Солнцеотражающие покрытия и системы покрытия

Солнцеотражающие покрытия и системы покрытия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Эта заявка является частично продолжающейся заявкой US 12/054,821, поданной 25 марта 2008, которая является частично продолжающейся заявкой US 12/023,423, поданной 31 января 2008, которая притязает на приоритет заявки US 60/899,608, поданной 5 февраля 2007, каждая из которых полностью включена в описание ссылкой. Заявка US 12/023,423 также притязает на приоритет заявки US 61/026,267, поданной 5 февраля 2008, и 61/029,641, поданной 19 февраля 2008, которые также полностью включены в описание ссылкой.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в основном относится к композициям покрытий и отвержденным покрытиям, нанесенным на подложки, а также к многокомпонентным системам композитных покрытий. Отверженные покрытия и многокомпонентные композитные покрытия обладают необходимым цветом и являются солнцеотражающими.

Известный уровень техники

Во многих применениях покрытий, таких как автомобильные покрытия, авиакосмические покрытия, индустриальные покрытия и архитектурные покрытия, в эстетических целях особенно желательны темные цвета, такие как черный и темно-синий. Однако покрытия темного цвета ранее поглощали ближнее инфракрасное излучение, потому что они часто основывались на использовании пигментов, таких как газовая сажа, которые поглощают ближнее инфракрасное излучение в дополнение к видимому излучению. Ближнее инфракрасное излучение, то есть световая энергия с длиной волны 700-2500 нанометров, составляет около 45% солнечной энергии, которая достигает поверхности Земли. Нагрев является прямым следствием поглощения ближнего инфракрасного излучения. В результате темные цветные покрытия ранее были подвержены существенному повышению температуры, особенно в солнечные дни, что часто является нежелательным по многим причинам. Таким образом, требуются покрытия, отражающие солнечное тепло (ближняя инфракрасная область).

В работе «Principles and formulations for organic coatings with tailored infrared properties, Progress in Organic Coatings» (Принципы и рецептуры органических покрытий с заданными инфракрасными свойствами) №20, стр.1-25 (1992) ("Brady") описаны подходы к разработке рецептуры для получения покрытий, отражающих солнечное тепло. В одном способе используют двухслойную систему покрытия, в которой верхний слой окрашен пигментами, которые поглощают видимое излучение, но прозрачны к ближнему инфракрасному излучению, например органические черные пигменты (периленовые черные) или другие органические пигменты (указаны фталоцианиновые синие и зеленые и карбазол диоксазиновый фиолетовый), и подслой, такой как сильно отражающая белая грунтовка, которая отражает ближнее инфракрасное излучение, уменьшает увеличение температуры системы покрытия. Пример такой системы покрытия также описан в документе US 2004/0191540 А1.

Brady упоминает, что этому способу присущи некоторые недостатки. Во-первых, согласно Brady, верхний слой должен быть тонким насколько возможно, так как он будет всегда обладать некоторым поглощением в ближней инфракрасной области. Во-вторых, Brady указывает, что толщина пленки верхнего слоя должна быть однородной для однотипного внешнего вида, что достигается с трудом. Дополнительным недостатком, не упомянутым Brady, является то, что могут быть нежелательными стоимость и, в некоторых применениях, таких как авиакосмические и/или автомобильные применения, вес двухслойной системы покрытия.

В другом подходе, упомянутом Brady, пигменты, отражающие и прозрачные в инфракрасной области, смешаны в единственном покрытии. Однако трудность в этом подходе состоит в достижении соответствия требуемому цвету, особенно темным цветам, при достижении улучшенных характеристик отражения в инфракрасной области. Другими словами, добавление пигментов, отражающих в инфракрасной области, особенно тех, что не являются прозрачными в видимом диапазоне длины волны (400-700 нанометров), к составу покрытия, включающему пигменты, прозрачные в инфракрасной области, может вызвать недопустимое изменение цвета получающегося отвержденного покрытия.

В результате было бы желательным создать солнцеотражающие покрытия и системы покрытия с достижением цвета, подобного выбранному цвету покрытия, которое является значительно менее солнцеотражающим, включающие привлекательные темные, включая черный, цвета. Описанные в описании изобретения были выполнены в соответствии с вышеуказанными требованиями.

