能量有效的建筑表面的制作方法

专利名称：能量有效的建筑表面的制作方法
技术领域：
本发明涉及在诸如沥青板屋顶(asphalt shingle roof)、屋瓦及其它外表面之类的外表面上使用的用于提高日光反射率的反射涂层，以及用于延长这种涂层的有效使用期的方法。
背景技术：
为了节约能源，越来越期望将屋顶和其它外表面上的太阳能反射掉。被吸收的太阳能增加建筑物的制冷能源费。另外，在人口稠密区如大城市区，太阳能的吸收会使环境气温升高。太阳能的主要吸收体为建筑屋顶。大城市区中的环境气温比周边的农村地区高10或更多是非常常见的。这种现象通常称为城市热岛效应。将太阳能反射而不吸收它，可降低冷却费并由此降低建筑物中的能源费。另外，减少太阳能吸收可以通过帮助降低环境气温来提高人口稠密区的生活质量。
可以通过使用金属屋顶材料或带金属涂层的屋顶材料来实现太阳能反射。然而，因为金属屋顶材料或带金属涂层的屋顶材料的热发射率低，所以这种材料由于限制辐射热流而不能产生显著的能源节约，也不能降低能源费。
还可以通过使用白色或浅色的屋顶来实现太阳能反射。然而，这种斜式屋顶由于美学方面的原因而没有被市场完全接受。反而，深色屋顶受到人们的青睐。但是，深色屋顶由于其自身的性质而对太阳能的吸收程度更高，反射更少。
非平坦的或斜式的屋顶通常使用的板材被涂有附着于该板材外表面的彩色颗粒。这种板材通常由在沥青中嵌入颗粒的沥青基底制成。使用屋顶材料颗粒既是出于美学原因，又是用于保护板材下面的基底。这种颗粒特有的性质是在板材上产生显著的表面粗糙度。由此，太阳辐射的反射率会降低，因为辐射以多次散射的方式被散射，这导致与置于光滑表面上的相同涂层相比吸收增加。
虽然当建筑材料被安装时，它们可能具有足够高的太阳能反射率，但是各种环境因素往往会使其反射性能变差。在许多地区，特别是在那些屋顶的暴露表面常常潮湿的情况下，微生物(如藻类、地衣和苔藓)在屋顶上生长是屋顶的常见问题。在其它地区，空气传播物(如煤烟)的沉积是降低太阳能反射率的主要原因。这些问题是作为妨碍外观的问题被本领域解决的。
美学上希望用较深色的建筑表面，而通过白色表面或者接近白色表面的较高的太阳能阻挡性可以获得能量效率，这二者之间的冲突要求一个折衷的办法，即倾向于较浅的颜色。虽然较浅的颜色可以满足初始的阳光反射率的标准(如贴上“Energy Star”标志所要求的那些反射率标准)，但是随着污垢和微生物的累积，较浅的颜色往往会随着时间的流逝而丧失其反射率。在数年内保持有用的或者所需的水平的阳光反射率通常意味着初始的反射率必须显著高于最终的目标反射率，而这又需要甚至更浅的、更不理想的初始颜色。
在“Energy Star”标志的标准中，这种反射率的下降已经通过纳入暴露老化的技术要求而得以确定。急斜式屋顶的初始阳光反射率必须大于25％，并且在3年后必须保持高于15％。希望保持甚至更高的反射率。在高度污染和/或有利于藻类生长的潮湿条件的地区中，可能有必要选择具有甚至更高的初始反射率的材料，在有些情况下，需要初始反射率高达30％，为的是在3年后保持反射率为15％。这意味着仍然需要较浅的颜色。
发明概述本发明提供一种非白色建筑表面，该非白色建筑表面包括基底、第一反射涂层和第二反射涂层，所述第一反射涂层在基底的外表面的至少一部分上，使得具有该第一反射涂层的所述基底表现出的最小直射日光反射率值为至少约25％；所述第二反射涂层在所述第一反射涂层的至少一部分上，其中，所述第一反射涂层和所述第二反射涂层的组合使得该基底在770nm到2500nm的波长范围内的基本所有点上的反射率都至少为约20％。
在一些实施方案中，将生物生长抑制剂或自清洁组分纳入建筑表面反射涂层的一层或两层中。在其它实施方案中，将生物生长抑制剂或自清洁组分设在建筑表面上，并且与非白色建筑表面相邻，所述的非白色建筑表面包括基底、第一反射涂层和第二反射涂层，所述第一反射涂层在基底的外表面的至少一部分上，使得具有该第一反射涂层的所述基底表现出的最小直射日光反射率值为至少约25％；所述第二反射涂层在所述第一反射涂层的至少一部分上，其中，所述第一反射涂层和所述第二反射涂层的组合使得该基底在770nm到2500nm的波长范围内的基本所有点上的反射率都至少为约20％。
