ЭКРАНИРУЮЩАЯ ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСИЯ ЧАСТИЦ И СПОСОБ ЕЕ ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 2021 года по МПК C09D5/32 C09D7/45 C09D7/48 B01F17/14 B01F17/52 C01G15/00 C01G19/00 C08K3/22 

Область техники

[0001]

Настоящее изобретение относится к экранирующей тепловое излучение дисперсии, используемой в качестве материала для нанесения покрытия с целью экранирования теплового излучения, которое наносят на прозрачную часть автомобилей, строительных материалов и др., и к способу ее производствa. Более конкретно, изобретение относится к экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц, в которой частицы ITO (оксид индия-олова) диспергированы в воде, и к способу ее производства. В настоящем описании тепловое излучение относится к инфракрасному излучению, а ITO относится к оксиду индия и олова. Эта международная заявка испрашивает приоритет на основании заявки на патент Японии № 130830 (заявка на патент Японии № 2017–130830), направленной на рассмотрение 4 июля 2017 г., и полное содержание заявки на патент Японии № 2017–130830 включено в данную международную заявку.

Уровень техники

[0002]

Ранее в качестве экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц, используемой для материала для нанесения покрытия с целью экранирования теплового излучения, были раскрыты дисперсии на основе растворителя (например, см., патентный документ 1). В патентном документе 1 раскрыто, что такую дисперсию на основе растворителя получают посредством загрузки порошка ITO, имеющего удельную площадь поверхности по методу БЭТ 40 м²/г или более, и цветовой тон темно–синий в смешанном растворе дистиллированной воды, триэтиленгликоль–2–этилгексаноата, безводного этанола, фосфатного сложного полиэфира, 2–этилгексановой кислоты и 2,4–пентандиола для диспергирования. В случае такой дисперсией, когда дисперсию, имеющую концентрацию частиц ITO от 0,7 до 1,2% масс., помещают в стеклянную ячейку, имеющую длину оптического пути 1 мм, и проводят измерения, коэффициент пропускания солнечного света должен быть 60% или менее, коэффициент пропускания видимого света 85% или более и мутность 0,5% или менее.

[0003]

Кроме того, раскрыта жидкость для нанесения покрытия для прозрачной проводящей пленки, которая содержит в растворителе (a) от 0,1 до 50% масс. тонкодисперсных частиц ITO, имеющих средний диаметр частиц от 3 до 60 нм, и от 0,5 до 10% масс. органического лиганда координировано из расчета на общую массу тонкодисперсных частиц, и (b) от 0,001 до 5% масс. проводящего полимера, который представляет собой полимер, содержащий в структурном звене любой из атомов кислорода, азота и серы, и имеющий средневесовую молекулярную массу от 10000 до 200000 и имеющий поверхностное сопротивление слоя, когда полимерное соединение образует пленку, 1×10⁷ Ом/квадрат или менее (например, см., патентный документ 2). В примерах 9 и 10 патентного документа 2 раскрыто, что воду добавляют к тонкодисперсным частицам ITO, имеющим средний диаметр частиц 9,6 нм и имеющим лимонную кислоту в качестве лиганда, затем добавляют дисперсию в изопропаноле полимера на основе политиофена, имеющего средневесовую молекулярную массу 100000, и перемешают, получают жидкость для нанесения покрытия для прозрачной проводящей пленки (пример 9: 1,5% масс. компонента (a) и 0,05% масс. компонента (b), пример 10: 1,5% масс. компонента (a) и 0,15% масс. компонента (b)), и также раскрыто, что полученную жидкость для нанесения покрытия для прозрачной проводящей пленки наносят на подложку из поликарбонатной пленки и получают прозрачную проводящую пленку, причем такие прозрачные проводящие пленки имеют высокую адгезионную способность нанесенной пленки к подложке, светопропускание 88,5% (пример 9) и 86,0% (пример 10), мутность 3,5% (пример 9) и 4,9% (пример 10) и поверхностное сопротивление слоя 750 Ом/квадрат (пример 9) и 670 Ом/квадрат (пример 10), так что они обладают достаточно высокими оптическими характеристиками и характеристиками проводимости в качестве прозрачных проводящих пленок.

[0004]

Кроме того, раскрыты диспергируемые в органическом растворителе частицы, покрытые диспергирующим агентом, содержащим молекулу, имеющую, по меньшей мере, две или более полярных функциональных групп, причем одна или две полярные функциональные группы находится/находятся в свободной форме, а другие, по меньшей мере, одна или более полярных функциональных групп защищена/защищены защитной(ыми) группой(ами) (например, см., патентный документ 3). Диспергируемые в органическом растворителе частицы патентного документа 3 способны стабильно диспергироваться в воде, и в примерах 1–4 патентного документа 3 описано, что водный раствор магнитных наночастиц, обладающих диспергируемостью в воде, может быть получен посредством добавления раствора ДМСО (DMSO) к оксиду железа, суспендированному в хлороформе, перемешивания с получением диспергируемых в хлороформе магнитных наночастиц (диспергируемых в органическом растворителе частиц), и затем посредством добавления раствора хлористого водорода (пример 1), раствора гидроксида натрия (пример 2), раствора метиламина в метаноле (пример 3) или моногидрата гидразина (пример 4) с последующим интенсивным перемешиванием для перемещения магнитных наночастиц в водную фазу.

[0005]

Более того, раскрыта дисперсия металлоксидных частиц, содержащая (A) металлоксидные частицы, имеющие среднечисленный размер частиц первичных частиц от 0,01 до 10 мкм, таких как диоксид хрома, оксид железа(III), тетраоксид трижелеза и триоксид дихрома, (B) водную жидкость и (C) предупреждающий агрегирование агент, который представляет собой содержащее атом фосфора соединение (например, см., патентный документ 4). В патентном документе 4 в качестве предупреждающего агрегирование агента (C) представлены фосфорная кислота, пирофосфорная кислота, метафосфорная кислота, сложный эфир фосфорной кислоты, фосфоновая кислота, дифосфоновая кислота, трифосфоновая кислота, тетрафосфоновая кислота, пентафосфоновая кислота, монофосфоновая кислота, сложный эфир фосфоновой кислоты, фосфиновая кислота, дифосфиновая кислота, монофосфиновая кислота или их соли, и массовое отношение содержания (A:C) металлоксидных частиц (A) и предупреждающего агрегирование агента (C), как показано, составляет 100:(0,01–50). В отношении дисперсии металлоксидных частиц сказано, что она обладает прекрасной стабильностью дисперсии (свойство предупреждения агрегирования).

