有色效应颜料用于增强有色聚合物的红外吸收能力的用途制造技术

本发明专利技术涉及有色效应颜料用于增强有色聚合物的红外吸收能力的用途，并涉及用于增强有色聚合物的红外吸收能力的方法。色聚合物的红外吸收能力的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有色效应颜料用于增强有色聚合物的红外吸收能力的用途


[0001]本专利技术涉及有色效应颜料用于增强有色聚合物的红外吸收能力的用途，并涉及用于增强有色聚合物的红外吸收能力的方法。

技术介绍

[0002]当在塑料应用中使用时，珠光颜料开辟了颜色设计的新维度。通常，珠光颜料基于薄片状基材粒子，该基材粒子覆盖有一个或多个呈现出的折射率彼此不同的材料的干涉层。在大多数情况下，这些干涉层使用金属氧化物。通过光的多重反射，从在效应颜料中的这样的层序列中浮现出独特的光泽和颜色效应，并且它们给用其染色的塑料部件赋予了令人感兴趣的光学特性。由于它们的化学结构，大多数装饰性效应颜料呈现出红外反射特性。
[0003]然而，对于塑料工业中的一些聚合物应用，希望有色聚合物具有红外吸收特性。借助于红外辐射进行加热在工业中被广泛使用，其特别用于加热或干燥聚合物材料。一些实例是聚合物材料的注射吹塑方法、注射拉伸吹塑方法、热成型方法、快速原型、固化方法或焊接方法。
[0004]通过红外辐射加热或再加热聚合物材料相对于诸如对流烘箱的其它加热形式具有特定的优势，因为发射的辐射仅被待要处理的聚合物部件吸收，而不被周围的空气或物体吸收。由此确保了能量效率并且各自设备的费用受到限制。因此，红外加热在许多聚合物加工方法中是一个重要的组成部分。红外热的独特性能，例如定向的热、快速加热、快速冷却和精确的温度控制，导致塑料工业中的高效聚合物加工。
[0005]为了使聚合物材料具有红外吸收特性，过去已有人提出了多个建议。
[0006]在EP 1 756 221 B1中，建议了使用无机材料来改进聚合物材料的再热特性，其中所述无机材料选自氮化钛、氧化铟锡、还原氧化铟锡和氧化锑锡。各自的聚合物材料包括至少1ppm和至多500ppm的这样的红外吸收材料。所述无机材料是由具有小于10μm最大尺寸的粒子组成的。
[0007]如果要将聚合物材料染色，则要么使用蓝色氮化钛，要么为此目的额外添加灰色或黑色颜料，例如炭黑、铁氧化物、亚铬酸铜或金属锑。
[0008]为了获得除了蓝色、黑色或灰色以外的颜色，需要添加近红外染料。
[0009]在US 8,932,512 B2中，描述了具有高红外吸收能力的聚合物。这里，无色的聚合物化合物含有浅色或透明的球形、薄片形或针状的颗粒半导体材料或涂覆有浅色或透明半导体材料的颗粒基材。所述颗粒基材可尤其选自云母薄片、玻璃薄片、SiO2珠、TiO2珠、TiO2针等，而所述半导体材料例如是氧化铟、氧化锑、氧化锡或氧化锌。
[0010]由于该专利技术的目的是使透明或无色的聚合物化合物具有增大的红外吸收能力，因此为了不干扰所得塑料部件的颜色特性，相应的IR
‑
吸收添加剂是浅色的或透明无色的。
[0011]在上文引用的文献中，所述红外吸收添加剂仅呈现出非常有限的颜色特性或者本质是透明的和/或无色的。因此，仍需要使由聚合物制备的塑料部件具有吸引人的效应颜色和高光泽和/或闪光，并且同时具有良好的红外吸收性能，而不用使它们过度负载，这可能
妨碍它们的应用特性的颗粒添加剂。

