專利名稱：包含熱輻射屏蔽組分的母料及其使用該母料的熱輻射屏蔽透明樹脂成形物和熱輻射屏蔽 ...的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)熱輻射屏蔽成形物(擠出和模塑成形物)的母料，該成形物廣泛用于建筑物的屋頂蓋和墻壁材料，在車輛、電氣列車、航空器等開孔處使用的窗戶材料、拱廊、天花板圓頂、汽車棚等。更特別地，本發(fā)明涉及包含熱輻射屏蔽組分的母料，該母料用于生產(chǎn)具有良好可見光學(xué)透射性能和優(yōu)異熱輻射屏蔽性能的透明樹脂成形物，和熱輻射屏蔽透明層壓材料。
2.相關(guān)技術(shù)的描述通過其“開孔處”如窗戶和門進(jìn)入各種建筑物和車輛的太陽輻射包括可見光射線和此外的紫外輻射和紅外輻射。包括在這種太陽輻射的紅外輻射中，波長為800-2,500nm的近紅外輻射稱為熱輻射，其通過開孔處進(jìn)入引起室內(nèi)溫度升高。為避免這樣的溫度升高，近年來，在用于各種建筑物和車輛的窗戶材料領(lǐng)域中，對于如下熱輻射屏蔽成形物的需要快速增加該成形物在足夠獲取可見光的同時可屏蔽熱輻射，并在保持亮度的同時可防止室內(nèi)溫度升高。涉及這樣的熱輻射屏蔽成形物的專利被大量提出。
例如，提出一種熱輻射屏蔽片，其中包含透明樹脂膜的熱輻射反射膜，在該樹脂膜上真空沉積了金屬或金屬氧化物，并粘合到透明成形物如玻璃片、丙烯酸類物片或聚碳酸酯片(參見日本專利申請未決公開No.61-277437，No.10-146919，No.2001-179887等)。然而，此熱輻射反射膜自身非常昂貴并也要求含有粘合步驟等的復(fù)雜工藝，導(dǎo)致高成本。此外，熱輻射屏蔽片的缺點是在透明成形物和反射膜之間的粘合不太好，以由于隨時間的變化而引起膜的剝離。
也大量提出熱輻射屏蔽片，其中將金屬或金屬氧化物直接真空沉積在透明成形物的表面上。然而，這些物質(zhì)的問題是，在生產(chǎn)這樣的熱輻射屏蔽片中，以高真空和以高精度要求環(huán)境控制的設(shè)備是必須的，導(dǎo)致差的大規(guī)模生產(chǎn)性和差的通用目的性能。
此外，也提出如熱輻射屏蔽片，和為此使用的膜，其中將由酞菁化合物或蒽醌化合物代表的有機紅外吸收劑捏合入如下熱塑性透明樹脂中如聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸類樹脂、聚乙烯樹脂或聚苯乙烯樹脂(參見日本專利申請未決公開No.6-256541，No.6-264050等)。然而，為足夠屏蔽熱輻射，必須大量混合紅外吸收劑。其大量混合所留下的問題是可見光射線的透射能力可能較低。同樣，由于使用有機化合物，它們在用于建筑物和車輛的窗戶材料等中的使用，建筑物和車輛總是直接曝露于日光，涉及耐侯性的問題，并不可以必須稱為是適當(dāng)?shù)摹?br> 進(jìn)一步提出如熱輻射屏蔽片，其中將具有熱輻射反射性的氧化鈦無機粒子或采用氧化鈦涂敷的云母等捏合入透明樹脂如丙烯酸類樹脂或聚碳酸酯樹脂(參見日本專利申請未決公開No.2-173060，No.5-78544等)。然而，此片需要大量加入熱輻射反射粒子以改進(jìn)熱輻射屏蔽能力，使得可見光透射性能可隨混合的熱輻射反射粒子數(shù)量的增加而降低。另一方面，熱輻射反射粒子的少量加入可帶來可見光透射能力的改進(jìn)，但可導(dǎo)致低的熱輻射屏蔽能力。因此，存在的問題是難以同時滿足熱輻射屏蔽能力和可見光透射能力。此外，考慮到強度，大量熱輻射反射粒子的混合涉及的問題是透明樹脂成形物可具有低物理性能，特別是，低耐沖擊性和低韌性。
在這樣的技術(shù)背景下，本發(fā)明人已經(jīng)提出了熱輻射屏蔽涂料液體，其中將細(xì)六硼化物粒子引入各種類型的粘合劑，并通過采用此涂料液體涂敷各種類型的成形物，隨后由干燥獲得的熱輻射屏蔽膜(參見如日本專利申請未決公開No.11-181336，No.2000-96034和2000-169765)。
然而在這些提議中，未提及關(guān)于用于生產(chǎn)熱輻射屏蔽成形物的母料。