Документ известного уровня техники

Патентный документ

[0006]

Патентный документ 1: JP2011–116623A (пункт 1, пункт 2, от абзаца [0045] до абзаца [0053])

Патентный документ 2: JP2015–003942A (пункт 1, от абзаца [0151] до абзаца [0154])

Патентный документ 3: JP 2008–127241A (пункт 1, абзац [0021], от абзаца [0043] до абзаца [0051])

Патентный документ 4: JP 2011–219611A (пункт 1, пункт 3, пункт 5, пункт 6, абзац [0001], абзац [0002], абзац [0009])

Сущность изобретения

Задачи, решаемые изобретением

[0007]

Несмотря на то, что дисперсия, представленная в патентном документе 1, имеет коэффициент пропускания солнечного света 60% или менее, коэффициент пропускания видимого света 85% или более, мутность 0,5% или менее и имеет высокую прозрачность, она представляет собой дисперсию на основе растворителя, поэтому существует проблема в том, что необходимо принимать во внимание окружающую среду и организм человека в процессе производства, в процессе применения и процессе обработки жидких отходов дисперсии. Жидкость для нанесения покрытия для прозрачной проводящей пленки, показанная в патентном документе 2, представляет собой водную дисперсию, так что проблема патентного документа 1 решена, но дисперсия не является дисперсией простого смешения тонкодисперсных частиц ITO и воды, а необходимо координировать все тонкодисперсные частицы ITO с помощью органического лиганда, и существуют затруднения при смешении с проводящим полимером.

[0008]

Водный раствор магнитных наночастиц, рассмотренный в патентном документе 3, представляет собой водную дисперсию, так что проблема патентного документа 1 решена, но требуется трудный этап удаления защитной группы из диспергирующего агента наночастиц. Дисперсия металлоксидных частиц, показанная в патентном документе 4, представляет собой водную дисперсию, так что проблема патентного документа 1 решена, но ее используют в случае таких вариантов применения, как дизайнерская печать и магнитные чернила для водной краски или водная краска, с использованием магнитных частиц, таких как оксид хрома и оксид железа в качестве металлоксидных частиц, вследствие чего она не приемлема для применения при экранировании теплового излучения.

[0009]

Целью настоящего изобретения является разработка экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц, которая прекрасна с точки зрения эффекта отсекания теплового излучения и которая имеет высокий коэффициент пропускания видимого света и высокую прозрачность. Другим объектом настоящего изобретения является разработка способа производства экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц простым и легким способом.

Средства решения задач

[0010]

Первый аспект настоящего изобретения относится к экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц, которая содержит частицы ITO, обладающие способностью экранировать тепловое излучение, растворитель, содержащий 60% масс. или более воды, и диспергирующий агент, причем частицы ITO имеют удельную площадь поверхности по методу БЭТ 20 м²/г или более, имеют синий или темно–синий тон, представленный значением L 50 или менее, a<0 и b<0 в цветовой модели Lab, и содержатся в количестве 1–90% масс. относительно 100% масс. дисперсии, растворитель представляет собой компонент, полученный посредством удаления остатка нагревания дисперсии из экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц, и содержится в количестве 6,1–99,0% масс. относительно 100% масс. дисперсии, диспергирующий агент представляет собой один тип, или два или более типов диспергирующих агентов, выбираемых из группы, включающей диспергирующий агент на основе фосфатного эфира, диспергирующий агент на основе полиглицерина, диспергирующий агент на основе поливинилпирролидона, диспергирующий агент на основе конденсата полиоксиэтилен–полиоксипропилен и диспергирующий агент на основе полиакрилата, и содержание активного ингредиента диспергирующего агента составляет 0,05–80 масс. частей относительно 100 масс. частей частиц ITO.

[0011]

Вторым аспектом настоящего изобретения является экранирующая тепловое излучение дисперсия частиц, которая составляет изобретение в соответствии с первым аспектом изобретения, где, когда экранирующую тепловое излучение дисперсию частиц, имеющую концентрацию частиц ITO 0,3% масс., помещают в стеклянную ячейку, имеющую длину оптического пути 1 мм, и проводят измерения, мутность составляет 5% или менее, коэффициент пропускания при длине волны 1200 нм составляет 60% или менее и коэффициент пропускания видимого света равен 85% или более.

[0012]

Третьим аспектом настоящего изобретения является способ получения экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц посредством смешения частиц ITO, обладающих способностью экранировать тепловое излучение, растворителя, содержащего 60% масс. или более воды, и диспергирующего агента, где частицы ITO имеют удельную площадь поверхности по БЭТ 20 м²/г или более, имеют синий или темно–синий тон, представленный значением L 50 или менее, a<0 и b<0 в цветовой модели Lab, растворитель представляет собой компонент, полученный удалением остатка нагревания дисперсии из экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц, диспергирующий агент представляет собой один тип, или два или более типов диспергирующих агентов, выбираемых из группы, включающей диспергирующий агент на основе фосфатного сложного эфира, диспергирующий агент на основе полиглицерина, диспергирующий агент на основе поливинилпирролидона, диспергирующий агент на основе конденсата полиоксиэтилен–полиоксипропилен и диспергирующий агент на основе полиакрилата, и их смешивают так, чтобы содержалось от 1 до 90% масс. частиц ITO и от 6,1 до 99,0% масс. растворителя относительно 100% масс. дисперсии, соответственно, и от 0,05 до 80 масс. частей диспергирующего агента в виде активного(ых) ингредиента(ов) диспергирующего агента, когда частицы ITO составляют 100 масс. частей.

