用于紅外反射顏色的低載量鈦酸鹽無機(jī)顏料的制作方法
【專利摘要】具有低摻雜劑水平（即小于約5％）的復(fù)合無機(jī)鈦酸鹽顏料，其表現(xiàn)出彩色和增強(qiáng)的紅外反射特性，這使得它們可用于配制表現(xiàn)出高IR反射率的顏色。該特性作為在暴露于陽光直射期間保持制品的外部表面涼爽的方法日益變得有用。實(shí)現(xiàn)這種情形可以降低能量（即冷卻/空調(diào)）消耗和成本。低載量的鈦酸鹽在所選擇的視覺顏色空間中可以將IR反射率提高1%至10%。還公開了含有那些低載量鈦酸鹽顏料的油漆組合物以及利用那些顏料來提供具有高紅外反射率表面的方法。
【專利說明】用于紅外反射顏色的低載量鈦酸鹽無機(jī)顏料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請基于White和Montgomery2011年7月7日提交的美國臨時專利申請系列號61/505，347，并要求上述美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，所述美國臨時專利申請的內(nèi)容通過引用并入本文。
[0002]本發(fā)明涉及彩色顏料領(lǐng)域，具體地涉及表現(xiàn)出高紅外反射率(IR)水平的彩色顏料。特別地，本發(fā)明涉及低摻雜水平(低載量)的基于鈦酸鹽的復(fù)合無機(jī)彩色顏料(CICP)以及它們在高IP反射材料的制劑中的用途，所述制劑可以用于著色例如塑料、油漆、涂料、陶瓷和搪玻璃的基底。
[0003]背景
[0004]復(fù)合無機(jī)著色顏料是基于結(jié)晶混合金屬氧化物材料。這類材料在本領(lǐng)域中是眾所周知的并且被描述在，例如 Hugh MacDonald Smith 的 High Performance Pigments,ffiley-VCH, 2002 和出版的手冊 Classification and Chemical Description of theComplex Inorganic Color Pigments,第三版，1991, Colored Pigment Manufacturer’ sAssociation (原來的 Dry Color Manufacturer’s Association)中，兩者在此均通過引用并入本文。另一篇描述CICPs的參考文獻(xiàn)是Pigment Handbook,第I卷，Properties andEconomics,第二版，Peter A.Lewis (編著)，John Wiley&Sons, 1988(特別參見章節(jié) C.e.2、C.e, 3、C.e.6和C.e.7)，其通過引用并入本文。
[0005]術(shù)語“復(fù)合無機(jī)彩色顏料”的使用是相對較新的。這些顏料一直被稱為陶瓷顏料、合成的無機(jī)復(fù)合物和混合的金屬氧化物。事實(shí)上，它們是所有的這些。復(fù)合無機(jī)彩色顏料是人造的紫色、藍(lán)色、綠色、黃色、棕色和黑色材料，其在800-1300°C的溫度下進(jìn)行煅燒。過去，這些顏料主要用于著色陶瓷。今天，它們是用于著色塑料和涂層的最重要的顏料類別之一。復(fù)合無機(jī)彩色顏料已知是熱穩(wěn)定、耐光、耐化學(xué)性和耐候性的。
[0006]著色劑或色料是由顏料和染料制成。The Color Pigment Manufacturer’sAssociation將顏料定義為“著色的、黑色的、白色的或熒光的顆粒狀有機(jī)或無機(jī)固體，其通常不溶于它們所摻入的載色劑或基體中并且基本上不被所述載色劑或基體物理和化學(xué)地影響。它們通過選擇性吸收和/或散射光來改變外觀。顏料通常分散在載色劑或基體中，用于例如制造油墨、油漆、塑料或其它聚合材料。顏料始終保持晶體或顆粒狀結(jié)構(gòu)”。
