包含蓝色和绿色酞菁颜料的热屏蔽涂料组合物的制作方法
【专利说明】包含蓝色和绿色酞菁颜料的热屏蔽涂料组合物
【背景技术】
[0001] 1、发明领域
[0002] 本发明涉及用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物。
[0003] 2、相关技术说明
[0004] 在夏季，辐射在建筑物的屋顶和外墙和铺设的街道上的阳光产生的热量积聚。基 于此，白天期间冷却负载增加和夜晚期间热量释放，这导致作为热岛现象已知的现象，其中 在城区甚至在日落之后，环境温度也不下降，这正变成严重的问题。由于温度甚至在夜晚期 间也不下降，所以空调在夜晚期间也运行，由其产生的热空气起增强热岛现象的作用。
[0005] 为了缓解该热岛现象进行隔热涂料的开发，该涂料能降低导致阳光能量扩散和透 入建筑物的现象。为此，这种涂料使用具有低热导率的材料提供隔热性质并且应用到建筑 物屋顶和外墙上。然而，当想要赋予这些涂料一定程度的隔热效果时，由于必须增加涂料的 膜厚度而存在增加材料成本和应用成本的问题。
[0006] 用于缓解热岛现象的另一原理为在建筑物屋顶，外墙等施加被赋予热屏蔽性质的 涂料，由此通过阳光能量在屋顶和外墙上的反射而使阳光能量不在建筑物内部积聚。根据 此方法，由于与隔热涂料相比，甚至在施加的涂料厚度低的情况下，可以获得可观的屏蔽效 果，所以目前大量公司积极地进行这种涂料的开发。
[0007] 有效的热屏蔽涂料是通过将白色颜料分散于树脂和溶液中而获得的白色涂料，所 述白色颜料不吸收可见光区域至红外光区域的波长的光。这样的白色涂料典型地显示出 最大的光反射效果。然而，当白色涂料应用到建筑物外墙，仓库屋顶等上时，由于其高反射 率而导致极其耀眼，因此对附近的居民来说是令人不愉快的，并引起麻烦。为了降低这种耀 眼性，已考虑将炭黑添加至所述涂料中作为着色手段。然而，在这种情况下，尽管耀眼性被 抑制，但是产生了另外的问题，即由于炭黑对红外辐射的吸收而降低了热屏蔽效果。
[0008] 还在开发一种通过使用彩色颜料替代炭黑形成热屏蔽涂料而增强消光效果的方 法，所述彩色颜料吸收较少的红外区域波长的光。作为其实例，例如JP05293434A描述了一 种由金属薄板，底层和上层屏蔽层组成的热屏蔽板，其中该上层热屏蔽层由包含具有高红 外辐射透过率的彩色颜料的黑色热屏蔽层组成。由于该下层包含诸如金红石型二氧化钛的 白色颜料，所以通过彩色颜料的红外辐射被下层且额外地被金属薄板反射，因此产生热屏 蔽性能。
[0009] 存在两种使用这种黑色热屏蔽涂料的方法：
[0010] 1)该涂料直接作为黑色涂料使用，或在调节其亮度之后以非彩色涂料的形式，例 如灰色涂料施加，和
[0011] 2)上述1)中提及的非彩色热屏蔽涂料与彩色涂料如YMC混合，然后用于遮蔽以调 节彩色涂料的亮度和色度。
[0012] 在使用根据上述1)的涂料的情况下，该涂料要求在可见光区域（黑色）具有高的 吸光度，同时在邻近的红外区域具有高的透光率，从而在该基材处反射入射阳光的红外波 长部分，并且其也要求使用尽可能便宜的颜料，其被用作炭黑的替代物。
[0013] 在使用如上述2)的用于亮度调节的涂料的情况下，用于热屏蔽涂料的该颜料组 合物要求不仅在红外区域具有高的透光率，而且具有吸光度特性，其促进与期望的颜色相 一致的颜色匹配度。根据遮蔽涂料的一般方法，在第一步中，选择基色涂料，或如果需要，混 合多种基色涂料，以获得接近期望色彩的颜色。然后，在第二步中，混合白色或黑色涂料用 于调节色度和亮度，以获得期望的色调，色度和亮度。这样的颜色遮蔽在涂料工艺中被认为 是最要求专业知识的步骤之一，并且不管该遮蔽是否成功实施，其均对最终质量具有可观 的影响。