[0013]

Четвертым аспектом настоящего изобретения является способ получения материала для нанесения покрытия с целью экранирования теплового излучения с использованием экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц в соответствии с первым или вторым аспектом, или экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц, полученной способом по третьему аспекту.

Эффекты изобретения

[0014]

Поскольку экранирующая тепловое излучение дисперсия частиц по первому аспекту настоящего изобретения представляет собой водную дисперсию, так что по сравнению с дисперсией на основе растворителя, представленной в патентном документе 1, она меньше влияет на окружающую среду или на организм человека в процессе производства, процессе применения и процессе обработки жидких отходов дисперсии. Кроме того, водная дисперсия, представленная в патентном документе 2, содержит проводящий полимер, так что она обладает прозрачностью и проводимостью, но является плохой с точки зрения свойства экранирования теплового излучения. Кроме того, в водных дисперсиях, представленных в патентных документах 3 и 4, диспергируемые частицы представляют собой магнитные частицы, которые обладают диспергируемостью частиц или свойством препятствовать агрегированию, но являются плохими с точки зрения свойства экранирования теплового излучения. И, наоборот, экранирующая тепловое излучение дисперсия частиц по первому аспекту содержит за счет смешения тонкодисперсные частицы ITO, имеющие удельную площадь поверхности по методу БЭТ 20 м²/г или более и имеющие синий или темно–синий тон, представленный значением L 50 или менее, a<0 и b<0 в цветовой модели Lab, заданное количество растворителя, содержащего 60% масс. или более воды, и заданный диспергирующий агент, который содержится в заданном количестве относительно частиц ITO, вне зависимости от водной дисперсии, она является прекрасной с точки зрения эффекта отсекания теплового излучения, который аналогичен дисперсии на основе растворителя, и имеет высокий коэффициент пропускания видимого света и высокую прозрачность.

[0015]

В экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц по второму аспекту настоящего изобретения, когда экранирующую тепловое излучение дисперсию частиц, имеющую концентрацию частиц ITO 0,3% масс., помещают в стеклянную ячейку, имеющую длину оптического пути 1 мм, и проводят измерения, мутность составляет 5% или менее, коэффициент пропускания при длине волны 1200 нм составляет 60% или менее и коэффициент пропускания видимого света составляет 85% или более, так что она является прекрасной по эффекту отсекания теплового излучения и имеет высокий коэффициент пропускания видимого света и высокую прозрачность.

[0016]

В способе производства по третьему аспекту настоящего изобретения без необходимости этапа координирования органических лигандов со всеми тонкодисперсными частицами ITO, как в патентном документе 2, или без необходимости этапа снятия защитной группы с диспергирующего агента наночастиц, как в патентном документе 3, экранирующая тепловое излучение дисперсия частиц может быть получена простым и легким способом, который состоит в смешении заданных тонкодисперсных частиц ITO, имеющих удельную площадь поверхности по БЭТ 20 м²/г или более, растворителя, содержащего 60% масс. или более воды, и заданного диспергирующего агента с заданным содержанием дисперсии или частиц ITO.

[0017]

В соответствии со способом производства материала для нанесения покрытия с целью экранирования теплового излучения по четвертому аспекту настоящего изобретения материал для нанесения покрытия с целью экранирования теплового излучения может быть получен за счет использования экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц по первому или второму аспекту или экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц, полученной способом по третьему аспекту, и за счет формирования пленки с использованием материала для нанесения покрытия может быть получено пленочное покрытие, прекрасное с точки зрения эффекта отсекания теплового излучения и имеющее высокий коэффициент пропускания видимого света и высокую прозрачность.

Варианты осуществления изобретения

[0018]

Далее рассмотрены варианты осуществления настоящего изобретения.

[0019]

Экранирующая тепловое излучение дисперсия частиц

Экранирующая тепловое излучение дисперсия частиц по данному варианту осуществления содержит частицы ITO, обладающие способностью экранировать тепловое излучение, растворитель, содержащий 60% масс. или более воды, и диспергирующий агент. Частицы ITO имеют удельную площадь поверхности по методу БЭТ 20 м²/г или более, предпочтительно от 40 до 75 м²/г, и имеют синий или темно–синий тон со значением L 50 или менее, предпочтительно значением L 30 или менее, a<0 и b<0 в цветовой модели Lab. Если удельная площадь поверхности по методу БЭТ составляет меньше чем 20 м²/г, когда экранирующую тепловое излучение дисперсию частиц, имеющую концентрацию частиц ITO 0,3% масс., помещают в стеклянную ячейку, имеющую длину оптического пути 1 мм, и проводят измерения (далее называют измерением длины оптического пути 1 мм), мутность становится высокой, прозрачность пленки становится низкой. При снижении концентрации частиц ITO в пленке с целью понижения мутности способность экранирования теплового излучения ухудшается. Если удельная площадь поверхности по методу БЭТ составляет меньше чем 20 м²/г, частицы ITO становятся слишком крупными, и прозрачность и мутность не могут быть сделаны низкими. Если она превышает 75 м²/г, что является предпочтительной удельной площадью метода БЭТ, когда частицы ITO смешивают с заданным количеством добавления диспергирующего агента, дисперсия частиц ITO является неудовлетворительной, и мутность довольно легко ухудшается. Удельную площадь поверхности по БЭТ измеряют с использованием прибора (SA–1100), производимого компанией Sibata Scientific Technologies, Ltd. В частицах ITO, в цветовой модели Lab благодаря наличию голубого или темно–голубого тона со значением L 50 или менее, a<0 и b<0, есть превосходная способность экранирования теплового излучения. Вышеупомянутое значения L, a и b измеряют с использованием колориметра (SM–T), производимого компанией Suga Test Instruments Co., Ltd. Частицы ITO присутствуют в количестве от 1 до 90% масс., предпочтительно от 5 до 60% масс. из расчета на 100% масс. экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц. Если это количество составляет меньше чем 1% масс., концентрация частиц ITO слишком мала, и диспергирования частиц ITO не происходит. Также, если это количество превышает 90% масс., дисперсия становится высоковязкой, в результате чего диспергирование не происходит.