[0007]本發(fā)明涉及基于鈦酸鹽的CICP的制造和用途，與傳統(tǒng)的CICP相比，所述基于鈦酸鹽的CICP具有低的金屬載量(摻雜)水平?？捎米鞅景l(fā)明基礎(chǔ)的基于鈦酸鹽顏料的例子包括以下:
[0008]C.1.顏料棕 24
[0009]C.1.顏料棕 37
[0010]C.1.顏料棕 40
[0011]C.1.顏料棕 45
[0012]C.1.顏料黃 53
[0013]C.1.顏料黃 161[0014]C.1.顏料黃 162
[0015]C.1.顏料黃 163
[0016]C.1.顏料黃 164
[0017]C.1.顏料黃 189
[0018]C.1.顏料黑 12
[0019]C.1.顏料黑 24。
[0020]現(xiàn)在商用的普通種類的基于鈦酸鹽的CICP材料具有相對高的金屬摻雜水平(SP大于約10重量％)。在本文中使用的“摻雜水平”或“載量水平”指的是鈦酸鹽晶格結(jié)構(gòu)中TiO2按重量計(jì)的取代量。例如，C.1.顏料棕24是由摻雜了氧化鉻(III)(著色氧化物)和氧化銻(V)(無色的電荷平衡氧化物)的基于金紅石二氧化鈦的晶體制成。陶瓷命名法中的均相顏料的典型組合物在“Pigment Handbook”的第383頁被描述如下:Cr203.Sb2O5.31Ti02。在該化合物中，以下是組分元素的重量百分比:
[0021]Cr=3.52%
[0022]Sb=8.25%
[0023]Ti=50.29%
[0024]0=37.94% [0025]總摻雜金屬含量(Cr(III)和Sb(V)) = 3.52+8.25=11.77%。
[0026]這種制劑和其它具有更高金屬載量的制劑(通?？俆iO2的約10%至約20重量％被Cr和Sb氧化物所取代)描述了普通商用C.1.顏料棕24顏料?，F(xiàn)今市場上的最常規(guī)的CICP的摻雜水平往往具有更接近約20%取代水平。常規(guī)CICP中的高摻雜水平的原因有兩方面:第一，它為顏料提供了更明亮的顏色，和第二，它有助于賦予所得到的顏料良好的色調(diào)強(qiáng)度。
[0027]摻雜的金紅石顏料描述在下列美國專利中；其中沒有一篇描述或包括了摻雜水平低于5%的實(shí)例:
[0028]美國專利1，945，809，Herbert, 1934 年 2 月 6 日公布
[0029]美國專利2，257，278，Schaumann, 1941 年 9 月 30 日公布
[0030]美國專利3，022，186，Hund, 1962 年 2 月 20 日公布
[0031]美國專利3，832，205，Lowery，1974 年 8 月 27 日公布
[0032]美國專利3，956，007，Modly，1976年5月11日公布下列專利的每一篇都描述了使用改性劑來提高所限定的顏料的一些性質(zhì)。專利‘175討論了提高紅外反射率。這些專利中沒有一篇建議了摻雜水平低于5%:
[0033]美國專利4，844,741，Knittel等，1989年7月4日公布
[0034]美國專利4，919，723，Wilhelm 等，1990 年 4 月 24 日公布
[0035]美國專利5，006，175，Modly, 1991 年 4 月 9 日公布
[0036]美國專利5，192，365，Modly, 1993 年 3 月 9 日公布
[0037]歐專局公開的專利申請I 078 956，Reisacher等，2001年2月28日公開。
