[发明专利]微粒二氧化钛在降低近红外辐射的透射率中的应用

说明书

本发明公开了微粒材料在含有所述微粒材料的聚合物制品或聚合物组合物(尤其是色母粒)以及聚合物膜组合物中降低近红外辐射的透射率并使可见光透过该制品的应用，其中：i.该微粒材料基于结晶二氧化钛；ii.该微粒材料的颗粒涂覆有有机涂层和/或无机涂层；iii.至少20wt％的所述微粒材料颗粒具有至少400nm且至多1000nm的粒径；以及iv.在所述微粒材料中，至少1.5wt％且至多40wt％的颗粒具有小于400nm且至少280nm的粒径。

技术领域

本发明涉及制造聚烯烃膜的领域。更具体地，本发明涉及制造一种红外线辐射的透射率低但大部分可见光能以漫射方式透过的膜。

背景技术

较长时间暴露于日光下通常对大多数物理实体造成破坏性影响。因此，在较大的温度波动下，物体的颜色迅速褪色，并且许多材料可能呈现出扭曲和变形。长时间暴露使许多材料及其美观方面劣化(通常被称为“老化”)，典型地导致使用寿命变短而需要进行更换。植物、动物和人类长时间暴露于日光下也往往受到负面影响。因此，在许多情况下，屏蔽日光成为了重要特征。

在日光辐射中，其约45％的能量为在约380纳米至约700纳米(nm)的相对窄的可见波长范围内的可见光；其约5％的能量为在约280nm至约380nm的短波长范围内的紫外(UV)辐射；其约50％的能量为在700nm至1mm的较宽的长波长范围内的红外(IR)辐射。

为了制得透明的表面(诸如玻璃)，已研发出能量屏蔽更强的特种塑料膜，该特种塑料膜尽可能地选择性吸收对眼睛不可见的但相当有害的UV范围或产生热量的IR范围内的辐射。红外辐射范围通常被分为：在一端上的近红外辐射范围(N-IR或NIR或IR A&B)，波长高达约2500nm；以及长波长或远IR范围，覆盖范围高达50000nm或50μm，而根据一些作者认为，覆盖范围涵盖1mm。因为太阳辐射在近IR范围的波长内具有主要部分的辐射能量，所以技术改进主要集中于此。因此，已研发出具有较好的红外线吸收功能的膜，该膜在高入射的光下提供更均匀的热分布以及更舒适的内部温度。这些膜的缺点是：所吸收的辐射在膜中被转换成热量。因此，这种吸收可能会导致局部温度升高，进而被传递至该膜涂覆于其上的基板中。对于许多基材(诸如玻璃)，这种局部温度升高导致高的机械应力，并甚至可能导致玻璃破裂。第二缺点是：所吸收的热量尽管以更均匀的方式透射至内部，但是仍可能局部导致仍不合意的大幅度温度升高。

因此，入射太阳能的高吸收不一定会产生简单的方案。为了尽可能地限制或避免这些缺点，研发了具有红外反射性的膜，特别是意图在NIR辐射范围中发生反射。这些膜在夏季使装配有该膜的车辆或建筑物的热吸收降低，从而可节省制冷能量。

US 6797396描述了一种双折射介质多层膜，该双折射介质多层膜使可见光透过但反射至少50％的波长区在700nm-2000nm内的光，并且由不同聚合物层制成而不含有任何金属。

为了使物体对暴露于日光更具有耐性，日光反射微粒材料可被添加到物体的构成材料中，或者，尤其当物体的构成材料为聚合物时，日光反射微粒材料可被添加到油漆和涂料中，然后用油漆和涂料涂覆物体。常规二氧化钛微粒材料已知用于提供高日光反射率。这些颗粒物质具有强烈的白色，并且在需要深色物体时，所需量的颗粒物质并不产生作用。这些微粒材料也不适合于需要对可见光透明的物体，诸如透明聚合物膜或透明面漆。