在另一个方面中，本发明提供一种非白色建筑表面，该非白色建筑表面包括基底、第一反射涂层和第二反射涂层，所述第一反射涂层在基底的外表面的至少一部分上，使得具有该第一反射涂层的所述基底表现出的最小直射日光反射率值为至少约25％；所述第二反射涂层在所述第一反射涂层的至少一部分上，其中，所述第一反射涂层和所述第二反射涂层的组合使得该基底在770nm到2500nm(包括770nm和2500nm端值在内)的范围内测得的总反射率值至少为约7,000。
在一些实施方案中，将生物生长抑制剂或自清洁组分纳入建筑表面反射涂层的一层或两层中。在其它实施方案中，将生物生长抑制剂或自清洁组分设在建筑表面上，并且与非白色建筑表面相邻，所述的非白色建筑表面包括基底、第一反射涂层和第二反射涂层，所述第一反射涂层在基底的外表面的至少一部分上，使得具有该第一反射涂层的所述基底表现出的最小直射日光反射率值为至少约25％；所述第二反射涂层在所述第一反射涂层的至少一部分上，其中，所述第一反射涂层和所述第二反射涂层的组合使得该基底在770nm到2500nm(包括770nm和2500nm端值在内)的范围内测得的总反射率值至少为约7,000。
在另一个方面中，本发明提供一种非白色建筑表面，该非白色建筑表面包括无机的非金属基底、第一反射涂层和第二反射涂层，所述第一反射涂层在所述基底的外表面的至少一部分上，该带涂层的基底表现出的最小直射日光反射率值为至少约25％；所述第二反射涂层在所述第一反射涂层的至少一部分上，其中，所述第一反射涂层和所述第二反射涂层的组合使得该基底具有以下性质中的至少一种(i)在770nm到2500nm的波长范围内的基本所有点上的反射率至少为约20％，和(ii)在770nm到2500nm(包括770nm和2500nm端值在内)的范围内测得的总反射率值至少为7000。
上述

发明内容
并非要描述本公开的每个示例性实施方案或者每一种实施方式。以下描述将会对利用了本文所公开的原理的某些实施方案进行更具体地描述和举例说明。
发明详述本发明的一个优点是提供美学特征得到增强、和/或使用期限被延长、同时保持其太阳能反射性质的建筑基底。建筑基底的例子包括屋顶板和屋瓦。由以下的发明详细描述和所附的权利要求可以使本发明的其它特点和优点变得显而易见。
本发明包括一种非白色建筑表面，该非白色建筑表面包括带涂层的基底，例如那些相对于常规的屋顶材料颗粒而言提高了日光反射率的、用于屋顶材料中的颗粒。通过首先给基底颗粒提供反射性的底漆或底涂层，然后在底涂层上用包含非白色颜料的第二涂料提供第二涂层，来获得提高的反射率。在一些实施方案中，颜料可能提高了在日光光谱的近红外线(NIR)(700-2500nm)部分上的反射率。
在一些实施方案中，基底为无机的、非金属的。虽然在整个说明书中提及的是屋顶材料颗粒，但是可将底涂层和外涂层布置在其它建筑物表面上，如玻璃、瓦(如粘土瓦或混凝土瓦)、屋顶物质、混凝土或岩石的表面上，所述材料可以是(但不必是)颗粒状的。在一些实施方案中，建筑表面涂层在涂层内或涂层上具有生物生长抑制剂或自清洁组分。在一些实施方案中，生物生长抑制剂或自清洁组分与建筑表面涂层相邻，而不是作为建筑表面涂层自身的组成部分。在其它实施方案中，生物生长抑制剂或自清洁组分既存在于涂层中又与带涂层的建筑表面相邻。
制备这种建筑表面的方法在2003年10月7日提交的美国专利申请No.10/680,693中有所描述。尽管这些涂层是更有效的太阳能反射体，使得它们在与之前的涂层具有相等的反射率的条件下，可以被配制成更深的颜色，但是它们的性能仍然因受到污染或者因受到微生物生长的玷污而变差。初始反射率可以通过在建筑表面上纳入生物生长抑制剂或自清洁组分中的至少一种而得以保持更长的时期。