[0038]最后，PCT公開的專利申請W02011/101657 (Edwards等，2011年8月25日公開)建議了使用尺寸比通常的更大的金紅石TiO2結(jié)合著色的有機(jī)顏料來提供IR反射率的改進(jìn)。在所公開的組合物中，著色的鈦酸鹽顏料也可與有機(jī)顏料組合。[0039]到達(dá)地球表面的太陽輻射覆蓋的光譜范圍起始于約300nm，并且消失在約2500nm的紅外區(qū)。太陽輻射的峰值位于可見光譜范圍內(nèi)。盡管如此，到達(dá)地球表面的輻射中大約50%是在IR光譜區(qū)內(nèi)。這種IR輻射促進(jìn)了暴露制品內(nèi)的熱量累積。這其中的大部分是由被基底吸收并被轉(zhuǎn)化成熱的輻射所導(dǎo)致，從而加熱整個物體。這方面的例子是建筑，比如存儲設(shè)施，其由金屬板或者甚至煤渣塊所建造，并且位于溫帶(或者甚至熱帶)地區(qū)。太陽在春末和夏季月份中暴曬該建筑，由于紅外吸收，將加熱該建筑的內(nèi)部空間，從而影響儲存在該建筑中的材料。
[0040]為了使暴露的表面保持涼爽，一直在進(jìn)行增大表面的紅外(IR)反射率的努力。從表面反射掉的太陽IR輻射越多，吸收的就越少，在直接暴露時表面就會保持的越?jīng)鏊?shí)現(xiàn)更高的IR反射率和更涼爽的表面，可以導(dǎo)致能源消耗降低和能源成本更低。
[0041]本發(fā)明提供用于增強(qiáng)制品的太陽IR反射率的著色材料，其中所述著色材料被用作顏料，以替換更普通和常規(guī)的顏料。
[0042]概要
[0043]本發(fā)明涉及復(fù)合無機(jī)鈦酸鹽顏料，其著色金屬離子和它們的電荷平衡離子的載量小于約5重量％ (例如小于約2重量％ )，并且平均粒徑為約0.3至約5 μ m (例如約I至約3 μ m)。[0044]本發(fā)明還涉及高紅外反射油漆(以及其它涂料)組合物，以及塑料、陶瓷、搪玻璃、混凝土和其它要求高耐用性顏色的體系，其包含有效量的上面限定的顏料。最后，本發(fā)明涉及提供既具有視覺顏色又具有高紅外反射率的表面的方法，所述方法包括用上面限定的油漆組合物涂覆所述表面的步驟。
[0045]除非另有說明，在本文中使用的所有的百分率和比值均以重量計(jì)。此外，在本申請中列出的參考文獻(xiàn)全部通過引用并入本文。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]圖1顯示了如實(shí)施例1中所述的含有本發(fā)明顏料的油漆和含有常規(guī)顏料的對照涂料的反射光譜。
[0047]圖2顯示了如實(shí)施例2中所述的含有本發(fā)明顏料的油漆和含有常規(guī)顏料的對照涂料的反射光譜。
[0048]圖3顯示了如實(shí)施例3中所述的含有本發(fā)明顏料的油漆和含有常規(guī)顏料的對照涂料的反射光譜。
[0049]圖4顯示了如實(shí)施例4中所述的含有本發(fā)明顏料的著色PVC板和含有常規(guī)顏料的對照PVC板的反射光譜。
[0050]圖5顯示了如實(shí)施例5中所述的含有本發(fā)明顏料的著色PVC板和含有常規(guī)顏料的對照PVC板的反射光譜。
[0051]圖6顯示了如實(shí)施例6中所述的含有本發(fā)明顏料的著色PVC板和含有常規(guī)顏料的兩個對照PVC板的反射光譜。
[0052]詳細(xì)說明
[0053]在本文所使用的術(shù)語“有效量”是指可以被摻入油漆或其它產(chǎn)品中，從而提供所期望的顏色和IR反射率，而沒有帶來不期望的配制困難的顏料量。[0054]此外，在本文所使用的術(shù)語“基本上不含”特定組分，是指所限定的產(chǎn)品含有不大于約5重量％的特定組分(由此其被稱為“基本上不含”)，例如不大于約2%的所述組分，或不大于約I %的所述組分。
[0055]本申請涉及多種基于鈦酸鹽的CICP的制備和用途，所述CICP含有不同尋常的低水平(即低載量)的著色和電荷平衡金屬氧化物摻雜材料。低載量的著色和平衡金屬氧化物導(dǎo)致了不同尋常的高紅外反射率的CICP。這些低載量的CICP可以單獨(dú)使用或組合使用，以提高使用它們的有顏色材料的IR反射率。
[0056]本發(fā)明的低載量的基于鈦酸鹽的CICP含有的著色和電荷平衡金屬氧化物組分小于約5重量％。所述材料的示例性實(shí)施方式含有不大于約4%的這種摻雜元素、小于約2%的這種摻雜元素、或者不大于約I %的這種摻雜元素。與可商購的CICP材料相比，這些水平被認(rèn)為是低的。