Краткое изложение существа изобретения

В некоторых аспектах настоящее изобретение относится к композициям покрытия, включающим: (а) пленкообразующую смолу; (b) окрашенный и/или непрозрачный пигмент, отражающий в инфракрасной обрасти; и (с) пигмент, прозрачный в инфракрасной области. Эти композиции покрытия при формировании отвержденного покрытия обладают: (1) общим отражением солнечного излучения по меньшей мере 15% по определению ASTM Е 903-96; и (2) изменением цвета в зависимости от угла не более 5 ΔE единиц при сравнении с цветом контрольного покрытия.

В другом аспекте настоящее изобретение относится к композициям покрытия, включающим: (a) пленкообразующую смолу; (b) тонкочешуйчатый пигмент из металла или сплава металла, отражающий в инфракрасной области; (c) пигмент, прозрачный в инфракрасной области с максимальной непрозрачностью 10%; и (d) полимерное диспергирующее вещество пигмента. Полимерное диспергирующее вещество пигмента может включать три-блок-сополимер, включающий: (i) первый сегмент, включающий аффинные группы пигмента, прозрачного в инфракрасной области; (ii) второй сегмент, включающий полярные группы; и (iii) третий сегмент, который отличается от первого и второго сегмента.

В других аспектах настоящее изобретение относится к композициям покрытия, подходящим для использования, например, в качестве грунтового покрытия для других покрытий, включающего: (a) пленкообразующую смолу, (b) тонкочешуйчатый пигмент из металла и/или сплава металла, отражающий в инфракрасной области (c) отражающий в инфракрасной области неорганический оксидный пигмент, причем сумма (b) и (c) в композиции покрытия составляет не более 10% мас. композиции относительно общей массы твердого вещества композиции.

В других аспектах настоящее изобретение относится к многокомпонентным композитным покрытиям, включающим: (a) первое покрытие с величиной CIELAB L* не более 50 и общим отражением солнечного излучения по меньшей мере 15% при определении ASTM E 903-96, нанесенное композицией, включающей: (i) пленкообразующую смолу; (ii) пигмент, отражающий в инфракрасной области; (iii) пигмент, прозрачный в инфракрасной области; и (iv) диспергирующее вещество пигмента; и (b) второе покрытие, нанесенное ниже, по меньшей мере, части первого покрытия, композицией, включающей: (i) пленкообразующую смолу; (ii) чешуйчатый пигмент, отражающий в инфракрасной области; и (iii) пигмент из неорганического оксида, отражающий в инфракрасной области.

Настоящее изобретение также относится, среди прочего, к соответствующим способам нанесения покрытия на подложки и к подложкам с покрытием.

Осуществление изобретения

В контексте последующего детального описания следует понимать, что в изобретении могут допускаться различные альтернативные изменения и последовательность стадий, за исключением случаев, когда оговорено иное. В отличие от любых операционных примеров или в случае, когда оговорено иное, все числа, выражающие, например, количества компонентов, используемые в описании и формуле изобретения, должны пониматься как определяемые во всех случаях термином ″около″. Соответственно, если не оговорено иное, числовые параметры, указанные в последующем описании и прилагаемой формуле изобретения, являются приближениями, которые могут быть изменены в зависимости от требуемых свойств, получаемых в соответствии с настоящим изобретением. Без попытки ограничить применение теории эквивалентов к объему притязаний, каждый числовой параметр, по меньшей мере, следует рассматривать в свете указанного числа значащих цифр и применяя обычные методы округления.

Несмотря на то что числовые диапазоны и параметры, определяющие широкий объем притязаний изобретения, являются приближениями, числовые значения, приведенные в определенных примерах, указаны настолько точно, насколько возможно. Однако любое числовое значение неотъемлемо содержит определенные ошибки, обязательно следующие из стандартного отклонения, обнаруживаемого при их соответствующих измерениях при тестировании.

Кроме того, следует понимать, что любой числовой диапазон, указанный в описании, означает включение всех поддиапазонов, включенных в него. Например, диапазон ″1-10″ означает, что включает поддиапазоны между (и включая) указанным минимальным значением 1 и указанным максимальным значением 10, то есть с минимальным значением, равным или более 1, и максимальным значением, равным или менее 10.

В настоящем изобретении использование единственного числа включает множественное число, и множественное число включает единственное, если явно не оговорено иное. Кроме того, в этой заявке использовании ″или″ означает ″и/или″, если явно не оговорено иное, хотя ″и/или″ может быть определенно использовано в определенных случаях.