發(fā)明概述因此，注意到六硼化物，它含有大量自由電子，本發(fā)明人進(jìn)行了各種研究。結(jié)果是，他們成功地配制了包含熱輻射屏蔽組分的母料，該母料通過如下方式獲得將六硼化物制成超細(xì)粒子并在熱塑性樹脂中通過常規(guī)混合措施分散超細(xì)粒子。
他們還發(fā)現(xiàn)可以采用熱塑性樹脂成形物材料稀釋和混合包含熱輻射屏蔽組分的母料，并將獲得的混合物用已知方法如擠出、注塑或壓縮模塑可以成形為片或板、膜、球等的任何所需形狀，這使得能夠生產(chǎn)具有如下性能的熱輻射屏蔽透明樹脂成形物和熱輻射屏蔽透明層壓材料在可見光區(qū)域具有最大透射率且在紅外區(qū)域顯示強吸收和具有最小透射率。本發(fā)明基于這樣的技術(shù)發(fā)現(xiàn)得以完成。
更具體地，本發(fā)明的目的是提供一種包含熱輻射屏蔽組分的母料，通過使用它(母料)可以由簡單方法生產(chǎn)各種形狀的具有高熱輻射屏蔽性能的，同時保持優(yōu)異可見光透射能力的熱輻射屏蔽透明樹脂成形物，而不使用任何高成本物理成膜方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供使用包含熱輻射屏蔽組分的母料的熱輻射屏蔽透明樹脂成形物和熱輻射屏蔽透明層壓材料。
即，一種包含熱輻射屏蔽組分的母料，該母料用于生產(chǎn)熱輻射屏蔽透明樹脂成形物，包含作為主要組分的熱塑性樹脂和由XB6表示的六硼化物，其中X是選自如下的至少一種La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Y、Sm、Eu、Er、Tm、Yb、Lu、Sr和Ca；六硼化物，它是熱輻射屏蔽組分，其含量為0.01重量份或更大到小于20重量份，基于100重量份熱塑性樹脂。
本發(fā)明熱輻射屏蔽透明樹脂成形物的特征為，通過稀釋和混合包含熱輻射屏蔽組分的上述母料與和母料熱塑性樹脂相同類型的熱塑性樹脂成形物材料或具有和母料相容性的不同類型熱塑性樹脂成形物材料，并將獲得的混合物成形(擠出或模塑)而獲得。
本發(fā)明熱輻射屏蔽透明層壓材料的特征為通過將上述熱輻射屏蔽透明樹脂成形物層壓到其它透明成形物上而獲得。
優(yōu)選實施方案的描述以下詳細(xì)描述本發(fā)明。
本發(fā)明的母料用于生產(chǎn)熱輻射屏蔽透明樹脂成形物，并包含作為主要組分的熱塑性樹脂和六硼化物，六硼化物是熱輻射屏蔽組分。
通過在熱塑性樹脂中均勻分散用作熱輻射屏蔽組分的六硼化物XB6，而制備根據(jù)本發(fā)明包含熱輻射屏蔽組分的母料。用于本發(fā)明的六硼化物可典型地包括六硼化鑭(LaB6)、六硼化鈰(CeB6)、六硼化鐠(PrB6)、六硼化釹(NdB6)、六硼化釓(GdB6)、六硼化鋱(TbB6)、六硼化鏑(DyB6)、六硼化鈥(HoB6)、六硼化釔(YB6)、六硼化釤(SmB6)、六硼化銪(EuB6)、六硼化鉺(ErB6)、六硼化銩(TmB6)、六硼化鐿(YbB6)、六硼化镥(LuB6)、六硼化鑭-鈰[(La，Ce)B6]、六硼化鍶(SrB6)和六硼化鈣(CaB6)。
作為用于本發(fā)明的細(xì)六硼化物粒子，它們的表面可優(yōu)選不被氧化。然而在許多情況下，它們通常被輕微氧化，并且也不可能避免達(dá)到某種程度使得表面的氧化在分散細(xì)粒子的步驟中進(jìn)行。然而甚至在這樣的情況下，其顯示熱輻射屏蔽效果的效力沒有變化。因此，也可能使用經(jīng)受表面氧化的細(xì)六硼化物粒子。
由于它們具有作為晶體的更高完美性，這些細(xì)六硼化物粒子具有更大的熱輻射屏蔽效果。然而，甚至那些低結(jié)晶性的以致在X射線衍射中形成寬衍射峰的也可用于本發(fā)明，因為只要細(xì)粒子內(nèi)部的基礎(chǔ)鍵由每個金屬和硼之間的鍵組成，它們就可顯示熱輻射屏蔽效果。
這些細(xì)六硼化物粒子也可以粉末形式具有顏色如淺灰黑、棕黑或綠黑。然而，如果將它們變成具有比可見光波長足夠更小的粒徑和達(dá)到它們已經(jīng)分散在熱輻射屏蔽透明樹脂成形物中的狀態(tài)，可見光透射性能由此在熱輻射屏蔽透明樹脂成形物中出現(xiàn)。然而，可足夠保留紅外屏蔽粉末。還沒有對此原因的詳細(xì)說明。假定這些細(xì)粒子中的自由電子數(shù)量大和由于細(xì)粒子內(nèi)部，和在表面處的自由電子的，在譜帶之間的間接躍遷的吸收能就在從可見光到紅外的附近，因此選擇性反射和吸收在此波長區(qū)域中的熱輻射。