[0057]在制備本發(fā)明的CICP時，將純的組成氧化物成分干混在一起，以形成原料混合物。該混合物在約800°C至約1300°C的溫度煅燒約4至約12小時。將煅燒產(chǎn)物冷卻并研磨成后煅燒的顏料粒徑。例如，可以使用噴射研磨、粉碎和本領(lǐng)域已知的其它粒徑減小技術(shù)。產(chǎn)生的顆粒可以具有約0.3至約5微米的平均尺寸的直徑，例如，約0.5至約5微米，約I至約5微米，或者約I至約3 微米的直徑。
[0058]一旦制備出來，將所述顏料用于著色基底，以便賦予視覺顏色并同時也為給定的視覺顏色提供最大的IR反射率。在其中期望避免因暴露于環(huán)境日照而過度熱累積的情況下，需要高IR反射率。CICP通常被用在嚴(yán)苛的應(yīng)用中，其中要求對化學(xué)品、天氣、光和熱的抗性。本發(fā)明對這些類型的應(yīng)用是特別有用的，但不限于這些類型。
[0059]本發(fā)明的顏料可作為唯一著色劑用于組合物中或者可與其它染料和/或顏料組合使用。在一個實(shí)施方式中，所述組合物含有本發(fā)明的顏料并且基本上不含有機(jī)顏料。
[0060]本文描述的CICP可用作，例如，油漆組合物中的著色成分或者用作要求著色的物體中的著色成分，比如塑料、陶瓷、混凝土或者搪玻璃。配制這樣的物體的方式是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。在油漆組合物中，顏料與漆料以及其它本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的常規(guī)油漆組分混合。這樣的常規(guī)油漆組分的實(shí)例包括:粘合劑；載色劑；溶劑；表面張力、流動性、起泡性、濕邊、剝皮、防凍性能和顏料穩(wěn)定性的改性劑；催化劑；增稠劑；穩(wěn)定劑；乳化劑；調(diào)質(zhì)劑；粘合促進(jìn)劑；uv穩(wěn)定劑；碾平劑(去光劑)；和殺生物劑。
[0061]在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，配制油漆組合物，從而作為顏料材料僅含有本發(fā)明的低載量的顏料，并且基本上不含任何其它的顏料材料。此外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，配制油漆組合物，從而作為顏料材料僅含有本發(fā)明的低載量的顏料，并且基本上不含所有其它鈦酸鹽衍生的顏料材料。
[0062]在可商購(現(xiàn)有技術(shù))的CICP中，用于最大化顏色和色調(diào)強(qiáng)度的高金屬載量導(dǎo)致了產(chǎn)生期望的視覺顏色的吸收帶在更大的光譜范圍內(nèi)變得更強(qiáng)和更寬。這種效果使得商業(yè)顏料在視覺上反射更少，但更重要的是，在IR光譜區(qū)的反射更少。這種效果是顏料固有的，并且不能通過在配色中添加更多的二氧化鈦白來完全克服。為了更具體地說明這一點(diǎn)，如本申請所限定的低載量的CICP，將比普通(現(xiàn)有技術(shù))商用級別的CICP與TiO2白的等價組合的反射性更強(qiáng)。這種根本區(qū)別是觀察到本發(fā)明的有用性的情況。如本文限定的低載量CICP可以被用來制備更紅外反射的顏色組合。這通過普通商用CICP與本發(fā)明的低載量CICP相比較的反射曲線的實(shí)施例最好地顯示出來，如圖1-6中所示。
[0063]大部分的不透明顏色是使用顏料組合制成。簡單的顏色，比如淺色，是彩色顏料加上白色顏料(最通常為Tio2S)的組合。更復(fù)雜的顏色使用更多數(shù)量的顏料。多種制劑可產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上相同的視覺顏色。但是，顏料具有多種多樣的紅外反射率，在特定配色中的顏料選擇可以很大程度地影響所得顏色的整體IR反射率。
