[发明专利]用于提高近红外辐射的热输入量的氧化钨

说明书

本申请是申请号为200880114766.5、申请日为2008年10月23日、发明名称为“用于提高近红外辐射的热输入量的氧化钨”的申请的分案申请。

本发明涉及氧化钨或钨酸盐提高近红外辐射的热输入量的用途。

原则上，低价氧化钨和钨青铜的IR吸收性能质是已知的。例如EP1847635公开了作为热吸收材料的Cs₀₃₃WO₃粒子分散体。

已发现尽管吸收相同量的能量，这些材料表现出比其它已知IR吸收剂明显较高的效力。这非常令人惊讶且至今不可解释。例如掺入涂料中的钨青铜在受到IR照射时导致了比根据其光谱吸收能力预计的高得多的温度升高。测得的温度升高比用其它已知的IR吸收剂发现的明显更高，且几乎达到用炭黑观察到的温度。或者，对于纸的激光标记，已知钨青铜或低价氧化钨比六硼化镧（一种熟知的几乎无色的IR吸收剂）的效力超过10倍。这事实上非常令人惊讶且原因未知。

许多技术方法（例如塑料的激光焊接和标记、涂料的NIR固化和干燥、印刷品的干燥、纸的激光标记、粘合剂的固化和干燥、油墨调色剂固定在基底上、加热预形成塑料等）要求通过IR辐射实现有效、快速且集中的局部热输入。IR辐射转化成热是通过将适合的IR吸收剂放在需要热的地方实现的。炭黑是公知的有效用于这种方法的IR吸收剂。但炭黑具有一大缺点，即非常深的黑色。因此，炭黑不可用于有色（黑色或灰色除外）、无色、白色或透明的体系。对于这种体系，“白色或无色的炭黑”是技术上强烈需要的。

因此，目标是研究出这种“无色和透明的炭黑”。

非常令人惊讶的是本发明的氧化钨材料非常接近此目标——尽管它带有轻微的蓝色或灰色。

但由于它将IR辐射转化成热的令人惊讶的高效率，此氧化钨材料可以以非常低的浓度应用，从而使得它本身的颜色在大多数应用中可以接受。

对于透明度同样如此：含该氧化钨的材料（塑料、涂料）仍保持高度透明。

氧化钨和钨酸盐是已知的红外屏蔽材料。出版物EP 1676890和US2007/0187653（Sumitomo Metal Mining Company）公开了一种屏蔽红外的纳米粒子分散体，其包含具有还原的氧的三氧化钨。

因此，本发明涉及式WO_3-x的氧化钨的用途，其中W是钨，O是氧，x为0.1至1，和/或式M_xW_yO_z的钨酸盐的用途，其中M为一种或多种选自NH₄、H、Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Ba、Sr、Fe、Sn、Mo、Nb、Ta、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl的元素；W是钨，O是氧，0.001≤x/y≤1且2.0＜z/y≤3.0，用于在涂料的NIR固化和涂料的NIR干燥过程中提高近红外辐射的热输入量。

热输入量是通过近红外辐射提供的热能，且相应于在涂料NIR固化和干燥以后达到的温度。

优选地，y为1。实例为H_0.53WO₃、Na_0.33WO₃、K_0.33WO₃、Cs_0.33WO₃、Ba_0.33WO₃、Rb_0.33WO₃。

优选使用低价氧化钨（例如WO_2,7）和钨青铜（例如H_0.53WO₃、Na_0.33WO₃、Cs_0.33WO₃）。尤其优选Cs_0.2-0.5WO₃。

钨青铜可根据EP 1676890制备，该文献指出，式M_xWO₃表示的钨青铜可如下制备：将偏钨酸铵与金属盐的水溶液加热至300至700℃，并将含水混合物干燥以得到固体产物。