根據(jù)試驗，已經(jīng)觀察到，在其中充分精細(xì)和均勻分散任何這些細(xì)粒子的膜中，它的透射率在400nm-700nm之間的波長處具有最大值，在700nm-1,800nm之間的波長處具有最小值，并還觀察到在這些最大值和最小值之間的透射率差異為15點或更大?？紤]可見光波長為380nm-780nm和可見度峰值為約550nm的吊鈴類型，這樣的熱輻射屏蔽透明樹脂成形物的特征為它有效透過可見光和有效反射吸收其它輻射。
在此，上述的細(xì)六硼化物粒子具有非常高的熱輻射屏蔽能力每單位重量。已經(jīng)確定，對比用作紅外輻射中斷粉末的錫摻雜氧化銦(ITO；參見日本專利申請未決公開No.7-69632)和銻摻雜的氧化錫(ATO)，它們的使用量為1/30或更小時，即顯示它們的效果。因此，可極大地消減要使用的全部細(xì)粒子的數(shù)量。這使得能夠解決考慮到強度的如下問題透明樹脂成形物可具有低物理性能，特別是低耐沖擊性和低韌性；和當(dāng)在熱輻射屏蔽透明樹脂中大量混合熱輻射屏蔽粒子時引起的問題。此外，當(dāng)以大量使用時細(xì)六硼化物粒子在可見光區(qū)域具有吸收，并因此可以通過控制要加入的粒子量自由地控制可見光區(qū)域中的吸收，也使得可以調(diào)節(jié)亮度和將成形物施加到隱私保護(hù)性部件等上。
關(guān)于用于本發(fā)明的細(xì)六硼化物粒子的粒徑，它可以是任意的只要它們起熱輻射屏蔽組分的作用。細(xì)六硼化物粒子的平均粒徑可優(yōu)選為1,000nm或更小，并更優(yōu)選200nm或更小。這是由于平均粒徑大于1,000nm的任何細(xì)粒子或由細(xì)粒子附聚形成的粗粒子，可用作生產(chǎn)的熱輻射屏蔽透明樹脂成形物的光散射源及透明樹脂成形物混濁。作為下限，沒有特定的限制。細(xì)六硼化物粒子的粒徑可優(yōu)選盡可能小，只要可以生產(chǎn)這樣的粒子(實際上，難以生產(chǎn)直徑小于1nm的六硼化物粒子)。
然而，可要求透明屋頂材料等具有不透明的而不是透明的光透過性能。在這樣的情況下，可優(yōu)選構(gòu)造熱輻射屏蔽透明樹脂成形物，使粒子具有更大的粒徑以促進(jìn)光散射。然而，大于1,000nm的粒子可引起熱輻射屏蔽能力自身的衰減，因此它們的平均粒徑可優(yōu)選為1,000nm或更小，并更優(yōu)選500nm-600nm。
作為用于本發(fā)明的細(xì)六硼化物粒子，可以使用采用硅烷化合物、鈦化合物或氧化鋯化合物表面處理的那些。用這樣的化合物處理細(xì)粒子表面使得能夠達(dá)到六硼化物耐水性的改進(jìn)。
關(guān)于用于本發(fā)明的熱塑性樹脂，沒有特定的限制只要它是在可見光區(qū)域中具有高光透射性能的透明熱塑性樹脂。例如，它可包括當(dāng)熱輻射屏蔽透明樹脂成形物形成3mm厚度的板時，JIS R 3106中規(guī)定的可見光透射率為50％或更大和JIS K 7105中規(guī)定的光霧度為30％或更小的熱塑性樹脂。具體所述，它可包括丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醚酰亞胺樹脂、聚酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醚砜樹脂、氟樹脂和聚烯烴樹脂。當(dāng)希望在各種建筑物和車輛的窗戶材料等中使用熱輻射屏蔽透明樹脂成形物時，考慮到透明性，耐沖擊性，耐侯性等優(yōu)選是丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醚酰亞胺樹脂和氟樹脂。
作為聚碳酸酯樹脂，優(yōu)選是芳族聚碳酸酯。芳族聚碳酸酯可包括從至少一種由2，2-雙(4-羥苯基)丙烷或2，2-雙(3，5-二溴-4-羥苯基)丙烷代表的二價酚化合物和由碳酰氯或碳酸二苯酯代表的碳酸酯前體獲得的聚合物，和由已知方法如界面聚合、溶液聚合或固相聚合獲得的聚合物。