Как было указано, определенные осуществления настоящего изобретения относятся к композициям покрытия. В определенных осуществлениях композиции покрытия включают: (a) пленкообразующую смолу; (b) пигмент, отражающий в инфракрасной области; (c) пигмент, прозрачный в инфракрасной области; и (d) полимерное диспергирующее вещество пигмента. В некоторых полимерное осуществлениях диспергирующее вещество пигмента включает три-блок-сополимер, включающий: (i) первый сегмент, включающий аффинные группы пигмента, прозрачного в инфракрасной области; (ii) второй сегмент, включающий полярные группы; и (iii) третий сегмент, который отличается от первого и второго сегмента.

В соответствии с использованием в изобретении термин "пленкообразующая смола" относится к смолам, которые могут образовывать непровисающую непрерывную пленку, по меньшей мере, на горизонтальной поверхности подложки после удаления всех присутствующих разбавителей или носителей в композиции или после отверждения при окружающей или повышенной температуре.

Пленкообразующие смолы, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, включают без ограничения используемые в композициях покрытий автомобильных систем изготовления комплексного оборудования, ремонтных автомобильных композициях покрытий, промышленных композициях покрытий, архитектурных композициях покрытий, композициях койлкоутинга, упаковочных композициях покрытий, защитных и корабельных композициях покрытий и авиакосмических композициях покрытий среди прочих.

В определенных осуществлениях пленкообразующая смола, включенная в композиции покрытий, описанных в изобретении, включает термореактивную пленкообразующую смолу. В соответствии с использованием в изобретении термин "термореактивные" относится к смолам, которые "твердеют" необратимо после отверждения или сшивки, при которых полимерные цепи полимерных компонентов связываются ковалентными связями. Это свойство обычно связано с реакцией сшивки компонентов композиции, часто вызываемой, например, нагревом или облучением. См. Hawley, Gessner G., The Condensed Chemical Dictionary (Краткий Химический Словарь), Девятый выпуск, страница 856; Surface Coatings (Поверхностные Покрытия), издание 2, Oil and Colour Chemist's Association, Australia (Ассоциация Химиков Нефтяной и Лакокрасочной Промышленности, Австралия, TAFE Educational Books (1974). Реакции отверждения или сшивки также могут быть проведены при окружающих условиях. После отверждения или сшивки термореактивная смола не будет плавиться при нагревании и растворяться в растворителях. В других осуществлениях пленкообразующая смола, включенная в композиции покрытий, описанных в изобретении, включает термопластичную смолу. В соответствии с использованием в изобретении термин "термопластичная" относится к смолам, которые включают полимерные компоненты, которые не связываются ковалентными связями и таким образом могут течь при нагревании и растворимы в растворителях, см. Saunders, К. J., Organic Polymer Chemistry (Химия Органических Полимеров), стр. 41-42, Chapman and Hall, London (1973).

Композиция(и) покрытия, описанная(ые) в изобретении, может включать любые из различных термопластичных и/или термореактивных композиций известного уровня техники. Композиция(и) покрытия может быть жидкими композициями на водной основе или на основе растворителя или, альтернативно, находиться в форме твердых частиц, то есть может быть порошковым покрытием.

Термореактивные композиции покрытия обычно включают сшивающий агент, который может быть выбран, например, из аминопластов, полиизоцианатов, включая блокированные изоцианаты, полиэпоксиды, бета-гидроксиалкиламиды, поликислоты, ангидриды, металлоорганические материалы с кислотными функциональными группами, полиамины, полиамиды и их любые смеси.