技术实现思路

[0012]因此，本专利技术的目的是找到颗粒添加剂，其能够使聚合物组合物具有吸引人的颜色和光泽和/或闪光效应，并且同时为所述聚合物组合物提供足够的红外吸收能力而不需要另外的红外吸收添加剂或另外的染色添加剂。
[0013]此外，本专利技术的目的是找到一种通过添加能够为聚合物组合物提供颜色以及红外吸收性能的添加剂来增强有色聚合物的红外吸收能力的方法。
[0014]本专利技术的目的通过使用有色效应颜料增强有色聚合物的红外吸收能力来实现，其中所述有色效应颜料包含至少一个由碳组成的层。
[0015]此外，本专利技术的目的通过用于增强有色聚合物的红外吸收能力的方法实现，其中将聚合物组合物与包含至少一个由碳组成的层的有色效应颜料混合，有色效应颜料的量为基于效应颜料和聚合物组合物的总重量计的0.1至10重量％，由此使所述聚合物组合物具有颜色和增强的红外吸收特性。
[0016]本专利技术意义上的红外辐射意思是指在太阳光谱的750至3000nm波长范围内的辐射。所述红外波长范围分为波长范围为750nm至1,400nm的近红外和波长范围为1,400nm至3,000nm的短波红外。
[0017]本专利技术的意义上的“有色”意思是指可由干涉颜料提供的任何颜色，除了通常的“彩色”颜色之外还包括黑色、白色和灰色色调，并且也包括金属色调，例如银、金、青铜和铜。
[0018]如之前描述的，本领域中已知薄片状效应颜料可用于使聚合物组合物具有光泽和/或闪光效应以及显著的干涉色。然而，本领域中已知的大多数薄片状效应颜料由于它们的层状组成而具有红外反射性，就像它们在可见光谱内具有反射行为一样。
[0019]另外，本领域中还已知炭黑粒子在一定程度上吸收红外辐射。它们也可以被并入到聚合物材料中，但是在不使聚合物组合物严重变暗的情况下，可能无法实现其有效的红外吸收。
[0020]因此，本专利技术的专利技术人面临的挑战是：需要提供以下添加剂，该添加剂同时呈现出干涉颜料的色彩特性和炭黑的红外吸收性能，而不会表现出如果将这两种添加剂在聚合物组合物中以它们的组合方式使用时可能出现的缺点。
[0021]令人惊奇地，本专利技术的专利技术人确实发现，如果通常的有色效应颜料包含至少一个由碳组成的层，则它们可以被修改以呈现出希望的光学和红外吸收特性，而不会表现出在类似应用介质中炭黑粒子与有色效应颜料的混合物的缺点。
[0022]为了找到干涉色和红外吸收性能的可适用平衡，必须以保形和均匀的方式设计有色效应颜料的所述至少一个炭黑层，以提供所需的红外吸收特性而不减弱呈现出干涉色的效应颜料的色彩特性。
[0023]为此目的，已发现以下有色效应颜料是有用的，该有色效应颜料基于薄片状基材粒子，该薄片状基材粒子涂覆有至少一个干涉层并涂覆有至少一个由碳组成的层。
[0024]为了在红外吸收和一个或多个干涉层的颜色特性变暗之间找到恰当的平衡，已经证明最好使由碳组成的层位于涂覆有至少一个干涉层的薄片状基材粒子的顶部，并因此形
成所述有色效应颜料的最外层(“最外”在某种意义上意思是：决定各自颜料的色彩特性的最外层)。在由碳组成的最外层中，碳含量为基于所述由碳组成的层的重量计的100重量％。所述碳作为比例为5:95至95:5，特别是20:80至80:20的纳米晶碳和无定形碳的混合物存在于该层中。无定形碳和纳米晶碳的各自含量取决于所述碳的来源和在各自碳涂覆工艺中的反应温度。在由碳组成的层中，优选纳米晶碳的含量高于无定形碳的含量。
[0025]所述由碳组成的层构成无针孔、连续、保形和均匀的层，优选作为在本专利技术中使用的效应颜料的最外层(即决定色彩特性的最外层)。
[0026]所述由碳组成的层的几何厚度在1至10nm范围内，优选在1至6nm范围内，但在有利的实施方案中也可以低至1至2nm范围内。令人惊奇的是，这样的由碳组成的超薄层能够为具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.有色效应颜料用于增强有色聚合物的红外吸收能力的用途，其特征在于，所述有色效应颜料包含至少一个由碳组成的层。2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述有色聚合物吸收太阳光谱的750至3000nm波长范围内的红外光。3.根据权利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述有色效应颜料基于薄片状基材粒子，该薄片状基材粒子涂覆有至少一个干涉层并涂覆有至少一个由碳组成的层。4.根据权利要求1至3中一项或多项所述的用途，其特征在于，所述由碳组成的层是所述有色效应颜料的最外层并且由比例为5:95至95:5的纳米晶碳和无定形碳的混合物组成。5.根据权利要求1至4中一项或多项所述的用途，其特征在于，所述由碳组成的层具有在1至10nm范围内的几何厚度。6.根据权利要求1至5中一项或多项所述的用途，其特征在于，所述有色效应颜料具有在1至400μm范围内的粒子尺寸。7.根据权利要求1至6中一项或多项所述的用途，其特征在于，所述有色聚合物是由所述有色效应颜料染色的。8.根据权利要求1至7中一项或多项所述的用途，其特征在于，所述有色聚合物是有色热塑性材料或有色热固性材料。9.根据权利要求1至8中一项或多项所述的用途，其特征在于，所述有色聚合物应该通过红外辐射的作用被加热或再加热。10.根据权利要求9所述的用途，其特征在于，通过红外光的作用进行的加热或再加热是热成型方法、注射模塑方法、注射吹塑方法、注射拉伸吹塑方法、聚合物焊接方法、聚合物干燥方法或用于聚合和/或固化聚合物材料的方法。11.根据权利要求1至10中一项或多项所述的用途，其特征在于，所述有色聚合物选自聚乙烯(PE、HDPE、LDPE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺、聚酯、聚酯
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酯、聚醚
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酯、聚苯醚、聚缩醛、聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：