丙烯酸類樹脂可包括使用作為主要原材料的甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯或甲基丙烯酸丁酯，和非必要地使用作為共聚物組分的含1-8個碳原子烷基的丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈或甲基丙烯腈獲得的聚合物或共聚物。也可使用由更多步聚合反應(yīng)而獲得的丙烯酸樹脂。
氟樹脂可包括聚氟乙烯、聚二氟乙烯、聚四氟乙烯、乙烯-二氟乙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物和四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯共聚物。
關(guān)于六硼化物相對于熱塑性樹脂的含量，六硼化物的含量可以為0.01重量份或更大到小于20重量份，優(yōu)選0.1重量份或更大到小于10重量份或更小，基于100重量份熱塑性樹脂。如果六硼化物的含量大于此范圍，細(xì)六硼化物粒子可互相附聚以在樹脂中不充分分散，使得生產(chǎn)的熱輻射屏蔽透明樹脂成形物可具有高光霧度值。當(dāng)采用熱塑性樹脂成形物材料稀釋和混合包含熱輻射屏蔽組分的母料(以下通常稱為“含HRS組分的母料”)時，也存在引起稀釋不均勻性的可能性。如果另一方面六硼化物的含量小于以上范圍，依賴于生產(chǎn)的熱輻射屏蔽透明樹脂成形物的厚度，特別是當(dāng)生產(chǎn)的透明樹脂成形物是厚度為100μm或更小的膜時，可能不能獲得任何足夠的熱輻射屏蔽能力。
作為在熱塑性樹脂中分散細(xì)六硼化物粒子的方法，可以選擇任何方法只要是可以在樹脂中均勻分散細(xì)粒子的方法。例如，可以使用一種方法，其中通過珠磨機、球磨機或砂磨機或通過超聲波分散細(xì)六硼化物粒子，在任何所需的溶劑中分散細(xì)六硼化物粒子以制備細(xì)六硼化物粒子的分散體，并通過混合機如帶條混合機、翻滾混合機、諾塔混合機、亨舍爾混合機、超級混合機或行星式多軸擠出機和捏合機如密閉式混煉機、捏合機、輾壓機、單軸擠出機或雙軸擠出機，將此分散體和熱塑性樹脂的粉末或粒料，非必要地與其它添加劑一起均勻熔體混合，同時除去溶劑，因此可以制備混合物，其中在熱塑性樹脂中均勻分散細(xì)六硼化物粒子。也可以通過如下方法制備其中在熱塑性樹脂中均勻分散細(xì)六硼化物粒子的混合物其中通過已知方法除去在細(xì)六硼化物粒子分散體中的溶劑，將獲得的粉末和熱塑性樹脂的粉末或粒料，非必要地與其它添加劑一起均勻熔體混合。此外，可以使用一種方法，其中將不經(jīng)受分散處理的細(xì)六硼化物粒子的粉末直接加入到熱塑性樹脂中并將這些物質(zhì)均勻熔體混合?？赡茏阋宰尲?xì)六硼化物粒子在熱塑性樹脂中均勻分散，并且方法并不限于這些。
可以將這樣獲得的混合物通過排出式單軸擠出機或雙軸擠壓機捏合和然后加工成粒料，以獲得本發(fā)明含HRS組分的母料。
粒料可通過最通?？傻玫姆椒ǐ@得其中切割熔體擠出的條。因此，作為它們的形狀，圓柱形和棱形是可得到的。也可以采用“熱切造料”，其中直接切割熔體擠出的產(chǎn)物。在這樣的情況下，粒料通常具有接近球形的形狀。
因此，本發(fā)明的含HRS組分的母料可采用任何形式或任何形狀。當(dāng)形成熱輻射屏蔽透明樹脂成形物時，它可優(yōu)選為與用于稀釋母料的熱塑性樹脂成形物材料那些相同的形式和形狀。
采用與母料熱塑性樹脂相同類型的熱塑性樹脂成形物材料或具有與母料相容性的不同類型熱塑性樹脂成形物材料，稀釋和混合含HRS組分的母料，并以所述形狀將獲得的混合物成形，而獲得根據(jù)本發(fā)明的熱輻射屏蔽透明樹脂成形物。
作為熱輻射屏蔽透明樹脂成形物的形狀，樹脂成形物可以被塑造成任何所需的形狀，且可以是平面形狀或曲面形狀。也關(guān)于熱輻射屏蔽透明樹脂成形物的厚度，根據(jù)對于板和直到膜的形狀所需的那些，它可設(shè)定到任何所需的厚度。可以采用任何所需的形狀如球形，通過后加工形成以平面形狀形成的樹脂片。