В дополнение к вышеописанным сшивающим агентам или вместо них, композиция покрытия обычно включает по меньшей мере одну пленкообразующую смолу. Термореактивные или отверждаемые композиции покрытия обычно включают пленкообразующие полимеры с функциональными группами, реакционно-способными по отношению к сшивающему агенту. Пленкообразующая смола в композициях покрытия, описанных в изобретении, может быть выбрана из любых различных полимеров известного уровня техники. Пленкообразующая смола может быть выбрана, например, из акриловых полимеров, полимеров сложных полиэфиров, полиуретановых полимеров, полиамидных полимеров, полимеров полиэфиров, полисилоксановых полимеров, их сополимеров и их смесей. В общем, эти полимеры могут быть любыми полимерами этого типа, изготовленными любым способом, известным специалистам в данной области техники. Такие полимеры могут быть полимерами на основе растворителей или диспергируемыми в воде, эмульгируемыми или ограниченно растворимыми в воде. Функциональные группы пленкообразующей смолы могут быть выбраны из любых различных реакционно-способных функциональных групп, включая, например, карбоновые кислотные групп, аминогруппы, эпоксидные группы, гидроксильные группы, тиольные группы, карбаматные группы, амидные группы, группы мочевины, изоцианатные группы (включая блокированные изоцианатные группы), группы меркаптана или их комбинациями. Соответствующие смеси пленкообразующих смол также могут быть использованы при получении композиций покрытия, описанных в изобретении.

Композиции покрытия настоящего изобретения также включают пигмент, отражающий в инфракрасной области. В соответствии с использованием в изобретении термин "пигмент, отражающий в инфракрасной области" относится к пигменту, который при включении в композицию покрытия обеспечивает отвержденному покрытию отражение ближнего инфракрасного излучения, которое в соответствии с использованием в изобретении относится к световой энергии с длиной волны 700-2500 нанометров, больше, чем у отвержденного покрытия, нанесенного с той же композицией, тем же способом, но без пигмента, отражающего в инфракрасной области. В некоторых случаях, композиция покрытия включает пигмент, отражающий в инфракрасной области, в количестве, достаточном для создания отвержденного покрытия с отражением солнечного излучения, измеренным ASTM Е903-96 в диапазоне длин волн 700-2500 нанометров, которое по меньшей мере на 10 или в некоторых случаях по меньшей мере на 15 процентов выше, чем у покрытия, нанесенного с той же композицией тем же способом, но без пигмента, отражающего в инфракрасной области.

Пигмент, отражающий в инфракрасной области, может быть окрашенным или по существу бесцветным, прозрачным или непрозрачным. В соответствии с использованием в изобретении термин "по существу бесцветный" означает, что у пигмента отсутствует цвет, то есть на кривой поглощения пигмента отсутствуют пики поглощения в диапазоне 400-700 нанометров и отсутствует оттенок или цвет в отраженном или проходящем свете при наблюдении в солнечном свете. Окрашенный пигмент, отражающий в инфракрасной области, является пигментом, отражающим в инфракрасной области, который не является по существу бесцветным. Иначе говоря, "окрашенный" пигмент, отражающий в инфракрасной области, является пигментом, который может поглощать в видимой области, как определено далее. "Прозрачный" пигмент означает, что видимый свет может диффузно пройти через пигмент. "Непрозрачный" пигмент является пигментом, который не является прозрачным. Одним примером пигмента, отражающего в инфракрасной области, который может быть прозрачным и по существу бесцветным (если используется в достаточно небольшом количестве в покрытии), является пигмент Solarflair 9870, коммерчески поставляемый Merck KGaA Darmstadt, Germany. Этот коммерчески доступный пигмент также является примером интерферированного пигмента (описанного далее), который включает подложку из слюды, которая покрыта диоксидом титана.

Одно существенное преимущество композиций покрытия определенных осуществлений настоящего изобретения состоит в том, что включение существенного количества окрашенного и/или непрозрачного пигмента, отражающего в инфракрасной области, не вызывает неприемлемого изменения цвета получающегося отвержденного покрытия по сравнению с контрольным покрытием (определенным ниже). Другими словами, отсутствует необходимость использовать по существу бесцветный и прозрачный пигмент, отражающий в инфракрасной области, для достижения требуемого результата. Таким образом, может быть использовано значительно большее количество пигментов, отражающих в инфракрасной области, чем было бы возможно в ином случае, и это желательно для достижения требуемого отражения солнечного излучения с заданным цветом покрытия.

Примеры подходящих окрашенных и/или непрозрачных пигментов, отражающих в инфракрасной области, включают, например, любые различные металлы и сплавы металлов, неорганические оксиды и интерферированные пигменты. Обычные цвета включают, например, белый, как в случае диоксида титана; коричневый, как в случае коричневой шпинели железа титана; зеленый, как в случае зеленого оксида хрома; красный, как в случае красного оксида железа; желтый, как в случае с желтым титанатом хрома и желтым титанатом никеля; синий и фиолетовый, как в случае чешуек определенной слюды, покрытой TiO₂.