[0020]

Растворитель экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц по настоящему варианту осуществления содержит 60% масс. или более воды, предпочтительно от 90 до 100% масс. Вода представляет собой чистую воду, такую как дистиллированная вода, вода ионообменной очистки и др. В качестве присутствующего растворителя, отличного от воды, предпочтителен спирт, имеющий от 1 до 3 атомов углерода. Говоря точнее, в качестве спирта могут быть упомянуты метанол, этанол, 1–пропанол, 2–пропанол и др. Спирт по данному варианту осуществления может быть использован в виде единственного вида или в комбинации из двух или более видов. Растворитель представляет собой компонент, полученный посредством удаления остатка нагревания дисперсии из экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц, и присутствует в количестве от 6,1 до 99,0% масс., предпочтительно от 28,0 до 91,0% масс. из расчета на 100% масс. дисперсии. Если содержание растворителя меньше чем 6,1% масс., вязкость дисперсии слишком высокая, и частицы ITO не диспергируются. Если оно превышает 99,0% масс., добавленное количество компонентов, отличных от растворителя, снижается, и эффекты от содержания других компонентов не развиваются. В данном случае остаток нагревания относится к компоненту, полученному в соответствии со стандартом JIS K5601–1–2 (Методы испытания компонентов краски – Часть 1: Общие правила – раздел 2: Определение содержания нелетучего вещества), и в данном варианте осуществления он относится к компоненту, в котором частицы ITO и активный(е) ингредиент(ы) диспергирующего агента суммированы. Если содержание воды составляет меньше чем 60% масс., содержание спирта соответственно повышается, и дисперсия легко испаряется.

[0021]

Диспергирующий агент экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц по настоящему варианту осуществления представляет собой водорастворимый водный диспергирующий агент и представляет собой один тип, или два или более типов диспергирующего агента(ов), выбираемых из группы, включающей диспергирующий агент на основе фосфатного сложного эфира, диспергирующий агент на основе полиглицерина, диспергирующий агент на основе поливинилпирролидона, диспергирующий агент на основе конденсата полиоксиэтилен–полиоксипропилен и диспергирующий агент на основе полиакрилата. Такие диспергирующие агенты могут быть коммерчески доступны и, например, в качестве примера диспергирующего агента на основе фосфатного эфира могут быть приведены PLYSURF A212C, PLYSURF A208N, PLYSURF A219B, PLYSURF M208F (все производства компании DSK Co., Ltd.), DISPARLON AQ–330, DISPARLON AQ–320, (все производства компании Kusumoto Chemicals, Ltd.), SOLSPERSE 41000 (производства компании The Lubrisol Corporation), DISPERBYK·110, DISPERBYK·111 (все производства компании BYK–Chemie (BYK) GmbH), PHOSPHANOL RE·610, PHOSPHANOL ML–200, PHOSPHANOL ML–220, PHOSPHANOL BH–650, PHOSPHANOL RA–600, PHOSPHANOL RD·510Y, PHOSPHANOL RD·720N, PHOSPHANOL RS–610, PHOSPHANOL RS–710 (все производства компании TOHO Chemical Industry Co., LTD.), Light Ester P–1M, Light Ester P–2M (все производства компании KYOEISHA CHEMICAL Co., Ltd.), ADEKA COL PS–440E, ADEKA COL PS–810E, ADEKA COL TS–230E (все производства компании ADEKA CORPORATION), этилфосфат, диэтилфосфат, дифенилфосфат и др. В качестве примера диспергирующего агента на основе полиглицерина могут быть приведены SY–Glyster MCA–750, SY–Glyster ML–750, SY–Glyster MM–750 (все производства компании Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.), POEM J–0021, J–0381V (все производства компании Riken Vitamin Co., Ltd.) др. В качестве примера диспергирующего агента на основе поливинилпирролидона (PVP) могут быть названы PITZCOL K–30L, PITZCOL K–50, PITZCOL K–85 (производства компании DSK Co., Ltd.), поливинилпирролидон K–30W (производства компании NIPPON SHOKUBAI CO., LTD.) и др. В качестве примера диспергирующего агента на основе конденсата полиоксиэтилен–полиоксипропилен могут быть приведены ADEKA Pluronic L–64, ADEKA Pluronic L–71, ADEKA Pluronic L–101 (все производства компании ADEKA CORPORATION) и др. В качестве примера диспергирующего агента на основе полиакрилата могут быть названы DESPERBYK–2013, DESPERBYK–2015, DESPERBYK–191, DESPERBYK–194N (производства компании BYK–Chemie GmbH) и др.

[0022]

Доля содержания диспергирующего агента относительно частиц ITO в экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц по настоящему варианту осуществления составляет от 0,05 до 80 масс. частей, предпочтительно от 1 до 60 масс. частей в виде активного(ых) ингредиента(ов) диспергирующего агента, когда частицы ITO составляют 100 масс. частей. В данном случае активный(е) ингредиент(ы) диспергирующего агента означает компонент(ы), вносящий(е) вклад в диспергирование, и представляет(ют) собой компонент(ы) (твердый компонент после нагревания диспергирующего агента и затвердевания), равный удаленному количеству компонента частиц ITO из нагретого компонента. Если доля содержания активного(ых) ингредиента(ов) диспергирующего агента меньше, чем значение нижней границы 0,05 масс. частей, частицы ITO не диспергируются равномерно, тогда как, если это количество превышает значение верхней границы 80 масс. частей, диспергирующий агент становится высоковязким по сравнению с растворителем, таким как вода и др., так что, когда добавленное количество диспергирующего агента слишком велико, он становится высоковязким от начального этапа диспергирования и диспергирования не происходит. Кроме того, возникает неудобство, связанное с ослабленной коагрегацией частиц ITO.

