧链LC聚合物，其中作为侧链的介晶单元化学固定于聚合物主链上，另一种是主链LC聚合物，其中介晶单元构成聚合物主链或构成聚合物主链的一部分。除了均聚物外，还可以制备大量的含有不同介晶单元的共聚物。