Подходящие металлы и сплавы металлов включают, например, алюминий, хром, кобальт, железо, медь, марганец, никель, серебро, золото, железо, олово, цинк, бронзу, латунь, включая их сплавы, такие как сплавы медь-цинк, сплавы цинк-олово и сплавы алюминий-цинк, среди прочего. Некоторые определенные примеры сплавов включают титан сурьма никель, никель ниобий титан, хром титан сурьма, хром ниобий, хром вольфрам титан, хром железо никель, а также оксид железа хрома, оксид хрома, титанат хрома, титан сурьма марганец, феррит марганца, черно-зеленый хром, титанаты, хромиты или фосфаты кобальта, магний кобальт и алюминиевые бронзы, оксид железа, феррит железа кобальта, железо титан, феррит цинка, хромит цинка железа, хромит меди и их комбинации.

Часто такие пигменты находятся в форме тонких чешуек. Например, подходящими являются "всплывающие" алюминиевые чешуйки. В соответствии с использованием в изобретении термин "тонкая чешуйка" означает, что частица имеет отношение ширины к толщине (называемое аспектным отношением) по меньшей мере 2 и аспектное отношение часто находится в диапазоне 10-2000, например 3-400, или, в некоторых случаях, 10-200, включая 10-150. Соответственно "тонкая чешуйка" является частицей по существу с плоской структурой. В некоторых случаях такие чешуйки могут иметь покрытие, как в случае медных чешуек, покрытых диоксидом кремния.

В определенных осуществлениях толщина таких тонких чешуйчатых частиц менее 0,05-10 микрон, например 0,5-5 микрон. В определенных осуществлениях максимальная ширина таких тонких чешуйчатых частиц составляет 10-150 микрон, например 10-30 микрон.

В определенных осуществлениях композиции покрытия настоящего изобретения включают тонкие чешуйчатые частицы с округлыми краями и гладкой и плоской поверхностью, в противоположность неровным краям. Чешуйки с заостренными краями и неровной поверхностью известны в современном уровне техники как "корнфлекс". С другой стороны, чешуйки, отличающиеся более округлыми краями, более гладкой, более плоской поверхностью, относят к чешуйкам "серебряный доллар".

Фактически неожиданно было установлено, что использование тонких чешуйчатых частиц металла или сплава металла, включающих округлые края и гладкую и плоскую поверхность, обеспечивает существенно улучшенные результаты отражения солнечного излучения получающегося покрытия, в противоположность тому же самому покрытию, в котором использовался "корнфлекс". Этот результат является неожиданным, потому что, как указано в US 5,866,321, известно, что чешуйки в "форме корнфлекса" проявляют тенденцию отражать больше света и ориентироваться более произвольно в слое покрытия по сравнению с чешуйками типа "серебряный доллар". В результате можно было бы предположить, что использование "корнфлекса" было бы предпочтительным для улучшенных характеристик отражения солнечного излучения, но это не соответствует тому, что наблюдали авторы изобретения.

Кроме того, в определенных осуществлениях максимальная ширина тонких чешуйчатых частиц металла или сплава металла, включающих округлые края, составляет не более 25 микрон, например 10-15 микрон по измерению согласно ISO 1524. Фактически неожиданно было установлено, что использование таких тонких чешуйчатых частиц металла или сплава металла обеспечило существенное улучшение отражения солнечного излучения получающегося покрытия, в противоположность тому же самому покрытию, в котором использовали такие частицы большего размера.

Дополнительные подходящие металлические пигменты включают окрашенные металлические пигменты, такие как те, в которых пигмент, придающий окраску, химически адсорбирован на поверхности металлического пигмента. Такие окрашенные металлические пигменты описаны в US 5,037,745 от колон. 2, линия 55 до колон. 7, линия 54, цитированная часть которого включена в описание ссылкой. Некоторые такие окрашенные металлические пигменты также коммерчески доступны и включают поставляемые US Aluminum, Inc, Flemington, NJ, под торговой маркой FIREFLAKE. В определенных осуществлениях пигмент, прозрачный в инфракрасной области, например пигменты на основе перилена, описанные ниже, может быть химически адсорбирован на поверхности металлического пигмента для создания темного, иногда черного, окрашенного металлического пигмента, отражающего в инфракрасной области.