[0064]以下給出了本發(fā)明的一些具體實(shí)施例。這些實(shí)施例僅僅是可以利用本發(fā)明制造說明性的組合物。它不旨在以任何方式地將本發(fā)明的范圍限定為這些實(shí)施例。
[0065]實(shí)施例1-普通的商用無機(jī)顏料的配色與低載的C.1.顏料棕45對比
[0066]在此實(shí)施例中，低載量的C.1.顏料棕45通過干混顏料級Ti02、Mn3O4和WO3氧化物粉末而制得，其比率為425Ti02:2W03:1Μη304。所述干混合物在空氣中在1100°C煅燒5小時而產(chǎn)生均勻的淺棕色粉末。細(xì)磨所述煅燒粉末以將平均粒徑減小至1-3微米。這種合成制備出含有98%Ti02的顏料級材料。
[0067]制備的低載量顏料棕45被配制到可商購的丙烯酸汽車油漆或涂料中進(jìn)行評估。一個實(shí)例是PPG DMR499樹脂。測試油漆被制成具有28.5%顏料的液體油漆。對于評估，所述油漆使用例如10密耳的鳥規(guī)(bird gauge)被拉成均勻的薄膜,從而產(chǎn)生視覺上不透明的含有55%顏料的干膜，其膜厚為2-3密耳。
[0068]由普通的常規(guī)顏料TiO2白、 C.1.顏料綠17、C.1.顏料紅101、和C.1.顏料棕24的混合物制得類似的視覺上著色的油漆或涂料。這種顏料混合物(稱為配色)以28.5%顏料的總顏料被配制到丙烯酸油漆或涂料中。所述油漆使用10密耳的鳥規(guī)被拉成均勻的薄膜，從而產(chǎn)生視覺上不透明的含有55%顏料的干膜，其膜厚為2-3密耳。
[0069]為了比較這兩種膜，在300_2500nm光譜范圍內(nèi)測量了每一種的反射光譜。該光譜顯示在圖1中。圖1中還包括地球表面的太陽輻射強(qiáng)度隨波長(使用相對比例)變化的繪圖。
[0070]從光譜圖中可以看出，當(dāng)與常規(guī)顏料配制的油漆相比時，本發(fā)明的低載量的顏料棕45產(chǎn)生了在IR波長的反射更多的顏色。測量這種差異的重要性可以通過觀察地球表面的太陽光的相對強(qiáng)度圖(其也被包括在其中作為參考)看出?？梢钥闯觯柟鈴?qiáng)度在較短的700-900nm的IR波長處是最高的。在該區(qū)域內(nèi)，當(dāng)與常規(guī)顏料配色比較時，低載量的顏料棕45在IR反射率上表現(xiàn)出最大的差異和優(yōu)勢。
[0071]數(shù)值化比較一種顏色與另一種顏色的太陽光反射率的一種方法是使用設(shè)備來測量總的太陽光反射率。這種設(shè)備，被稱為SSR-ER(例如，由Devices&Services出售的SolarSpectrum Reflectometer,型號SSR-ER),可以提供被定義為總太陽光反射率(按百分比測量)的比較數(shù)值。意為總太陽光反射能力的％TSR，是取200-2500nm的波長范圍(太陽能)的反射率值并應(yīng)用于太陽光的入射輻射，權(quán)重每個波長。該數(shù)值被用于測定一種顏色在太陽光下將會多熱，并且根據(jù)熱吸收和高IR反射率來對顏色相對于彼此進(jìn)行排序。％TSR值越高，樣品反射的太陽光就越多。在實(shí)施例1中，低載量的棕45具有52%的％TSR值，而視覺配色具有46%的%TSR。
[0072]實(shí)施例2-普通的商用無機(jī)顏料的配色與低載量的C.1.顏料黃162比較
[0073]在該實(shí)施例中，低載量的C.1.顏料黃162通過干混顏料級的Ti02、Cr2O3和Nb2O5氧化物粉末而制得，其比率為312Ti02:1Nb2O5: lCr203。所述干混合物在空氣中在1170°C煅燒5小時而產(chǎn)生均勻的淺黃色粉末。細(xì)磨所述煅燒粉末以將平均粒徑減小至1-3微米。這種合成制備出含有98%Ti02的顏料級材料。