在一些实施方案中，生物生长抑制剂可以包括金属化合物，特别是氧化物(例如金属氧化物)，其选自TiO2、ZnO、WO3、SnO2、CaTiO3、Fe2O3、MoO3、Nb2O5、TiXZr(1-x)O2、SiC、SrTiO3、CdS、GaP、InP、GaAs、BaTiO3、KNbO3、Ta2O5、Bi2O3、NiO、Cu2O、CuO、SiO2、MoS2、InPb、RuO2、CeO2、Ti(OH)4、或其组合。其它可用作本发明的生物生长抑制剂的铜化合物包括溴化铜、硬脂酸铜、硫酸铜、硫化铜、氰化亚铜、硫氰酸亚铜、锡酸亚铜、钨酸铜、碘化亚铜汞(cuprous mercuric iodide)和硅酸亚铜、或其混合物。术语“生物生长抑制剂”包括杀死微生物的那些材料以及显著阻碍微生物生长的那些材料。在其它实施方案中，生物生长抑制剂可以包括有机组分，例如在PCT公开WO 2002/10244中所述的那些。在一些实施方案中，可以将杀虫剂或者生物生长抑制剂结合到建筑表面涂层的一层或两层中。在其它实施方案中，其可作为单独的涂层施用。在一些实施方案中，其可被周期性地进行补充或者替换。
在其它实施方案中，杀虫剂或者生物生长抑制剂可以作为单独的成分而存在于建筑表面上。例如，购自位于美国明尼苏达州圣保罗市3M公司的含铜屋顶材料颗粒(例如#7000、#7022、#7050或者#7070)，可以与美国专利申请No.10/680,693中的非白色反射性颗粒混合，从而提供这样的屋顶板其初始日光反射率与仅具有非白色颗粒的屋顶板的初始反射率相接近，但是具有延长的使用期限，在该期限期间，反射率保持大于初始反射率的任意选择的分数。生物生长抑制剂通常以有效量使用，从而在延长的时间段内提供生物生长抑制作用。这样的时间段的例子包括2到5年、3到7年、4到10年、5到15年、10年以上、15年以上、以及20年以上。
或者，可以将反射性颗粒重新配制成具有更深的初始颜色，并且在任意时间间隔(在该时间间隔期间产生污染或者微生物玷污)后将保持所需的反射程度。
在一些实施方案中，自清洁组分可以包括光催化剂。当把光催化剂活化或者暴露于日光下时，光催化剂产生氧化和还原部位。这些部位能够防止或者抑制藻类在基底上生长，或者能够产生抑制藻类在基底上生长的活性组分。在其它实施方案中，这些部位产生抑制生物在基底上生长的活性组分。本领域技术人员通常所知的光催化颗粒适用于本发明。适当的光催化剂包括(但是不限于)TiO2、ZnO、WO3、SnO2、CaTiO3、Fe2O3、MoO3、Nb2O5、TiXZr(1-x)O2、SiC、SrTiO3、CdS、GaP、InP、GaAs、BaTiO3、KNbO3、Ta2O5、Bi2O3、NiO、Cu2O、SiO2、MoS2、InPb、RuO2、CeO2、Ti(OH)4、或其组合。在一些实施方案中，过渡金属氧化物光催化剂为纳米晶体锐钛型TiO2。光催化成分还能产生活性组分，该活性组分与有机污染物进行反应并将有机污染物转变成挥发性的或容易洗去的材料。
已经发现，相对于具有单一涂层并具有类似可见颜色的颗粒来说，由涂有反射性底漆或底涂层和含非白色颜料的第二涂层或外涂层的基矿(base mineral)构成的屋顶材料颗粒提高了日光的反射率。在一些实施方案中，在所感兴趣的波长处所得到的日光反射率超过至少20％。至少为25％的日光反射率值满足由美国环境保护局(EPA)提出的题为“Energy Star”项目下的急斜式屋顶日光反射率的现有标准。短语“日光反射率”和“直射日光反射率”在本申请中可互换地使用。EPA允许制造商对于那些符合某些能量规格的屋顶材料产品使用标志“Energy Star”。
在一些实施方案中，本发明使用与以前的着色剂相比提高了在日光光谱的NIR部分处的反射率的有色颜料。NIR占太阳入射能的约50％-60％。提高在日光光谱NIR部分处的反射率，在能量效率方面会产生显著的效益，从而这种颜料可用于本发明的一些实施方案中。
直射日光反射率是指根据ASTM方法G159中所定义的纵坐标方法(ordinate procedure)的变型计算出的在300到2500nm的波长范围内、在垂直于辐射轴的表面上被反射的入射太阳辐射占被接收的入射太阳辐射的比值。使用从位于美国加利福尼亚州伯克利市的Lawrence Berkley实验室承索可得到的电子数据表，在感兴趣的范围内以5nm为间隔计算内插的辐照度数据，所述电子数据表组合了根据ASTM方法G159获得的在大气质量1.5的法向直射和半球向日射辐的辐照度(direct and hemispherical Solar Irradiance Air Mass 1.5)数据。使用5nm间隔数据通过将单个的辐照度除以300到2500nm的总辐照度来得到加权因子。然后，将加权因子乘以按5nm间隔得到的实验反射率数据，从而得到在这些波长处的直射日光反射率。