Подходящий неорганический оксид, содержащий пигменты, отражающие в инфракрасной области, включает, например, оксид железа, пигмент оксид титана (TiO₂), композитные оксидные системы пигментов, пигмент на основе слюды, покрытой оксидом титана, пигмент на основе слюды, покрытой оксидом железа, и пигмент оксид цинка среди многих прочих.

В определенных осуществлениях пигмент, отражающий в инфракрасной области, обладает большей отражательной способностью в ближней инфракрасной области длин волн (700-2500 нанометров), чем в видимой области (400-700 нанометров). В определенных осуществлениях отношение отражательной способности в ближней инфракрасной области к отражательной способности в видимой области составляет более 1:1, например по меньшей мере 2:1 или в некоторых случаях по меньшей мере 3:1. Определенные интерферированные пигменты являются примерами таких пигментов, отражающих в инфракрасной области.

В соответствии с использованием в изобретении термин "интерферированный пигмент" относится к пигменту с многослойной структурой чередующихся слоев материала с различным коэффициентом преломления. Подходящие пигменты, вызывающие интерференцию света, включают, например, пигменты, включающие подложку, например, из слюды, SiO₂, Al₂O₃, TiO₂ или стекла, которая покрыта одним или большим числом слоев, например, диоксида титана, оксида железа, оксида железа титана, или оксида хрома, или их комбинаций, или пигменты, включающие комбинации металла и оксида металла, такие как алюминий, покрытый слоями оксида железа и/или диоксида кремния.

В определенных осуществлениях пигмент, отражающий в инфракрасной области присутствует в вышеуказанных композициях покрытия в количестве по меньшей мере 1% мас., по меньшей мере 2% мас., по меньшей мере 3% мас. или в некоторых случаях по меньшей мере 5% мас., по меньшей мере 6% мас. или по меньшей мере 10% мас. относительно общей массы твердого вещества композиции покрытия. В определенных осуществлениях пигмент, отражающий в инфракрасной области, присутствует в вышеуказанных композициях покрытия в количестве не более 50% мас., не более 25% мас. или в некоторых случаях не более 15% мас. относительно общей массы твердого вещества композиции покрытия. Часто пигмент, отражающий в инфракрасной области, присутствует в вышеуказанных композициях покрытия в количестве более 5% мас. относительно общей массы композиции покрытия, например более 5-15% мас. относительно общей массы композиции покрытия. Как было указано, неожиданно было установлено, что окрашенные и/или непрозрачные пигменты, отражающие в инфракрасной области, могут быть использованы в таком количестве, не вызывая недопустимого изменения цвета получающегося отвержденного покрытия, по сравнению с контрольным покрытием (определенным далее).

Как было указано, определенные композиции покрытия настоящего изобретения также включают пигмент, прозрачный в инфракрасной области, часто поглощающий видимый свет пигмент, прозрачный в инфракрасной области. Такие пигменты являются компонентом композиции покрытия, отдельным и отличным от вышеописанных пигментов, отражающих в инфракрасной области. В соответствии с использованием в изобретении термин "пигмент, прозрачный в инфракрасной области" относится к пигменту, который по существу является прозрачным в ближней инфракрасной области длин волн (700-2500 нанометров), как описано в US 2004/0191540 в [0020]-[0026], цитированная часть которой включена в описание ссылкой, без заметного рассеивания или поглощения излучения при таких длинах волн. В определенных осуществлениях среднее пропускание пигмента, прозрачного в инфракрасной области, составляет по меньшей мере 70% в ближней инфракрасной области длин волн. В соответствии с использованием в изобретении термин "поглощение в видимой области" относится к пигменту, который существенно поглощает излучение, по меньшей мере, при некоторых длинах волн в видимой области 400-700 нанометров. В некоторых случаях общее поглощение пигмента в видимой части спектра в диапазоне около 400-500 нанометров, поглощающего в видимой области, используемого в настоящих композициях покрытия, составляет по меньшей мере около 70% (более предпочтительно по меньшей мере около 80%). В некоторых случаях, общее поглощение в видимой части спектра в диапазоне около 500-600 нанометров пигмента, поглощающего в видимой области, составляет по меньшей мере около 70% (более предпочтительно по меньшей мере около 75%). В некоторых случаях, общее поглощение в видимой части спектра в диапазоне около 600-700 нанометров пигмента, поглощающего в видимой области, составляет по меньшей мере около 60% (более предпочтительно по меньшей мере около 70%).