作為形成熱輻射屏蔽透明樹脂成形物的方法，任何方法如注塑、擠、壓縮模塑和旋轉(zhuǎn)模塑是可利用的。特別地，可優(yōu)選采用通過注塑獲得成形物的方法和通過擠出獲得成形物的方法。作為通過擠出獲得片狀或板狀或膜狀成形物的方法，通過一種方法生產(chǎn)這樣的成形物，其中將使用擠出機如T模頭擠出的熔融熱塑性樹脂取出，同時通過冷卻輥冷卻。由注塑獲得的成形物優(yōu)選用于汽車體如窗玻璃和車輛室頂。由擠出獲得的片狀或板狀或膜狀成形物優(yōu)選用于建筑物如拱廊和汽車棚。
熱輻射屏蔽透明樹脂成形物自身可單獨用于結(jié)構(gòu)材料如窗玻璃和拱廊，此外可通過任何所需方法，將透明樹脂成形物層壓到其它透明成形物如無機玻璃片、樹脂玻璃片或樹脂膜上獲得的整體熱輻射屏蔽透明層壓材料，用于結(jié)構(gòu)材料。例如，可以通過熱層壓，將預(yù)先以膜形狀形成的熱輻射屏蔽透明樹脂成形物層壓到無機玻璃片上并與無機玻璃片成為整體，以獲得具有熱輻射屏蔽性能和防散射性能的熱輻射屏蔽透明層壓材料。同樣，在形成熱輻射屏蔽透明樹脂成形物的同時，可以通過熱層壓、共擠出、壓擠模塑、注塑等將它層壓到其它透明成形物上并與其它透明成形物成為整體，以獲得熱輻射屏蔽透明層壓材料。由于它可補充任何彼此的缺點同時有效顯示兩種成形物具有的彼此優(yōu)點，這樣的熱輻射屏蔽透明層壓材料可用作更有用的結(jié)構(gòu)材料。
根據(jù)本發(fā)明包含熱輻射屏蔽組分的母料可進(jìn)一步與任何通常可得的添加劑混合。例如，可用作添加劑的是染料或顏料如偶氮染料、花青染料、喹啉染料、苝染料和炭黑，如場合要求，它們可通常用于彩色熱塑性樹脂以賦予任何所需的顏色色調(diào)；以及受阻酚類型或磷類型穩(wěn)定劑；脫模劑；羥基苯甲酮類型、水楊酸類型、HALS類型、三唑類型或三嗪類型紫外吸收劑；偶合劑；表面活性劑；抗靜電劑等；它們的任何物質(zhì)可以有效數(shù)量混合。
根據(jù)本發(fā)明含HRS組分的母料的使用，其中如以上詳細(xì)描述，六硼化物在熱塑性樹脂中作為熱輻射屏蔽組分均勻分散，使得可以提供具有高熱輻射屏蔽性能和也在可見光區(qū)域具有高透射能力的熱輻射屏蔽透明樹脂成形物和熱輻射屏蔽透明層壓材料，而不使用任何高成本物理成膜方法和任何復(fù)雜工藝。
獲得的熱輻射屏蔽透明樹脂成形物和熱輻射屏蔽透明層壓材料，當(dāng)用作車輛和建筑物窗戶、汽車棚、拱廊等的材料時，也具有屏蔽通過其可進(jìn)入的太陽能的效果，以降低空調(diào)(冷卻)的負(fù)荷和減少熱量的感覺，并同時從環(huán)境觀點來看，具有用于能量節(jié)約和具有高效用的效果。
以下由給出的實施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。本發(fā)明決不受如下實施例限制。
在如下實施例中，僅描述使用六硼化鑭的實施例。然而，確定在由本申請人提出的日本專利申請未決公開No.2000-96034中公開的類似實施例，與六硼化鑭中那些相同的效果，關(guān)于其它六硼化物也是可獲得的。
實施例1將作為熱輻射屏蔽組分的200g平均粒徑為67nm的細(xì)六硼化鑭(LaB6)粒子，700g甲苯和適當(dāng)量的水和分散劑混合，并將獲得的混合物通過使用直徑4mm氧化鋯球的球磨機進(jìn)一步混合100小時，以制備1kg細(xì)六硼化鑭粒子的分散體(以下簡單稱為“液體A”)。
此外，使用噴霧干燥器除去液體A中的甲苯以獲得細(xì)六硼化鑭粒子的分散粉末(以下簡單稱為“粉末A”)。
然后，向熱塑性樹脂聚碳酸酯樹脂的粒料中，加入如此獲得的粉末A以達(dá)到2.0重量％的LaB6濃度(相應(yīng)于2.0重量份，基于100重量份樹脂)，并將這些物質(zhì)通過攪拌機均勻混合，隨后使用雙軸擠出機捏合熔體。將從其擠出的條切割成粒料，以獲得包含熱輻射屏蔽組分的母料(以下簡單稱為“母料A”)。
然后，通過攪拌機將母料A和聚碳酸酯樹脂粒料均勻混合，使得采用后者稀釋前者以得到0.01重量％的LaB6濃度，隨后使用T模頭擠出成厚度為1.0mm的片，以獲得熱輻射屏蔽透明樹脂成形物，其中在全部樹脂中均勻分散細(xì)六硼化鑭粒子。