[0023]

Получение экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц

Экранирующую тепловое излучение дисперсию частиц по настоящему варианту осуществления получают посредством смешения вышеупомянутого растворителя, содержащего 60% масс. или более воды, и вышеупомянутого диспергирующего агента с получением водного раствора диспергирующего агента, добавления вышеупомянутых частиц ITO к водному раствору диспергирующего агента и перемешивания смеси. Смешение проводят посредством добавления частиц ITO к водному раствору диспергирующего агента при комнатной температуре. В соответствии с этой методикой частицы ITO равномерно диспергируют в форме первичных частиц с получением прозрачной дисперсии. В качестве оборудования для перемешивания могут быть упомянуты шаровая мельница, шейкер для красок, поворотный и вращающийся смеситель и др. За счет смешения так, чтобы содержалось от 0,3 до 90% масс. частиц ITO и от 6,1 до 99,7% масс. растворителя из расчета на 100% масс. дисперсии, соответственно, и так, чтобы содержалось от 0,05 до 80 масс. частей диспергирующего агента в виде активного(ых) ингредиента(ов) диспергирующего агента из расчета на 100 масс. частей частиц ITO, получают экранирующую тепловое излучение дисперсию частиц.

[0024]

Производство материала для нанесения покрытия с целью экранирования теплового излучения

Материал для нанесения покрытия с целью экранирования теплового излучения может быть получен с использованием экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц по настоящему варианту осуществления. Например, водную УФ–отверждающуюся смолу, инициатор полимеризации и воду ионообменной очистки смешивают, и после полного растворения инициатора полимеризации дисперсию, полученную согласно настоящего варианта осуществления, смешивают с раствором, в результате чего может быть получен материал для нанесения покрытия с целью экранирования теплового излучения.

Примеры

[0025]

Далее подробно рассмотрены примеры по настоящему изобретению вместе со сравнительными примерами.

[0026]

Девять типов частиц ITO

Девять типов частиц ITO, которые используют в примерах 1–50 по настоящему изобретению и в сравнительных примерах 1–7, представлены в таблице 1. В таблице 1 частицы ITO, имеющие удельную площадь поверхности по методу БЭТ от 20 м²/г и до 40 м²/г, значение L в цветовой модели Lab от 40 до 50, a<0 и b<0, и цветовым тоном которых является синий, показаны с помощью номеров от № M–1 до № M–3, а частицы ITO, имеющие удельную площадь поверхности по методу БЭТ 40 м²/г или более, значение L в цветовой модели Lab от 20 до 30, a<0 и b<0, и цветовой тон которых является темно–голубым, показаны с помощью номеров от № S–1 до № S–5. Частицы ITO, имеющие удельную площадь поверхности по методу БЭТ, которая выходит за рамки интервала настоящего изобретения меньше чем 20 м²/г, значение L в цветовой модели Lab 70, «a» имеет значение –3,0 и «b» имеет значение –5,0, и цветовым тоном является светло–синий, представлены номером № L.

[0027]

Таблица 1

Тип Содержание частиц ITO Значение БЭТ (м²/г) Цветовой тон Значение L a b № L 18,0 Светло–синий 70,0 –3,0 –5,0 № M–1 21,0 Синий 49,8 –4,0 –10,1 № M–2 30,0 Синий 47,3 –3,6 –11,9 № M–3 39,0 Синий 46,2 –3,5 –10,9 № S–1 41,2 Темно–синий 28,3 –2,5 –15,6 № S–2 46,2 Темно–синий 25,7 –3,2 –6,7 № S–3 49,9 Темно–синий 29,1 –1,7 –14,5 № S–4 55,8 Темно–синий 26,6 –3,9 –7,4 № S–5 71,0 Темно–синий 29,1 –2,1 –12,0

[0028]

Одиннадцать типов диспергирующих агентов

Одиннадцать типов диспергирующих агентов, используемых в примерах 1–50 по настоящему изобретению и сравнительных примерах 1–7, представлены в таблице 2. Как можно ясно увидеть из таблицы 2, в качестве диспергирующих агентов на основе фосфатного эфира используют № 1a: DISPARLON AQ–330 (производства компании Kusumoto Chemicals, Ltd.), № 1b: SOLSPERSE 41000 (производства компании The Lubrisol Corporation), № 1c: PLYSURF A212C (производства компании DSK Co., Ltd.) и № 1d: этилфосфат (производства компании TOKYO CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.). В качестве диспергирующего агента на основе полиглицерина используют № 2: SY–Glyster MCA–750 (производства компании Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.). В качестве диспергирующего агента на основе поливинилпирролидона используют № 3: PITZCOL K–30L (производства компании DSK Co., Ltd.). В качестве диспергирующих агентов на основе конденсата полиоксиэтилен–полиоксипропилен используют № 4a: ADEKA Pluronic L–64 (производства компании ADEKA CORPORATION) и № 4b: ADEKA Pluronic L–101 (производства компании ADEKA CORPORATION). В качестве диспергирующего агента на основе полиакрилата используют № 5: DESPERBYK–2013 (производства компании BYK–Chemie). Для сравнения в качестве диспергирующих агентов, которые не являются диспергирующими агентами по настоящему изобретению, используют № 6: LOMAR PWA–40K (производства компании SAN NOPCO LIMITED), который представляет собой концентрированный диспергирующий агент на основе аммонийной соли нафталинсульфоновой кислоты, и № 7: Nuosperse 2006 (производства компании ELEMENTIS), который представляет собой диспергирующий агент на основе натриевой соли сульфоянтарной кислоты.