Не ограничивающие примеры подходящих пигментов, прозрачных в инфракрасной области, включают, например, пигмент фталоцианин меди, пигмент галогенированый фталоцианин меди, антрахиноновый пигмент, хинакридоновый пигмент, периленовый пигмент, моноазо пигмент, диазо пигмент, хинофталоновый пигмент, индантроновый пигмент, диоксазиновый пигмент, прозрачный коричневый пигмент на основе оксида железа, прозрачный красный пигмент на основе оксида железа, прозрачный желтый пигмент на основе оксида железа, пигмент кадмий оранжевый, пигмент ультрамариновый синий, пигмент кадмий желтый, пигмент хром желтый, пигмент алюминат кобальта синий, пигмент хромит кобальта синий, коричневый пигмент на основе шпинели железа титана, титан сурьма марганец светло-коричневый пигмент на основе рутила, коричневый пигмент на основе шпинели хромита цинка железа, изоиндолиновый пигмент, диарилидный желтый пигмент, бромированный антрантроновый пигмент и т.п.

В определенных осуществлениях % отражения пигмента, прозрачного в инфракрасной области, увеличивается при длинах волн 750-850 нанометров электромагнитного спектра, например, как описано в вышеуказанном документе US 2004/0191540. В некоторых случаях % отражения пигмента, прозрачного в инфракрасной области, изменяется от 10% при длине волны 750 нанометров электромагнитного спектра по меньшей мере до 90% при длине волны 900 нанометров.

В определенных осуществлениях, в частности в тех, где необходимо, чтобы покрытие, нанесенное композицией, давало темный цвет (величина CIELAB L* не более 50, например, не более 40, не более 30, не более 25 или в некоторых случаях не более 20 или не более 10, измеренная под углом наблюдения 25°), пигмент, прозрачный в инфракрасной области, включает черный пигмент, прозрачный в инфракрасной области, например частично на основе структуры типа перилена, которая представлена далее:

Коммерчески доступные примеры таких пигментов включают Lumogen®, черный пигмент BASF Corporation, Southfield, Mich., Paliogen® Black L0086, поставляемый BASF, индекс цветопередачи которого составляет "пигмент черный 32" (часть 1) и "71133" (часть 2), так же, как S0084 Black Paliogen®, индекс цветопередачи которого составляет "пигмент черный 31" (часть 1) и "71132" (часть 2). Дальнейшие примеры черных пигментов, прозрачных в инфракрасной области, которые являются подходящими для использования в определенных осуществлениях настоящего изобретения, описаны в US 2009/0098476 А1 в [0030]-[0034], цитированная часть которой включена ссылкой в описание, и включают те пигменты, которые имеют структуру перилен изоиндолена, структуру азометина и/или структуру анилина.

В определенных осуществлениях желательно использовать пигмент, который является прозрачным в инфракрасной области и поглощает видимый свет и с низкой непрозрачностью. В результате в этих осуществлениях композиция включает по существу неагломерированный пигмент, прозрачный в инфракрасной и поглощающий в видимой областях, со средним размером первичных частиц не более 100 нанометров, например не более 50 нанометров или не более 30 нанометров, такой как описан в US 2008-0187708 А1 [0013]-[0022], цитированная часть который включена в описание ссылкой. Действительно, было установлено, что отражательная способность в инфракрасной области композиции покрытия, включающей пигмент, отражающий в инфракрасной области, такой как пигмент, отражающий в инфракрасной области, с тонкими чешуйками металла и/или сплава металла, описанный выше, может быть существенно улучшена с использованием поглощающего в видимой области пигмента, прозрачного в инфракрасной области, с низкой непрозрачностью по сравнению с той же композицией, в которой используют пигмент, прозрачный в инфракрасной и поглощающий в видимой областях, у которого отсутствует низкая непрозрачность. Неожиданно оказалось, что отражательная способность в инфракрасной области покрытия, включающего пигменты, прозрачные в инфракрасной области, оказывается существенно улучшенной при использовании пигментов, прозрачных в инфракрасной области, по сравнению с композицией, в которой такие пигменты не обладали низкой непрозрачностью.