采用由Hitachi Ltd.制造的分光光度計U-4000，測量如此生產(chǎn)的熱輻射屏蔽透明樹脂成形物(聚碳酸酯片)的光譜特性，并根據(jù)JIS R3106計算太陽輻射透射率和可見光透射率。
獲得的結(jié)果見表1。
實施例2以與實施例1相同的方式獲得包含熱輻射屏蔽組分的母料，區(qū)別在于丙烯酸類樹脂用作熱塑性樹脂以制備粒料。更具體地，將粉末A和丙烯酸類樹脂粒料混合以得到表1“母料成分”列中所示的數(shù)值，和使用雙軸擠出機熔體捏合。將從其擠出的條切割成粒料，以獲得根據(jù)此實施例包含熱輻射屏蔽組分的母料(以下簡單稱為“母料B”)。
然后，以與實施例1相同的方式獲得熱輻射屏蔽透明樹脂成形物，區(qū)別在于采用丙烯酸類樹脂粒料稀釋母料。更具體地，將母料B和丙烯酸類樹脂粒料通過攪拌機均勻混合，使得采用后者稀釋前者以獲得以得到表1“熱輻射屏蔽透明樹脂成形物成分”列中所示的數(shù)值，隨后使用T模頭擠出成厚度為1.0mm的片，以獲得熱輻射屏蔽透明樹脂成形物，其中在全部樹脂中均勻分散細(xì)六硼化鑭粒子。此熱輻射屏蔽透明樹脂成形物的光譜特性也見表1。
實施例3以與實施例1相同的方式獲得包含熱輻射屏蔽組分的母料，區(qū)別在于聚醚酰亞胺樹脂用作熱塑性樹脂以制備粒料。更具體地，將粉末A和聚醚酰亞胺樹脂粒料混合以得到表1“母料成分”列中所示的數(shù)值，并使用雙軸擠出機熔體捏合。將從其擠出的條切割成粒料，以獲得根據(jù)此實施例包含熱輻射屏蔽組分的母料(以下簡單稱為“母料C”)。
然后，以與實施例1相同的方式獲得熱輻射屏蔽透明樹脂成形物，區(qū)別在于采用聚醚酰亞胺粒料稀釋母料。更具體地，將母料C和聚醚酰亞胺樹脂粒料通過攪拌機均勻混合，使得采用后者稀釋前者以獲得以得到表1“熱輻射屏蔽透明樹脂成形物成分”列中所示的數(shù)值，隨后使用T模頭擠出成厚度為1.0mm的片，以獲得熱輻射屏蔽透明樹脂成形物，其中在全部樹脂中均勻分散細(xì)六硼化鑭粒子。此熱輻射屏蔽透明樹脂成形物的光譜特性也見表1。
實施例4以與實施例1相同的方式獲得包含熱輻射屏蔽組分的母料，區(qū)別在于聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂用作熱塑性樹脂以制備粒料。更具體地，將粉末A和聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂粒料混合以得到表1“母料成分”列中所示的數(shù)值，重復(fù)實施例1中的隨后程序，以獲得根據(jù)此實施例包含熱輻射屏蔽組分的母料(以下簡單稱為“母料D”)。
然后，將母料D和對苯二甲酸乙二醇酯樹脂粒料通過攪拌機均勻混合，使得采用后者稀釋前者以獲得以得到表1“熱輻射屏蔽透明樹脂成形物成分”列中所示的數(shù)值，隨后使用T模頭擠出成厚度為0.1mm的片，以獲得熱輻射屏蔽透明樹脂成形物，其中在全部樹脂中均勻分散細(xì)六硼化鑭粒子。此熱輻射屏蔽透明樹脂成形物的光譜特性也見表1。
實施例5以與實施例1相同的方式獲得包含熱輻射屏蔽組分的母料，區(qū)別在于ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)樹脂用作熱塑性樹脂以制備粒料。更具體地，將粉末A和ETFE樹脂粒料混合以得到表1“母料成分”列中所示的數(shù)值，重復(fù)實施例1中的隨后程序，以獲得根據(jù)此實施例包含熱輻射屏蔽組分的母料(以下簡單稱為“母料E”)。
然后，以與實施例4相同的方式獲得熱輻射屏蔽透明樹脂成形物，區(qū)別在于采用ETFE粒料稀釋母料。更具體地，將母料E和ETFE樹脂粒料混合，使得采用后者稀釋前者以獲得以得到表1“熱輻射屏蔽透明樹脂成形物成分”列中所示的數(shù)值，和重復(fù)實施例4中的隨后程序，以獲得熱輻射屏蔽透明樹脂成形物，其中在全部樹脂中均勻分散細(xì)六硼化鑭粒子。此熱輻射屏蔽透明樹脂成形物的光譜特性也見表1。
實施例6向950g液體A中，加入50g甲基三甲氧基硅烷，通過機械攪拌器攪拌這些物質(zhì)。其后，使用噴霧干燥器除去液體A中的甲苯以獲得采用硅烷化合物表面處理的細(xì)六硼化鑭粒子的分散粉末(以下簡單稱為“粉末B”)。