[0029]

Таблица 2

Тип Состав диспергирующего агента № 1a Диспергирующий агент на основе фосфатного эфира DISPARLON AQ–330 № 1b Диспергирующий агент на основе фосфатного эфира SOLSPERSE 41000 № 1c Диспергирующий агент на основе фосфатного эфира PLYSURF A212C № 1d Диспергирующий агент на основе фосфатного эфира Этилфосфат № 2 Диспергирующий агент на основе полиглицерина SY–Glyster MCA–750 № 3 Диспергирующий агент на основе поливинилпирролидона PITZCOL K–30L № 4a Диспергирующий агент на основе конденсата полиоксиэтилен–полиоксипропилен ADEKA Pluronic L–64 № 4b Диспергирующий агент на основе конденсата полиоксиэтилен–полиоксипропилен ADEKA Pluronic L–101 № 5 Диспергирующий агент на основе полиакрилата DESPERBYK–2013 № 6 Концентрированный диспергирующий агент на основе аммонийной соли нафталинсульфоновой кислоты LOMAR PWA–40K № 7 Диспергирующий агент на основе натриевой соли сульфоянтарной кислоты Nuosperse 2006

[0030]

Пример 1

В качестве частиц ITO, используют частицы ITO № S–3 и в качестве диспергирующего агента используют DISPARLON AQ–320 (производства компании Kusumoto Chemicals, Ltd.) № 1a. Этот диспергирующий агент смешивают с водой ионообменной очистки комнатной температуры, получают водный раствор диспергирующего агента, и частицы ITO вышеупомянутого № S–3 добавляют к водному раствору диспергирующего агента и диспергируют с использованием шаровой мельницы, которая представляет собой оборудование для смешения, получают экранирующую тепловое излучение дисперсию частиц. На этом этапе доля содержания диспергирующего агента составляет 0,05 масс. частей, когда частицы ITO соответствуют 100 масс. частям, доля содержания частиц ITO относительно 100% масс. дисперсии составляет 20% масс., доля содержания воды в растворе составляет 100% масс., и доля содержания растворителя составляет 79,99% масс. из расчета на 100% масс. дисперсии. Состав экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц представлен в таблице 3.

[0031]

Примеры 2–50 и сравнительные примеры 1–7

Из частиц ITO и диспергирующих агентов типов, представленных в таблице 1 и таблице 2, как показано в следующих таблицах 3–5, выбирают частицы ITO и диспергирующие агенты примеров 2–50 и сравнительных примеров 1–7, соответственно. Кроме того, используют то же самое оборудование для смешения, что и используемое в примере 1, и, как показано в таблицах 3–5, определяют, когда частицы ITO составляют 100 масс. частей, долю содержания диспергирующего агента, долю содержания частиц ITO из расчета на 100% масс. дисперсии, долю содержания воды в растворителе и долю содержания растворителя из расчета на 100% масс. дисперсии. В примере 29 40% масс. растворителя составляет этанол и остальные 60% масс. составляет вода. Кроме того, в примере 50 в качестве диспергирующего агента используют как № 2, так и № 3. Массовое отношение (диспергирующий агент № 2):(диспергирующий агент № 3) равно 2:1.

[0032]

Пример 3

Экранирующая тепловое излучение дисперсия частиц Оценка дисперсии Тип частиц ITO Тип диспергирующего агента Диспергирующий агент/ частицы ITO (масс. частей) Частицы ITO/ дисперсия
(% масс.) Вода/ растворитель (% масс.) Растворитель/ дисперсия
(% масс.) Мутность (%) Коэффициент пропускания при длине волны 1200 нм (%) Коэффициент пропускания видимого света (%) Пример 1 № S–3 № 1a 0,05 20 100 79,99 1,0 25,4 94,02 Пример 2 № S–3 № 1a 0,5 20 100 79,9 0,7 26,2 94,3 Пример 3 № S–3 № 1a 1 20 100 79,8 0,3 30,0 95,5 Пример 4 № S–3 № 1a 5 20 100 79,0 0,3 29,9 95,4 Пример 5 № S–3 № 1a 15 20 100 77,0 0,4 27,1 95,3 Пример 6 № S–3 № 1a 30 20 100 74,0 0,7 25,6 94,3 Пример 7 № S–3 № 1a 80 20 100 64,0 2,8 25,0 93,0 Пример 8 № S–3 № 1a 10 30 100 67,0 0,4 27,0 95,0 Пример 9 № S–3 № 1a 20 30 100 64,0 0,4 27,2 95,1 Пример 10 № S–3 № 1a 30 30 100 61,0 0,6 26,5 94,5 Пример 11 № S–1 № 1a 30 20 100 74,0 1,2 25,4 93,8 Пример 12 № S–2 № 1a 30 20 100 74,0 0,8 25,9 93,8 Пример 13 № S–4 № 1a 30 20 100 74,0 0,5 26,2 94,8 Пример 14 № S–5 № 1a 30 20 100 74,0 1,2 25,5 93,72 Пример 15 № S–3 № 1b 0,5 30 100 69,85 1,5 28,9 93,2 Пример 16 № S–3 № 1b 5 30 100 68,5 0,3 28,0 95,5 Пример 17 № S–3 № 1b 15 30 100 65,5 0,3 28,4 95,6 Пример 18 № S–3 № 1b 20 30 100 64,0 0,4 29,2 95,4 Пример 19 № S–3 № 1b 25 30 100 62,5 0,4 29,1 95,6 Пример 20 № S–3 № 1b 30 30 100 61,0 0,4 29,2 95,1 Пример 21 № S–3 № 1b 50 30 100 55,0 1,5 29,2 92,03 Пример 22 № S–3 № 1b 60 30 100 52,0 4,6 29,4 90,65

[0033]