总反射率值是指在770nm到2500nm范围内(包括770nm和2500nm端值在内)以5nm间隔测得的各离散的反射率百分比数值的总和。
CIELAB为由CIE在1976年所采用的两个系统中的第二个，这两个系统作为在数值上更好地表示均匀色空间的模型。色彩对立(color opposition)与以下发现相关联，所述发现为在视觉神经和脑之间的某处，视网膜的色彩刺激被转换为明和暗、红色和绿色、蓝色和黄色之间的区别。CIELAB用三个轴表示这些数值L*、a*和b*。中心纵轴表示亮度(用L*表示)，其数值为0(黑色)到100(白色)。色轴是基于颜色不能同时为红色和绿色或不能同时为蓝色和黄色的事实，因为这些颜色彼此对立。在每个轴上，数值从正到负。在a-a′轴上，正值表示红色的量，而负值表示绿色的量。在b-b′轴上，黄色为正，蓝色为负。在这两个轴上，零都为中性灰色。
对于本申请的应用，具有落入以下方程式所定义的倒圆锥体内的颜色的制品为白色，而具有超出该圆锥体范围的颜色的制品为非白色-(L*)+[((L0*)+(y(a*)^2+z(b*)^2)^0.5)/x]≤0
其中L0*＝67，x＝1.05，y＝1.0，z＝1.0，并且L*、a*和b*的值根据CIE L*a*b*刻度定义。
对应于白色的色空间值靠近纵轴L*落入该圆锥体中，其没有强烈的颜色，如其在a*和b*轴的任一个轴或两者上的小位移所示，并且具有比较高的亮度，如由大于L0*的L*所示。L0*为圆锥体的顶点。对于本申请的应用，“较暗”是指较暗颜色的制品的L*值相比于进行比较的制品的L*值，前者L*值至少低约1单位，优选为低约2单位。
可以使用本发明的颗粒生产含沥青的板材(如屋顶板)。屋顶板通常包含诸如毡、玻璃纤维等之类的材料。应用饱和剂或浸渍剂(如沥青)对于完全渗透毡或玻璃纤维基材是必不可少的。通常，在已浸透的基材上施加防水或抗水的涂料如沥青，然后在该防水/抗水涂料上面施加矿物颗粒面层，从而得到常规的屋顶板。
可以使用各种其它的层，例如耐候性或抗冲击性的膜，反射膜等。
提供以下实施例，以进一步说明本发明的各个方面。这些实施例并不意味着以任何方式限制本发明的范围。
实施例试验方法1使用配备有PELA-1000积分球附件的Perkin Elmer Lambda 900分光光度计进行反射率测量。这个球的直径为150mm(6英寸)，并且符合1991年ASTM出版的“ASTM Standards on Color andAppearance Measurement”(第三版)中收录的ASTM方法E903、D1003和E308。在250-2500nm光谱范围内测量光漫反射率(DLR)。UV-可见光积分设为0.44秒。狭缝宽度为4nm。使用“陷波器(trap)”来消除由镜面反射率所产生的问题。
用位于样品前或标准白板前的清洁的、光学上平坦的熔融二氧化硅(石英)板进行所有的测量。用要表征的颗粒填充直径约50mm且深度约10mm的杯子。
试验方法2
使用配备有样品容器的Labscan XE分光光度计(得自位于美国弗吉尼亚州Reston市的Hunter Associates Laboratory公司)并使用横动辊(traversing roller)来测量L*a*b*颜色，使用横动辊是为了确保制备均匀的水平面，以便测量。将容器填充到约5mm的深度以确保测定值是由颗粒产生的。关于样品容器和样品制备的更详细说明，参阅美国专利No.4,582,425。