然后，以實施例1中相同的方式，將粉末B和聚碳酸酯樹脂粒料混合以得到表1“母料成分”列中所示的數(shù)值，重復(fù)實施例1中的隨后程序，以獲得根據(jù)此實施例包含熱輻射屏蔽組分的母料(以下簡單稱為“母料F”)。
然后，以與實施例1相同的方式，將母料F和聚碳酸酯樹脂粒料混合，使得采用后者稀釋前者以獲得以得到表1“熱輻射屏蔽透明樹脂成形物成分”列中所示的數(shù)值，重復(fù)實施例1中的隨后程序，以獲得熱輻射屏蔽透明樹脂成形物，其中在全部樹脂中均勻分散細(xì)六硼化鑭粒子。此熱輻射屏蔽透明樹脂成形物(聚碳酸酯片)的光譜特性也見表1。
對比例向熱塑性樹脂聚碳酸酯樹脂的粒料中，加入粉末A以達(dá)到16.7重量％的LaB6濃度(相應(yīng)于20.0重量份，基于100重量份樹脂)，將這些物質(zhì)通過攪拌機均勻混合，隨后使用雙軸擠出機熔體捏合。將從其擠出的條切割成粒料，以獲得包含熱輻射屏蔽組分的母料(以下簡單稱為“母料G”)。
然后，通過攪拌機將母料G和聚碳酸酯樹脂粒料均勻混合，使得采用后者稀釋前者以得到0.01重量％的LaB6濃度，隨后使用T模頭擠出成厚度為1.0mm的片，以獲得根據(jù)對比例的熱輻射屏蔽透明樹脂，其中在全部樹脂中均勻分散細(xì)六硼化鑭粒子。此熱輻射屏蔽透明樹脂成形物的光譜特性也見表1。表1
備注(1)“母料成分”中列“LaB6濃度”中的數(shù)值指示基于100重量份樹脂的重量份。(2)在實施例6中，使用經(jīng)表面處理的細(xì)六硼化鑭粒子。
-評價-1.根據(jù)實施例和對比例，外觀的評價含HRS組分的母料和熱輻射屏蔽透明樹脂成形物在根據(jù)對比例的含HRS組分的母料中，它的LaB6含量大至20.0重量份，基于100重量份聚碳酸酯樹脂，因此當(dāng)制備母料時不能均勻地分散細(xì)LaB6粒子。結(jié)果是，在使用根據(jù)對比例的含HRS組分的母料制備的熱輻射屏蔽透明樹脂成形物中，看到粗粒子，且此成形物具有粗糙表面。
在采用聚碳酸酯樹脂粒料稀釋根據(jù)對比例的含HRS組分母料的步驟中，以非常小的量將母料加入到聚碳酸酯樹粒料中(既然LaB6含量大至20.0重量份，基于100重量份聚碳酸酯樹脂，理解用于稀釋的含HRS組分的母料對聚碳酸酯樹脂粒料的混合比例更小)。因此，細(xì)LaB6粒子在樹脂成形物中不均勻分散，且看到彩色陰影。也確定的是，由于這樣的不均勻分布，根據(jù)對比例的熱輻射屏蔽透明樹脂成形物的太陽輻射透射率顯示63.0％的數(shù)值，它比根據(jù)實施例的輻射屏蔽透明樹脂成形物的那些更差。
另一方面，關(guān)于根據(jù)實施例的含HRS組分的母料，其中將LaB6含量設(shè)定到0.01重量份或更大到小于20重量份，沒有看到對比例中的缺點，并確定可以使用根據(jù)實施例的含HRS組分的母料制備良好的熱輻射屏蔽透明樹脂成形物。
2.根據(jù)實施例1和6的熱輻射屏蔽透明樹脂成形物的耐水性測試的評價為評價根據(jù)實施例1和6的熱輻射屏蔽透明樹脂成形物的耐水性，將它們的耐水性與使用屏蔽涂料液體生產(chǎn)的以下熱輻射屏蔽透明層壓材料比較，所述屏蔽涂料液體是通過在無機粘合劑中引入細(xì)六硼化物粒子制備的。
(熱輻射屏蔽透明層壓材料的生產(chǎn))將使用10g硅酸乙酯40制備的硅酸乙酯溶液，硅酸乙酯40購自Tama Chemical Co.，Ltd.，按照它的平均聚合度為四聚體到五聚體，27g乙醇，8g的5％鹽酸水溶液和5g水充分混合和攪拌以制備50g液體硅酸乙酯混合物(以下簡單稱為“液體B”)。
然后，將實施例1中的液體A和此液體B混合，將獲得的混合物采用二丙酮醇進(jìn)一步稀釋以具有0.2重量％的LaB6濃度和2.5重量％的SiO2濃度，以制備熱輻射屏蔽涂料液體。
然后，通過旋轉(zhuǎn)涂料器，將15g此熱輻射屏蔽涂料液體涂敷到厚度為2.0mm的聚碳酸酯片上，將此涂敷片放入100℃電爐中和然后加熱30分鐘，以生產(chǎn)在聚碳酸酯片上含有熱輻射屏蔽膜的熱輻射屏蔽透明層壓材料。測量此熱輻射屏蔽透明層壓材料的光譜特性，發(fā)現(xiàn)它的可見光透射率和太陽輻射透射率分別是78％和57.9％。