Таблица 4

Экранирующая тепловое излучение дисперсия частиц Оценка дисперсии Тип частиц ITO Тип диспергирующего агента Диспергирующий агент/ частицы ITO (масс. частей) Частицы ITO/ дисперсия
(% масс.) Вода/ растворитель (% масс.) Растворитель/ дисперсия
(% масс.) Мутность (%) Коэффициент пропускания при длине волны 1200 нм (%) Коэффициент пропускания видимого света (%) Пример 23 № S–3 № 1b 80 5 100 91,0 1,3 28,8 93,5 Пример 24 № S–3 № 1b 1 1 100 99,0 1,5 28,6 93,4 Пример 25 № S–3 № 1b 10 3 100 96,7 1,6 28,4 93,6 Пример 26 № S–3 № 1b 20 50 100 40,0 1,1 21,1 93,1 Пример 27 № S–3 № 1b 20 60 100 28,0 0,9 21,6 93,6 Пример 28 № S–3 № 1b 80 20 100 64,0 1,7 19,3 93,6 Пример 29 № S–3 № 1b 20 30 60 64,0 0,5 28,7 95,6 Пример 30 № S–3 № 1c 1 20 100 79,8 0,5 30,0 95,2 Пример 31 № S–3 № 1d 5 20 100 79,0 0,6 32,5 94,5 Пример 32 № S–3 № 2 1 20 100 79,0 0,6 32,1 95,2 Пример 33 № S–3 № 3 0,5 20 100 79,0 0,6 32,1 95,0 Пример 34 № S–3 № 4a 5 30 100 68,5 0,6 28,9 95,4 Пример 35 № S–3 № 4b 5 30 100 68,5 1,0 25,0 94,0 Пример 36 № S–3 № 5 10 30 100 67,0 0,8 27,5 94,3 Пример 37 № M–2 № 1a 0,05 20 100 79,99 3,0 38,8 89,5 Пример 38 № M–1 № 1a 40 20 100 72,0 2,4 59,0 93,5 Пример 39 № M–2 № 1a 40 20 100 72,0 1,5 41,2 92,5 Пример 40 № M–3 № 1a 40 20 100 72,0 1,0 50,8 95,2 Пример 41 № M–2 № 1b 40 20 100 72,0 1,2 50,7 95,1 Пример 42 № M–2 № 1c 10 20 100 78,0 1,3 50,1 94,9 Пример 43 № M–2 № 1d 10 20 100 78,0 2,3 39,5 90,8

[0034]

Таблица 5

Экранирующая тепловое излучение дисперсия частиц Оценка дисперсии Тип частиц ITO Тип диспергирующего агента Диспергирующий агент/ частицы ITO (масс. частей) Частицы ITO/ дисперсия
(% масс.) Вода/ растворитель (% масс.) Растворитель/ дисперсия
(% масс.) Мутность
(%) Коэффициент пропускания при длине волны 1200 нм (%) Коэффициент пропускания видимого света (%) Пример 44 № M–2 № 2 10 20 100 78,0 2,1 38,2 92,8 Пример 45 № M–2 № 3 0.5 20 100 79,9 2,5 50,7 95,1 Пример 46 № M–2 № 4a 50 20 100 70,0 3,2 38,0 94,0 Пример 47 № M–2 № 4a 80 20 100 64,0 4,9 35,0 85,1 Пример 48 № M–2 № 4b 50 20 100 70,0 3,3 36,2 93,1 Пример 49 № M–2 № 5 10 20 100 78,0 1,8 39,8 95,1 Пример 50 № S–2 № 2 и № 3 3 20 100 79,4 0,9 39,8 95,1 Сравнительный пример 1 № L № 1a 1 20 100 79,8 11,2 61,2 82,3 Сравнительный пример 2 № S–2 № 6 1 20 100 79,8 Не может быть измерена Не может быть измерен Не может быть измерен Сравнительный пример 3 № S–2 № 7 1 20 100 79,8 Не может быть измерена Не может быть измерен Не может быть измерен Сравнительный пример 4 № S–2 № 1a 0.001 30 100 69,99 5,8 27,5 84,5 Сравнительный пример 5 № S–2 № 1a 90 20 100 62,0 6,11 28,2 83,3 Сравнительный пример 6 № S–2 № 1a 20 0.5 100 99,4 Не может быть измерена Не может быть измерен Не может быть измерен Сравнительный пример 7 № S–2 № 1a 1 93 100 6,07 Не может быть измерена Не может быть измерен Не может быть измерен

[0035]

Сравнительные испытания и оценка

Экранирующие тепловое излучение дисперсии частиц, полученные в примерах 1–50 и сравнительных примерах 1–7, представляют собой образцы, и мутность, коэффициент пропускания при длине волны 1200 нм и коэффициент пропускания видимого света соответствующих образцов измеряют приведенными ниже способами. Результаты этих измерений представлены в таблицах 3–5.

[0036]

(1) Мутность

Образец разбавляют водой ионообменной очистки, так что концентрация частиц ITO в каждом образце становится 0,3% масс., и разбавленную дисперсию оценивают с помощью мутномера (HZ–2 производства компании Suga Test Instruments Co., Ltd.) в соответствии со стандартом JIS (JISK7136).

[0037]

(2) Коэффициент пропускания при длине волны 1200 нм и коэффициент пропускания видимого света

Дисперсию, в которой образец разбавлен таким же образом, как и образец, в котором измеряют мутность, помещают в стеклянную ячейку, имеющую длину оптического пути 1 мм, и измеряют коэффициент пропускания при длине волны 1200 нм и коэффициент пропускания видимого света с использованием спектрофотометра с интегрирующей сферой (UH4150 производства компании Hitachi High–Technologies Corporation) в соответствии со стандартом JIS (JIS R 3106).

[0038]

Как ясно видно из таблицы 5, в сравнительном примере 1 используют частицы ITO № L, и значение по методу БЭТ является маленьким 18,0 м²/г, а значение L большим 70,0, так что мутность является высокой 11,2% и коэффициент пропускания видимого света также является низким 82,3%, в результате чего не может быть получена достаточная прозрачность.

[0039]

В сравнительном примере 2 и сравнительном примере 3 используют диспергирующие агенты № 6 и № 7, которые представляют собой диспергирующие агенты, отличные от диспергирующих агентов по настоящему изобретению, частицы ITO не диспергируются равномерно и оценка дисперсии не может быть проведена.

[0040]

В сравнительном примере 4, даже когда используют диспергирующий агент по настоящему изобретению в качестве диспергирующего агента, диспергирующего агента слишком мало 0,001 масс. часть из расчета на частицы ITO, диспергирование частиц ITO не происходит в достаточной степени, мутность является высокой 5,8% и коэффициент пропускания видимого света небольшим 84,5%, в результате чего не может быть получена достаточная прозрачность.

[0041]

В сравнительном примере 5, даже когда используют диспергирующий агент по настоящему изобретению в качестве диспергирующего агента, если диспергирующего агента слишком много 90 масс. частей относительно частиц ITO, диспергирующий агент становится высоковязким и диспергирования частиц ITO не происходит, в результате чего дисперсия не является хорошей дисперсией, мутность является высокой 6,11% и пропускание видимого света низким 83,3%, в результате чего не может быть получена достаточная прозрачность.