试验方法3将待试验的颗粒筛分以得到这样的粒径级别其通过16目而保留在20目的美国标准筛筒上。将15克经过筛分的颗粒放入带有聚乙烯开口环和调整环的、直径为31毫米的开口杯(由位于美国新泽西州Metuchen市的Spex CertiPrep公司出品)中，测量经过筛分的颗粒的初始含铜量。将组装好的样品杯的底部与0.2密耳(5微米)厚、二又八分之七英寸(7.3厘米)宽的聚丙烯窗膜(由位于美国新泽西州Metuchen市的Spex CertiPrep公司出品)排列。注意不能敲打或进行其它行为以免引起颗粒在杯中重排，将杯子放置在装备有表面分析探针的XMET880 X射线荧光(XRF)仪器(由位于美国新泽西州Ewing市的Metorex公司出品)的探针上，该表面分析探针上固定有60毫居里的Cm-244激发源。采样时间设置为20秒。已经用一系列已知含铜量的颗粒对仪器进行了校正，数据的记录单位为克/公吨。
将50克经过筛分的颗粒置于含有200毫升煮沸的5％ Al2(SO4)3的500毫升锥形瓶中。使颗粒在硫酸铝溶液中煮沸刚好3分钟。然后将锥形瓶从加热板上移开，并立即倾析掉上层清液。注意不要从锥形瓶中损失任何颗粒。将颗粒用200毫升去离子水漂洗三次，注意每次倾析都不要损失颗粒。将颗粒置于烘箱内的干燥架上的纸巾上，在230(110℃)下保持12分钟。然后将颗粒从烘箱取出，使之冷却并根据试验方法3B再次测定最终的含铜量。在提取操作之前和之后的XRF读数之差被记录为沥滤量(Leached Amout)，单位为千克/公吨。
试验方法4
通过快速化学试验测定颗粒的相对光催化活性，所述化学试验提供了通过在颗粒内或颗粒上经UV辐射的光催化剂而产生羟基的速率的表征方法。该试验结果已经表现出与现场试验中的屋顶材料颗粒的光催化性能具有相关性。
将约40克的待试验颗粒称重，用去离子水洗涤、干燥，并转移到500毫升的结晶皿中。将颗粒均匀地铺在结晶皿的底部。向结晶皿中加入500克的4×10-4M的对苯二甲酸二钠水溶液。通过置于颗粒上的被浸没的小型皮氏培养皿底部内的磁力搅拌棒进行搅拌。小型皮氏培养皿用来防止颗粒涂层可能被搅拌棒磨损，如果磨损将会产生可使活性读数出错的悬浮颗粒。将该大结晶皿置于磁力搅拌器上，并位于由4个等间隔的4英尺(1.2m)长的黑光灯泡(Sylvania 350BL 40WF40/350BL)组成的UV灯组下，所述灯泡由两个特别设计的镇流器(由位于美国威斯康星州Woodville市的Action Labs公司出品)供电，以提高发射光的强度。调整灯泡的高度以提供～2.3mW/cm2的UV光通量。使用VWR(VWR公司位于美国宾夕法尼亚州的Westchester市)UV光度计(型号为21800-016)和320-390nm的宽带波长测量光通量，所述的UV光度计装备有UVA365型的UVA辐射计。在辐射期间，以约5分钟的时间间隔用移液管移走约3毫升的溶液，并将溶液转移到一次性4窗式聚甲基丙烯酸甲酯比色杯或者石英比色杯中。将比色杯中的样品置于Fluoromax-3分光荧光计(由位于美国新泽西州Edison市的SPEX Fluorescence集团(隶属于Jobin Yvon公司)出品)中。以样品在λex314nm、λem424的荧光强度对样品所受的辐射时间绘图。为了比较，可以将不同屋顶材料颗粒制剂的荧光强度-时间图绘制在同一幅图中。曲线的直线部分的斜率(初始的3-5个数据点的斜率)指示出不同颗粒制剂的相对光催化活性。
颗粒涂敷方法在立式混合器中将表1-3中所示的浆料组分混合。将1000重量份的基底预热到90-95℃，然后在立式或卧式混合器中将该基底与所指示量的浆料混合。实施例1使用等级#11的未带涂层的屋顶材料颗粒作为基底。实施例2-4使用实施例1中生产的颗粒作为基底。然后将涂有浆料的颗粒在旋转窑(天然气/氧火焰)中烧制，在约10分钟的时间内使实施例3达到850℃的温度、使其余实施例达到750-850℃的温度。在烧制之后，使颗粒冷却到室温。
试验方法5将保持在如下所述的营养培养基中的Neochloris(从美国佛罗里达州的沥青板中培养的绿色单细胞藻类)培养物用于实验室藻类激发试验，以测定在模拟的板材基底上接种的藻类的存活率。在保持在24℃±2℃的环境室(由位于美国北卡罗莱那州Asheville市的REVCO公司出品的昼夜恒温箱，型号为#RI-50-555-ABA)内进行藻类激发试验。将光循环设定为16小时光照和8小时黑暗。准备含有包埋在10克熔融沥青中的约2克屋顶材料颗粒的小型皮氏培养皿。将包埋的颗粒用去离子水洗涤3次，并在藻类试验开始之前先进行干燥。每种颗粒类型制备两组。