[0014] 在需要技巧的传统遮蔽操作中，电脑配色变得越来越流行，其中将彩色和非彩色 的基色涂料的颜色参数寄存在电脑中，还输入期望的参数，然后使用寄存的参数通过电脑 计算确定各涂料的配方比率。然而，如果电脑配色应用于热屏蔽涂料，则当使用现有配方时 可能产生差的热屏蔽。通过黑色颜料组合物对炭黑的简单替代可以赋予现有配方以热屏蔽 性质。
[0015] 在通过混合黑色涂料和彩色涂料用于色调调节的制备配方的常规通用方法中，规 范地使用包含炭黑颜料的黑色涂料。因此，同样在热屏蔽涂料的情况下，在改进遮蔽操作效 率方面，对于黑色涂料而言，为了调节色调优选通过提供与炭黑的色调接近的黑色热屏蔽 涂料来制备彩色涂料，然后将这样的涂料与彩色涂料混合以获得必须的亮度，色度等。
[0016] 然而，基于炭黑的黑色涂料并不优选用作热屏蔽涂料，因为如上所述，炭黑由于其 在红外区域的高吸光度而强烈吸收阳光的红外辐射。基于此，对在红外区域具有低吸光性 的黑色涂料（在红外区域的高透光率）存在强烈的需求，所述黑色涂料用作基于炭黑的常 规黑色涂料的替代物。在这种情况下，如前文所述，要求这样的热屏蔽黑色涂料具有尽可能 与由炭黑组成的涂料相接近的色调，或者换言之，在基于现有知识实施的遮蔽方面，要求所 述热屏蔽黑色涂料使用尽可能与炭黑颜料相比不显示色差的涂料组合物。
[0017] 关于用于上述目的的形成黑色热屏蔽涂料的颜料，除了上述光学性质之外，还要 求很多性质，例如它们不应该含有铬或其它有毒性的重金属，或应该显示出良好的颜料分 散稳定性；并且特别地，当位于严酷的夏季环境时，强烈要求具有高水平的耐候性。在此情 况下，不仅要求在暴露于阳光之前具有与包含炭黑的经涂覆的制品相近的色调，还要求在 暴露于阳光之后也同样具有与炭黑涂料相近的性质。
[0018] 响应这种需求，例如JP2009202494A描述了一种方法，其中使用了黑色的茈颜料。 然而，该方法的问题在于所使用的颜料的高价格，可能导致增加的涂料成本。此外，当涂料 为了用于调节亮度而加亮至例如灰色时，非常显著地变为绿色。因此，尽管该涂料在用于暗 色时没有导致明显的问题，但是所述方法在遮蔽操作中具有缺陷，而当该涂料为了加亮和 遮蔽而与其它彩色涂料混合时，校正绿色变得非常困难。
[0019] 作为解决上述问题的手段，例如JP2011068737A的实施方式部分提出了一种方 法，其中使用三种类型的颜料（颜料黄184、颜料紫19和颜料蓝15 :3)通过三种颜色混合 而获得接近炭黑的黑色热屏蔽涂料。采用该方法，在具有低亮度的暗黑色的情况下，相对容 易地达到与炭黑涂料接近的黑色的颜色调节，但是其具有下述问题：如果该热屏蔽黑色涂 料被稀释，或与白色涂料混合以增加亮度时，其颜色从非彩色到彩色，并且其结果是倾向于 显示出不同于炭黑涂料的大的色差。此外，根据此方法的热屏蔽黑色涂料具有不足的耐候 性，并且尽管在暴露之前接近炭黑，但是在暴露于阳光期间经历了相当的颜色改变，因此导 致热屏蔽性质大大降低的显著问题。
[0020] 如上所述，还没有发现热屏蔽黑色颜料组合物，其能显示出高的红外辐射透过率 并且进一步在从暗色到亮色区域的宽范围内的接近炭黑涂料的色调，并且在实践中具有令 人满意的耐候性，和能够作为便宜的炭黑的替代品。
[0021] 发明概述
[0022] 本发明的目的在于提供用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其具有高的红外辐射 透过率，当与彩色涂料和白色涂料混合时由于其不仅在暗色同样在亮色方面也具有接近炭 黑颜料的色调而使色调调节变得容易，具有高的耐候性，并且在成本方面是有利的；还提供 使用上述黑色颜料组合物的热屏蔽涂料，及其用于遮蔽和涂料的用途。