[0074]制備的低載量顏料黃162被配制到可商購的丙烯酸汽車油漆或涂料中進(jìn)行評估。一個實(shí)例是PPG DMR499樹脂。測試油漆被制成具有28.5%顏料的液體油漆。對于評估，所述油漆使用例如10密耳鳥規(guī)被拉成均勻的薄膜，從而產(chǎn)生視覺上不透明的含有55%顏料的干膜，其膜厚為2-3密耳。
[0075]由普通的常規(guī)顏料TiO2白、C.1.顏料黃53、C.1.顏料紅101、和C.1.顏料棕24的混合物制得類似的視覺著色油漆或涂料。這種顏料的混合物(稱為配色)以28.5%顏料的總顏料被配制到丙烯酸油漆或涂料中。所述油漆使用10密耳鳥規(guī)被拉成均勻的薄膜，從而產(chǎn)生視覺上不透明的含有55%顏料的干膜，其膜厚為2-3密耳。
[0076]測量這些油漆中每一種的反射光譜。該光譜顯示在圖2中。
[0077]當(dāng)與常規(guī)顏料的配色組合物比較時，低載量顏料黃162產(chǎn)了生具有更高的IR反射率的顏色。低載量的顏料黃161具有66^^^%TSR值，而常規(guī)的顏料配色具有63^^^%TSR。
[0078]實(shí)施例3-普通的商用無機(jī)顏料的配色與低載量的C.1.顏料黃163比較
[0079]在該實(shí)施例中，低載量的C.1.顏料黃163通過干混顏料級的Ti02、Cr2O3和WO3氧化物粉末而制得，其比率為554Ti02:1WO3: lCr203。所述干混合物在空氣中在1100°C煅燒5小時而產(chǎn)生均勻的淺棕色粉末。細(xì)磨所述煅燒粉末以將平均粒徑減小至1-3微米。這種合成制備出含有99%Ti02的顏料級的材料。
[0080]制備的低載量顏料黃163被配制到可商購的丙烯酸汽車油漆或涂料中進(jìn)行評估。一個實(shí)例是PPG DMR499樹 脂。測試油漆被制成具有28.5%顏料的液體油漆。對于評估，所述油漆使用例如10密耳鳥規(guī)被拉成均勻的薄膜，從而產(chǎn)生視覺上不透明的含有55%顏料的干膜，其膜厚為2-3密耳。
[0081]由普通的常規(guī)顏料TiO2白、C.1.顏料黃53、和C.1.和顏料棕24的混合物制得類似的視覺上著色的油漆或涂料。這種顏料的混合物(被稱為配色)以28.5%顏料的總顏料被配制到丙烯酸油漆或涂料中。所述油漆使用10密耳鳥規(guī)被拉成均勻的薄膜，從而產(chǎn)生視覺上不透明的含有55%顏料的干膜，其膜厚為2-3密耳。
[0082]可以測量這些油漆中每一種的反射光譜。它們顯示在圖3中。
[0083]當(dāng)與常規(guī)配色顏料比較時，低載量顏料黃163產(chǎn)生了具有更高的IR反射率的顏色。低載量的顏料黃163具有70%的％TSR值，而所述配色顏料具有66%的％TSR。
[0084]實(shí)施例4-普通的商用無機(jī)顏料的配色與低載量的C.1.顏料黃164比較
[0085]在該實(shí)施例中，低載量的C.1.顏料黃164通過干混顏料級的Ti02、Mn3O4和Sb2O3氧化物粉末而制得，其比率為164Ti02:2Sb203:1Mn3O4。所述干混合物在空氣中在1050°C煅燒5小時而產(chǎn)生均勻的淺棕色粉末。細(xì)磨所述煅燒粉末以將平均粒徑減小至1-3微米。這種合成制備出含有98%Ti02的顏料級的材料。
[0086]制備的顏料黃164被配制到可商剛的剛性PVC板中進(jìn)行評估。一個實(shí)例是GeorgiaGulf Type3304-AT00。測試板被制成在完成的板中具有5%的總顏料。對于評估，所述顏料和PVC樹脂進(jìn)行干混，然后熔融并進(jìn)行壓模以形成用于顏色和反射率測量的平板。