藻类生长培养营养培养基

将培养三周的Neochloris藻类的藻类悬浮液收集在50毫升无菌离心管中，并在200到300克下离心15分钟，以使细胞形成小球。将细胞再悬浮在不用MnCl2而制成的营养培养基中并再次离心。将细胞再悬浮在30毫升不用MnCl2而制成的30毫升培养基中，然后用其接种颗粒皿。将2mL的这种稀释的、略带浅绿色的、经过洗涤的藻类细胞悬浮液加入到每个皿中，并将每个皿置于可透射UV的拉链塑料袋内。如下表所示，将一组皿置于UV灯下，将另一组置于冷白荧光灯下。使用在试验方法4中所述的UV光度计测量光强度。并且，使用型号为DLM2的光度计(得自美国俄勒冈州Beaverton市的Universal Enterprises公司)测量可见光的强度。

如有必要，每天检查水位并补满。在第七天，检查各皿，观察对照物是否已经达到充分地生长，使得藻类的绿色目视可见。如果存在充分生长，则终止试验，并使用主观评估来确定功效的程度。在颗粒上看不到绿色的皿中，使用立体显微镜确定是否有任何藻类在颗粒或沥青上生长。如果对照物中的生长不充分，则将不用MnCl2而制成的1毫升营养培养基加入到各个皿中，并在评估效力之前使细胞再生长4天。
材料在实施例中使用以下材料硅酸钠溶液(39.4％的固体，SiO2与Na2O的比为2.75)，得自位于美国宾夕法尼亚州Valley Forge市的PQ公司。
高岭粘土(得自位于美国康涅狄格州New canaan市的Unimin公司的SnobriteTM)。
Dover粘土，一种高岭粘土(得自位于美国马里兰州Columbus市的W.R.Grace公司)硼砂(硼酸钠，5摩尔，典型组成21.7％ Na2O，48.8％ B2O3，和29.5％ H2O)，得自位于美国加利福尼亚州Boron市的U.S.Borax(美国硼砂公司)。
二氧化钛(Tronox CR-800，典型组成95％ TiO2，经氧化铝处理的)，得自位于美国密西西比州Hamilton市的Kerr-McGee公司。
颜料(10411金黄，10241森林绿，V-3810红，V-9250亮蓝)，得自位于美国俄亥俄州克利夫兰市的Ferro公司。
等级#11的未带涂层的屋顶材料颗粒(得自位于美国明尼苏达州圣保罗市的3M公司)，规格范围如下(按照ASTM D451)WA9300无油的白色屋顶材料颗粒(得自3M公司)Kronos 1000二氧化钛(得自位于美国麻萨诸塞州Chelmsford市的Kronos公司)FC-129(含氟化合物表面活性剂)，得自位于美国明尼苏达州圣保罗市的3M公司LR7070铜释放型屋顶材料颗粒(得自3M公司)实施例1-3使用颗粒涂敷方法并用列于表1中的涂料组分，来制备颗粒。除非另作说明，用量都以克表示。
表1

根据颗粒涂敷方法使用表2所列的涂料组分对实施例中的一些颗粒施加了第二涂层。除非另作说明，用量都以克表示。
表2

根据颗粒涂敷方法使用表3所列的涂料组分，对实施例中所选择的颗粒施加了第三涂层。除非另作说明，用量都以克表示。
表3

实施例4实施例4是90重量％的实施例1的颗粒和10重量％LR707的铜释放型颗粒(得自3M公司)的混合物。
对照物是90重量％的无油WA9300屋顶材料颗粒(得自3M公司)与10重量％的LR7070的铜释放型颗粒(得自3M公司)的混合物。该颗粒混合物以及单独的WA9300提供了用于藻类生长抑制试验(方法5)的已知性能。单独的WA9300被认为可以使藻类生长，而混合的颗粒被认为在抑制藻类生长方面是有效的。
试验方法1-5的试验结果总结在表4中。
表4

实施例5-7分别使用实施例2-4的颗粒制备板材。