[0023] 考虑到这些情况，作为为了解决相关领域中的缺陷而进行广泛研宄的结果，本发 明人为了实现本发明的目的而获得了下述指导原则：
[0024] (1)当将酞菁蓝颜料和酞菁绿颜料合并为基本元素而代替合并通常的黄色，洋红 色和青色颜料时，显著改进了所产生的耐候性。
[0025] (2)通过简单地合并两种组分，酞菁蓝颜料和酞菁绿颜料，难于实现接近炭黑的色 调。为了降低与炭黑色调的差异（色差），必须进一步添加彩色颜料作为第三组分，并且如 果需要的话，添加另外的彩色颜料作为第四组分。
[0026] (3)此外，通常的情况是，甚至不能通过以下来获得期望的色调：合并第三、第四 或另外的彩色颜料与酞菁蓝颜料和酞菁绿颜料以制备接近炭黑颜料（如具有Munsell颜色 系统的N-I的这种黑色）的暗色黑涂料，并且将这种黑色涂料与另外的用于遮蔽的彩色涂 料混合。其原因在于：即使由彩色颜料制备的黑色，暗色涂料在视觉上接近炭黑的黑色，但 是当黑色涂料的亮度例如由于与白色填料混合而增加时，它们在可见光吸收性质方面的不 协调而导致显著的色差，这是因为光谱差异在视觉上能被感知。因此必须考虑在遮蔽之后 将要显现的亮度来确定用于遮蔽的热屏蔽颜料组成。
[0027] (4)为了实现上述（3)中描述的目的，必须将酞菁蓝颜料和酞菁绿颜料的总量调 节至相对于用于热屏蔽涂料的彩色颜料组合物的总量的具体组成范围之内。
[0028] 基于上述提到的指导原则，本发明人进一步寻找相对于炭黑涂料在亮色区域提供 1.5或更小的色差（ΛΕ)并且具有高耐候性的颜料组合物，并且因此能够获得颜料组合物 和热屏蔽黑色涂料，其与炭黑相比甚至在黑色、暗色区域具有小的色调差异，并且完成本发 明。
[0029] 因此，本发明涉及：
[0030] 1、用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其包含酞菁蓝颜料作为第一颜料，酞菁绿 颜料作为第二颜料，和至少一种其它彩色颜料，其中以重量份计，酞菁蓝颜料的量为Mb，酞 菁绿颜料的量为Mg，并且所述至少一种其它彩色颜料的总量为Mn时，满足
[0031] Mb+Mg+Mn = 100,并且
[0032] 20 < Mg+2. 2Mb < 60,基于100重量份的总颜料组合物计。
[0033] 2、上述1所述的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其中将选自C. I.颜料蓝15 : 3、颜料蓝15 :1、颜料蓝15 :2、颜料蓝15 :4和颜料蓝15 :6的至少一种颜料用作酞菁蓝颜 料。
[0034] 3、上述1或2所述的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其中将C. I.颜料绿7和 /或C. I.颜料绿36用作酞菁绿颜料。
[0035] 4、上述1-3中任一项所述的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其中所述组合 物包含无机彩色颜料和/或有机彩色颜料作为至少一种其它彩色颜料。
[0036] 5、上述4所述的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其中所述无机彩色颜料为选 自钴蓝、氧化铁黄、铬绿、硫化锌、锌钡白、镉黄、朱砂、镉红、铬