[0087]由普通的常規(guī)顏料TiO2白、C.1.顏料黃164、C.1.顏料紅101和C.1.顏料棕24的混合物制得類似的視覺上著色的PVC板。這種顏料混合物(稱為配色)以如上所述的含有5%總顏料被配制到PVC板中。所述板利用上述類似方法來評估。
[0088]上述制備的樣品的反射曲線顯示于圖4中。與常規(guī)的顏料配色比較時，低載量的顏料黃164產(chǎn)生了具有更高IR反射率的等價視覺顏色。對反射曲線的分析顯示了低載量的顏料黃164在600-1000nm的光譜區(qū)內(nèi)更大的IR反射率。由于這種差異，低載量的顏料黃164具有55%的％TSR值，而常規(guī)的顏料配色測定為較低的53%。
[0089]實(shí)施例5-普通的商用無機(jī)顏料配色與低載量的C.1.顏料棕24比較[0090]在該實(shí)施例中，低載量的C.1.顏料棕24通過干混顏料級的TiO2Xr2O3和Sb2O3氧化物粉末而制得，其比率為164Ti02:2Sb203:lCr203。所述干混合物在空氣中在1050°C煅燒5小時而產(chǎn)生均勻的淺黃色粉末。細(xì)磨所述煅燒粉末以將平均粒徑減小至1-3微米。這種合成制備出含有98%Ti02的顏料級的材料。
[0091]制備的顏料棕24被配制到可商購的剛性PVC板中進(jìn)行評估。一個實(shí)例是GeorgiaGulf Type3304-AT00。測試板被制成在完成的板中具有5%的總顏料。對于評估，顏料和PVC樹脂進(jìn)行干混，然后熔融并進(jìn)行壓模形成平板用于顏色和反射率的測定。
[0092]由普通的常規(guī)顏料TiO2白、C.1.顏料黃53、C.1.綠17和C.1.顏料棕24的混合制得類似的視覺上著色的PVC板。這種顏料混合物(稱為配色)以如上所述的含有5%總顏料被配制到PVC板中。所述板利用上述的類似方法來評估。
[0093]上述制備的樣品的反射曲線顯示于圖5中。與常規(guī)的顏料配色比較時，低載量的顏料棕24產(chǎn)生了具有更高IR反射率的等價視覺顏色。對反射曲線的分析顯示了低載量的顏料黃164在650-850nm的光譜區(qū)內(nèi)更大的IR反射率。由于這種差異，低載量的顏料黃164具有70%的％TSR值，而常規(guī)的顏料配色測定為較低的68%。
[0094]實(shí)施例6-普通的商用無機(jī)顏料的配色與低載量的C.1.顏料黃164比較
[0095]在該實(shí)施例中，低載量的C.1.顏料黃164通過干混顏料級的Ti02、Sb203、Mn3O4和WO3氧化物粉末而制得，其比率為173Ti02:l.1Sb2O3:1Μη304:0.2W03。所述干混合物在空氣中在1000°C煅燒5小時而產(chǎn)生均勻的淺棕色粉末。細(xì)磨所述煅燒粉末以將平均粒徑減小至1-3微米。這種合成制備出含有96%Ti02的顏料級的材料。
[0096]制得的顏料黃164被配制到可商購的剛性PVC板中進(jìn)行評估。一個實(shí)例是GeorgiaGulf Type3303-AT00。測試板被制成在完成的板中具有5 %的總顏料。對于評估，顏料和PVC樹脂進(jìn)行干混，然后熔融并進(jìn)行壓模以形成用于顏色和反射率測定的平板。
[0097]為了比較，在PVC壁板中也使用了兩種類似的視覺上著色的PVC板，其是由相似色空間的普通常規(guī)顏料的混合物制備的。用TiO2白切傳統(tǒng)顏料的樣品，以產(chǎn)生具有相等亮/暗值(相等的L*值)的顏色，用于此次比較。
[0098]第一種樣品是由69%的TiO2白和31 %的C.1.顏料棕33的混合物制備。將顏料混合物以如上所述的7.2%總顏料配制到PVC板中。所述板利用上述描述的類似方法進(jìn)行制備，用于評估。
[0099]第二種樣品由80%的TiO2白和20%的C.1.顏料黑12的混合物制備。將顏料混合物以如上所述的6.2%總顏料配制到PVC板中。所述板利用上述描述的類似方法進(jìn)行制備，用于評估。
[0100]測量了每一種PVC板的反射光譜。它們顯示于圖6中。