用重力加料法将加热到375(190℃)的熔融沥青(得自位于美国明尼苏达州Minneapolis市的Trumbul Asphalt Supply公司)加到移动的、经沥青浸渍的玻璃纤维垫(得自位于美国明尼苏达州Minneapolis市的A.H.Bennett公司)料片上。沥青厚度通过刮片计量达到约2毫米的厚度。将冷却后的垫切割成0.0058m2的片并在176(80℃)的烘箱中加热3分钟，直到沥青软化并开始流动。立即将颗粒(得自实施例2-5)施加到受热垫上。将约100克的颗粒置于在瓶盖上等间隔地冲有孔洞(直径为3毫米)的玻璃瓶中。将玻璃瓶保持在受热沥青之上9英寸(22.8cm)的位置处并使瓶子保持水平，将颗粒滴到沥青的表面上。用250毫升锥形瓶的瓶底并横贯沥青的表面施加均匀的压划(pressure stroke)，使颗粒被包埋在沥青中。收集过量的颗粒并以类似的方式再次施用。在评价之前先使含有颗粒的沥青板冷却。结果总结在表5中。
表5

本说明书中引用的所有专利、专利申请和出版物分别以参考方式并入本文，如同被单独并入一样。本发明的可预见性变形和修改对于本领域技术人员而言是显而易见的，而不偏离本发明的范围和实质。本发明不应受到本申请中所描述的示例性实施方案的限制。
权利要求
1.一种非白色建筑表面，该非白色建筑表面包括基底；第一反射层，其在所述基底的外表面的至少一部分上；反射层和所述基底的这种组合表现出的最小直射日光反射率值为至少约25％；第二反射层，其在所述第一反射层的至少一部分上，其中，所述第一反射层和所述第二反射层的组合使得该基底在770nm到2500nm的波长范围内的基本所有点上的反射率至少为约20％；和防腐剂，其选自生物生长抑制剂、自清洁组分、或其组合。
2.权利要求1所述的表面，该表面还包括第三层，所述第三层位于所述基底和所述第一层之间、或位于所述第一层和所述第二层之间、或位于所述第二层上。
3.权利要求1所述的表面，其中所述的防腐剂是所述第一层的一部分。
4.权利要求1所述的表面，其中所述的防腐剂是所述第二层的一部分。
5.权利要求1所述的表面，其中所述的防腐剂是所述第三层的一部分。
6.权利要求1所述的表面，其中所述的防腐剂是所述第一层、所述第二层和所述第三层中的两者或多者的一部分。
7.权利要求1所述的表面，其中所述的防腐剂是所述第一层、所述第二层和所述第三层的一部分。
8.权利要求1所述的表面，其中所述的反射层位于区域中，并且其中所述防腐剂位于与反射层区域相邻的所述基底的区域中。
9.权利要求8所述的表面，其中所述的防腐剂位于未被所述第一涂层和所述第二涂层覆盖的所述基底的区域中。
10.权利要求1所述的表面，其中所述的基底是无机的非金属基底。
11.权利要求1所述的表面，其中所述的基底选自粘土、混凝土、岩石、及其组合。
12.权利要求1所述的表面，其中所述的基底包括无机颗粒。
13.权利要求12所述的表面，其中所述的基底包括一部分具有反射层的无机颗粒和一部分具有防腐剂的无机颗粒。
14.权利要求1所述的表面，其中所述的基底包括至少一部分屋顶板。
15.一种非白色建筑表面，该非白色建筑表面包括基底；第一反射层，其在所述基底的外表面的至少一部分上，该带反射层的基底表现出的最小直射日光反射率值为至少约25％；第二反射层，其在所述第一反射层的至少一部分上，其中，所述第一反射层和所述第二反射层的组合使得该基底在包括770nm和2500nm端值在内的770nm到2500nm的范围内测得的总反射率值至少为约7,000；和防腐剂，其选自生物生长抑制剂、自清洁组分、或其组合。
16.权利要求15所述的表面，该表面还包括第三层，所述第三层位于所述基底和所述第一层之间、或位于所述第一层和所述第二层之间、或位于所述第二层上。
17.权利要求15所述的表面，其中所述的防腐剂是所述第一层的一部分。
18.权利要求15所述的表面，其中所述的防腐剂是所述第二层的一部分。
19.权利要求15所述的表面，其中其中所述的防腐剂是所述第三层的一部分。
20.权利要求15所述的表面，其中所述的防腐剂是所述第一层、所述第二层和所述第三层中的两者或多者的一部分。
21.权利要求15所述的表面，其中所述的防腐剂是所述第一层、所述第二层和所述第三层的一部分。
22.权利要求15所述的表面，其中所述的反射层位于区域中，并且其中所述防腐剂位于与反射层区域相邻的所述基底的区域中。
23.权利要求22的表面，其中所述的防腐剂位于未被所述第一涂层和所述第二涂层覆盖的所述基底的区域中。
24.权利要求15所述的表面，其中所述的基底是无机的非金属基底。
25.权利要求15所述的表面，其中所述的基底选自粘土、混凝土、岩石、或其组合。