В определенных осуществлениях пигменты, прозрачные в инфракрасной области, описанные выше, добавляют к композиции покрытия в форме цветового тона. Под цветовым тоном подразумевается композиция пигмента в полимерном диспергирующем веществе пигмента (например, описанного ниже), который может быть смолистым (полимерным) материалом, совместимым с композициями покрытия на основе растворителя и/или на водной основе. В определенных осуществлениях максимальная непрозрачность таких оттенков составляет 10%, например максимальная непрозрачность 5% или максимальная непрозрачность 1%, как описано в US 6,875,800 от колонки 3, линия 28 до колонки 5, линия 11, цитированная часть которого включена в описание ссылкой. Непрозрачность является мерой прозрачности материала и определяется ASTM D 1003. Величины непрозрачности, описанные в описании, определены с использованием спектрофотометра X-Rite 8400 в режиме пропускания в ячейке с длиной оптического пути 500 микрон пигментов, диспергированных в подходящем растворителе, например, н-бутилацетате. Поскольку процент непрозрачности жидкого образца зависит от концентрации (и поэтому от пропускания света через жидкость), процент непрозрачности описывается в описании при пропускании около 15-20% (например, 17,5%) при длине волны максимального поглощения.

Оттенки, содержащие наноразмерные пигменты, могут быть приготовлены размолом основной массы органических пигментов в абразивной среде с размером частиц менее около 0,5 мм, например менее 0,3 мм, и в некоторых случаях около 0,1 мм или менее. Оттенки, содержащие частицы пигмента, размалывают для уменьшения первичного размера частиц пигмента до размеров наночастиц в высокоэнергетической мельнице в системе органического растворителя, таком как бутилацетат с использованием диспергирующего вещества пигмента (описанного ниже) с необязательной полимерной смолой размола.

В определенных осуществлениях общее количество пигмента, прозрачного в инфракрасной области, присутствующего в вышеуказанных композициях покрытия, составляет по меньшей мере 0,1% мас., например по меньшей мере 1% мас., по меньшей мере 2% мас., по меньшей мере 3% мас. или в некоторых случаях по меньшей мере 5% мас. или по меньшей мере 10% мас. относительно общей массы твердого вещества композиции покрытия. В определенных осуществлениях пигмент, прозрачный в инфракрасной области, присутствует в вышеуказанных композициях покрытия в количестве не более 50% мас., не более 25% мас. или в некоторых случаях не более 15% мас. относительно общей массы твердого вещества композиции покрытия.

Определенные композиции покрытия настоящего изобретения, соответственно, включают полимерное диспергирующее вещество пигмента. В определенных осуществлениях такое диспергирующее вещество включает три-блок-сополимер, включающий: (i) первый сегмент, включающий аффинные группы пигмента, прозрачного в инфракрасной области, например гидрофобные ароматические группы; (ii) второй сегмент, включающий полярные группы, например гидроксильные группы, аминогруппы, простые эфирные группы и/или кислотные группы; и (iii) третий сегмент, который отличается от первого и второго сегмента, например сегмент, который по существу является неполярным, то есть по существу не содержит полярных групп и по существу не содержит аффинных групп пигмента, прозрачного в инфракрасной области. В соответствии с использованием в изобретении термин ″по существу не содержит″ при использовании в отношении отсутствия групп в полимерном сегменте означает, что не более 5% мас. мономера, использованного для формирования третьего сегмента, включают полярные группы или аффинные группы пигмента, прозрачного в инфракрасной области.

Подходящие диспергирующие вещества включают акриловые сополимеры, полученные радикальной полимеризацией с переносом атома. В определенных осуществлениях среднечисленная молекулярная масса таких сополимеров составляет 1000-20000.

В определенных осуществлениях структура цепи полимера диспергирующего вещества пигмента представлена следующей общей формулой (I):

где G является остатком по меньшей мере одного радикально полимеризуемого мономера, ненасыщенного по типу этилена; W и Y являются, по меньшей мере, остатками одного радикально полимеризуемого мономера, ненасыщенного по типу этилена; где W и Y отличаются друг от друга; φ является гидрофобным остатком или производным инициатора и не содержит радикально передаваемой группы; Т является радикально передаваемой группой инициатора или ее производным; p, q и s представляют среднее число остатков, присутствующих в блоке остатков; p, q и s каждый отдельно выбран так, ч