[0101]所有的6個實(shí)施例表明，當(dāng)與為了匹配本發(fā)明顏料的顏色而配制的常規(guī)顏料比較時，本發(fā)明的顏料并且特別是使用那些顏料配制的油漆或塑料組合物，表現(xiàn)出更高的紅外反射性。
[0102]使用本發(fā)明的其它低載量的鈦酸鹽顏料時，或者當(dāng)所述低載量顏料用于例如其它類型的油漆、塑料、陶瓷、搪玻璃或混`凝土制劑時，也可看到類似的結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.復(fù)合無機(jī)鈦酸鹽顏料，其著色金屬離子和它們的電荷平衡離子的載量小于約5重量％，以及平均粒徑為約0.3 μ m至約5 μ m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顏料，其平均粒徑為約Iμ m至約5 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顏料，其著色金屬離子和它們的電荷平衡離子的載量不大于約4%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顏料，其著色金屬離子和它們的電荷平衡離子的載量不大于約2%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顏料，其著色金屬離子和它們的電荷平衡離子的載量不大于約1%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顏料，其平均粒徑為約Iμ m至約3 μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顏料，所述顏料基于選自如下的顏料:C.1.顏料棕24、C.1.顏料棕37、C.1.顏料棕40、C.1.顏料棕45、C.1.顏料黃53、C.1.顏料黃161、C.1.顏料黃162、C.1.顏料黃163、C.1.顏料黃164、C.1.顏料黃189、C.1.顏料黑12、C.1.顏料黑24、及其組合。
8.高紅外反射的油漆組合物，其在漆料中包含有效量的根據(jù)權(quán)利要求1所述的顏料。
9.高紅外反射的油漆組合物，其在漆料中包含有效量的根據(jù)權(quán)利要求4所述的顏料。
10.高紅外反射的油漆組合物，其在漆料中包含有效量的根據(jù)權(quán)利要求6所述的顏料。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的油漆組合物，其基本上不含其它顏料。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的油漆組合物，其基本上不含其它的TiO2衍生的顏料。
13.提供具有視覺顏色和高IR反射率的表面的方法，所述方法包括用權(quán)利要求8所述的油漆組合物涂覆所述表面的步驟。
14.提供具有視覺顏色和高IR反射率的表面的方法，所述方法包括用權(quán)利要求9所述的油漆組合物涂覆所述表面的步驟。
15.提供具有視覺顏色和高IR反射率的表面的方法，所述方法包括用權(quán)利要求10所述的油漆組合物涂覆所述表面的步驟。
16.塑料組合物，其包含塑料基礎(chǔ)材料和有效量的權(quán)利要求4所述的顏料。
17.塑料組合物，其包含塑料基礎(chǔ)材料和有效量的權(quán)利要求6所述的顏料。
18.組合物，其包含選自混凝土、陶瓷和搪玻璃的基礎(chǔ)材料，和有效量的權(quán)利要求4所述的顏料。
【文檔編號】C01G23/00GK103717534SQ201280033595
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月7日
【發(fā)明者】J·懷特, D·蒙特戈梅瑞 申請人:謝珀德顏色公司