然后，在80℃溫度和95％RH濕度下調(diào)節(jié)的熱恒濕器中，將如此獲得的熱輻射屏蔽透明層壓材料貯存100天，然后再次測量它的光譜特性，發(fā)現(xiàn)它的可見光透射率和太陽輻射透射率分別是81％和62.4％，顯示可見光透射率和太陽輻射透射率分別增加了3％和4.5％。
同時，在80℃溫度和95％RH濕度下調(diào)節(jié)的熱恒溫器中，將在實施例1中獲得的熱輻射屏蔽聚碳酸酯片貯存100天，然后再次測量它的光譜特性，發(fā)現(xiàn)它的可見光透射率和太陽輻射透射率分別是78.5％和59.2％，顯示可見光透射率和太陽輻射透射率分別增加了0.3％和0.3％。
在80℃溫度和95％RH濕度下調(diào)節(jié)的熱恒濕器中，將在實施例6中獲得的熱輻射屏蔽聚碳酸酯片也貯存100天，然后再次測量它的光譜特性以發(fā)現(xiàn)它的可見光透射率和太陽輻射透射率分別是77.7％和59.0％，顯示光譜特性的無變化。
從這些結(jié)果，確定在使用熱輻射屏蔽涂料液體獲得的熱輻射屏蔽透明層壓材料中，由于它的非常薄熱輻射屏蔽膜，較大數(shù)目的細(xì)六硼化鑭粒子與內(nèi)含水接觸，引起細(xì)六硼化鑭粒子的分解而降低層壓材料的熱輻射屏蔽性能。
另一方面，確定在實施例1中獲得的熱輻射屏蔽聚碳酸酯片中，細(xì)六硼化粒子均勻分散在聚碳酸酯樹脂中，細(xì)六硼化鑭粒子與內(nèi)含水接觸較少，致使耐水性的改善。
也確定在實施例6中獲得的熱輻射屏蔽聚碳酸酯片中，由于使用采用硅烷化合物偶合劑表面處理的細(xì)六硼化鑭粒子，它的耐水性比在實施例1中獲得的熱輻射屏蔽聚碳酸酯片改進(jìn)更多。
權(quán)利要求
1.一種包含熱輻射屏蔽組分的母料，該母料用于生產(chǎn)熱輻射屏蔽透明樹脂成形物，母料包括作為主要組分的熱塑性樹脂和由XB6表示的六硼化物，其中X是選自如下的至少一種La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Y、Sm、Eu、Er、Tm、Yb、Lu、Sr和Ca；該六硼化物，它是熱輻射屏蔽組分，其包含量為0.01重量份或更大到小于20重量份，基于100重量份該熱塑性樹脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的母料，其中該熱塑性樹脂是選自如下的至少一種丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醚酰亞胺樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醚砜樹脂、氟樹脂、聚烯烴樹脂和聚酯樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的母料，其中該六硼化物包含平均粒徑為1,000nm或更小的細(xì)粒子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的母料，其中已經(jīng)采用選自如下的至少一種物質(zhì)表面處理該六硼化物硅烷化合物、鈦化合物和氧化鋯化合物。
5.一種熱輻射屏蔽透明樹脂成形物，其特征為通過采用與母料熱塑性樹脂相同類型的熱塑性樹脂成形物材料或具有與母料相容性的不同類型熱塑性樹脂成形物材料，稀釋和混合根據(jù)權(quán)利要求1的母料，和以所述形狀將獲得的混合物成形而獲得。
6.一種熱輻射屏蔽透明層壓材料，其特征為通過將根據(jù)權(quán)利要求5的熱輻射屏蔽透明樹脂成形物層壓到其它透明成形物上而獲得。
全文摘要
在包含熱輻射屏蔽組分的母料中，該母料用于生產(chǎn)熱輻射屏蔽透明樹脂成形物，母料含有作為主要組分的熱塑性樹脂和由XB
文檔編號C08L25/00GK1477150SQ03152380
公開日2004年2月25日 申請日期2003年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月31日
發(fā)明者藤田賢一, 足立健治, 治 申請人:住友金屬礦山株式會社