[0042]

В сравнительном примере 6 частиц ITO частиц слишком мало 0,5% масс. относительно дисперсии, и частицы ITO не диспергируются в достаточной степени, в результате чего оценка дисперсии не может быть проведена.

[0043]

В сравнительном примере 7 частиц ITO слишком много 93% масс. по отношению к дисперсии, а растворителя слишком мало 6,07% масс., так что она становится высоковязкой, в результате чего оценка дисперсии не может быть проведена.

[0044]

Напротив, как ясно видно из таблицы 3, в примерах 1–50 дисперсию готовят с использованием частиц ITO, растворителя и диспергирующего агента, которые удовлетворяют требованиям, определенным в первом аспекте и третьем аспекте, так что могут быть получены экранирующие тепловое излучение дисперсии частиц, имеющие высокую прозрачность и способность экранирования теплового излучения. При этом, когда используют частицы ITO типов от № S–1 до № S–5, может быть обеспечена более высокая способность экранирования теплового излучения.

Промышленная применимость

[0045]

Экранирующая тепловое излучение дисперсия частиц по настоящему изобретению может найти применения в качестве материала для нанесения покрытия с целью экранирования теплового излучения, которое наносят на прозрачные части автомобилей, строительных материалов и др.

Изобретение относится к экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц, способу ее получения и способу получения материала для нанесения покрытия с целью экранирования теплового излучения. Экранирующая тепловое излучение дисперсия частиц содержит частицы оксида индия-олова (ITO), обладающие способностью экранировать тепловое излучение, растворитель, содержащий 60% масс. или более воды, и диспергирующий агент. Частицы ITO имеют удельную площадь поверхности по методу БЭТ 20 м²/г или более, имеют синий или темно–синий тон, представленный значением L 50 или менее, a<0 и b<0 в цветовой модели Lab, и представлены в количестве 3–60% масс. относительно 100% масс. дисперсии. Растворитель представляет собой компонент, полученный посредством удаления остатка нагревания из экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц, и представлен в количестве 28,0–96,7% масс. относительно 100% масс. дисперсии. Диспергирующий агент представляет собой один тип или два или более типов диспергирующих агентов, выбираемых из группы, включающей диспергирующий агент на основе фосфатного сложного эфира, диспергирующий агент на основе полиглицерина, диспергирующий агент на основе поливинилпирролидона и диспергирующий агент на основе полиакрилата. Содержание активного(ых) ингредиента(ов) диспергирующего агента составляет 0,05–80 масс. частей относительно 100 масс. частей частиц ITO. Технический результат – разработка экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц, которая прекрасна с точки зрения эффекта отсекания теплового излучения и которая имеет высокий коэффициент пропускания видимого света и высокую прозрачность, а также разработка способа производства экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц простым и легким способом. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 57 пр., 5 табл.

1. Экранирующая тепловое излучение дисперсия частиц, содержащая:

частицы оксида индия-олова (ITO), обладающие способностью экранировать тепловое излучение, растворитель, содержащий 60% масс. или более воды, и диспергирующий агент, где

– частицы ITO имеют удельную площадь поверхности по методу БЭТ 20 м²/г или более, имеют синий или темно–синий тон, представленный значением L 50 или менее, a<0 и b<0 в цветовой модели Lab, и представлены в количестве 3–60% масс. относительно 100% масс. дисперсии,

– растворитель, представляет собой компонент, полученный посредством удаления остатка нагревания из экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц, и представлен в количестве 28,0–96,7% масс. относительно 100% масс. дисперсии,

– диспергирующий агент представляет собой один тип или два или более типов диспергирующих агентов, выбираемых из группы, включающей диспергирующий агент на основе фосфатного сложного эфира, диспергирующий агент на основе полиглицерина, диспергирующий агент на основе поливинилпирролидона и диспергирующий агент на основе полиакрилата, и

– содержание активного(ых) ингредиента(ов) диспергирующего агента составляет 0,05–80 масс. частей относительно 100 масс. частей частиц ITO.

2. Дисперсия по п. 1, в которой при помещении экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц, имеющей концентрацию частиц ITO 0,3% масс., в стеклянную ячейку, имеющую длину оптического пути 1 мм, и проведении измерений мутность составляет 5% или менее, коэффициент пропускания при длине волны 1200 нм равен 60% или менее и коэффициент пропускания видимого света равен 85% или более.

3. Способ получения экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц посредством смешения частиц оксида индия-олова (ITO), обладающих способностью экранировать тепловое излучение, растворителя, содержащего 60% масс. или более воды, и диспергирующего агента, где

– частицы ITO имеют удельную площадь поверхности по методу БЭТ 20 м²/г или более, имеют синий или темно–синий тон, представленный значением L 50 или менее, a<0 и b<0 в цветовой модели Lab,

– растворитель представляет собой компонент, полученный посредством удаления остатка нагревания из экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц,

– диспергирующий агент представляет собой один тип или два или более типов диспергирующих агентов, выбираемых из группы, включающей диспергирующий агент на основе фосфатного сложного эфира, диспергирующий агент на основе полиглицерина, диспергирующий агент на основе поливинилпирролидона и диспергирующий агент на основе полиакрилата, и

– компоненты смешивают так, чтобы содержалось от 3 до 60% масс. частиц ITO и от 28,0 до 96,7% масс. растворителя относительно 100% масс. дисперсии, соответственно, и от 0,05 до 80 масс. частей диспергирующего агента в виде активного ингредиента диспергирующего агента, когда частицы ITO составляют 100 масс. частей.

4. Способ получения материала для нанесения покрытия с целью экранирования теплового излучения, включающий:

смешение водной УФ–отверждающейся смолы, инициатора полимеризации и воды ионообменной очистки с формированием смеси,

полное растворение смеси с формированием раствора и

смешение экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц по п. 1 или 2 или экранирующей тепловое излучение дисперсии частиц, полученной способом по п. 3 с раствором.