26.权利要求15所述的表面，其中所述的基底包括无机颗粒。
27.权利要求26的表面，其中所述的基底包括一部分具有反射层的无机颗粒和一部分具有防腐剂的无机颗粒。
28.权利要求15所述的表面，其中所述的基底包括至少一部分屋顶板。
29.一种产生非白色建筑表面的方法，该方法包括将第一涂层设置到基底外表面的至少一部分上；使所述第一涂层固化，从而在基底上形成第一反射层，所述第一反射层表现出的最小直射日光反射率值为至少约25％；将第二涂层设置到所述的带涂层的基底的至少一部分上；和使所述第二涂层固化成第二反射层，其中，所述第一反射层和所述第二反射层的组合提供以下性质(i)和(ii)中的至少一种(i)在770nm到2500nm的波长范围内的基本所有点上的反射率至少为约20％；和(ii)在包括770nm和2500nm端值在内的770nm到2500nm的范围内测得的总反射率值至少为7000；并且在所述基底上提供防腐剂，所述防腐剂选自生物生长抑制剂、自清洁组分、或其组合。
30.权利要求29的表面，该表面还包括第三层，所述第三层位于所述基底和所述第一层之间、或位于所述第一层和所述第二层之间、或位于所述第二层上。
31.权利要求29的表面，其中所述的防腐剂是所述第一层的一部分。
32.权利要求29的表面，其中所述的防腐剂是所述第二层的一部分。
33.权利要求29的表面，其中所述的防腐剂是所述第三层的一部分。
34.权利要求29的表面，其中所述的防腐剂是所述第一层、所述第二层和所述第三层中的两者或多者的一部分。
35.权利要求29的表面，其中所述的防腐剂是所述第一层、所述第二层和所述第三层的一部分。
36.权利要求29的表面，其中所述的反射层位于区域中，并且其中所述防腐剂位于与反射层区域相邻的所述基底的区域中。
37.权利要求36的表面，其中所述的防腐剂位于未被所述第一涂层和所述第二涂层覆盖的所述基底的区域中。
38.权利要求29的表面，其中所述的基底是无机的非金属基底。
39.权利要求29的表面，其中所述的基底选自粘土、混凝土、岩石、或其组合。
40.权利要求29的表面，其中所述的基底包括无机颗粒。
41.权利要求40的表面，其中所述的基底包括一部分具有反射层的无机颗粒和一部分具有防腐剂的无机颗粒。
42.权利要求29的表面，其中所述的基底包括至少一部分屋顶板。
43.一种非白色板材，该板材包括板材基底；第一反射层，其在所述板材基底的外表面的至少一部分上；反射层和基底的这种组合表现出的最小直射日光反射率值为至少约25％；第二反射层，其在所述第一反射层的至少一部分上，其中，所述第一反射层和所述第二反射层的组合使得该板材基底在770nm到2500nm的波长范围内的基本所有点上的反射率至少为约20％；和防腐剂，其选自生物生长抑制剂、自清洁组分、或其组合。
44.一种非白色板材表面，包括板材基底；第一反射层，其在所述板材基底的外表面的至少一部分上，具有所述反射层的所述基底表现出的最小直射日光反射率值为至少约25％；第二反射层，其在所述第一反射层的至少一部分上，其中，所述第一反射层和所述第二反射层的组合使得该板材基底在包括770nm和2500nm端值在内的770nm到2500nm的范围内测得的总反射率值至少为约7,000；和防腐剂，其选自生物生长抑制剂、自清洁组分、或其组合。
全文摘要
本发明提供了一种非白色建筑表面，该非白色建筑表面包括基底；在基底的外表面的至少一部分上的第一反射涂层，使得具有所述第一反射涂层的所述基底表现出的最小直射日光反射率值为至少约25％；和在所述第一反射涂层的至少一部分上的第二反射涂层，其中所述第一反射涂层和所述第二反射涂层的组合使得该基底在770nm到2500nm的波长范围内的基本所有点上的反射率至少为约20％。
文档编号E04D1/22GK1898077SQ200480039003
公开日2007年1月17日 申请日期2004年12月13日 优先权日2003年12月24日
发明者马克·T·安德森, 彼得·B·弗莱明, 拉克尔·A·T·古尔德, 克里斯托夫·L·格罗斯, 小丹尼尔·B·彭德格拉斯 申请人:3M创新有限公司