[发明专利]耐热的二氧化钛颗粒以及清凉制品的形成

说明书

背景技术

技术领域

本公开涉及设计用以增强IR和可见波长两者或能量的反射的二氧化钛颗粒以及它们在形成由可熔融加工的树脂制成的完全不透明的清凉聚合物制品中的用途。由可熔融加工的热塑性树脂和/或热固性树脂制成的此类制品由于包含表现出低光活性特性的本发明的二氧化钛颗粒而抑制由太阳造成的损坏，因此该制品具有增强的室外实用性。

相关领域的描述

众多商业应用(包括PVC壁板/盖板、人造草皮、冷屋顶和机动车内饰)充分实证需要减少或管理由入射太阳能辐射能量的吸收所引起的热积聚。因此，已开发出将提高IR反射率提供为降低太阳能生热的机制的许多商业产品。一个示例描述于日本专利号4517178中，该专利教导了一种用于帐篷结构的膜(涂有不可熔融加工的热塑性树脂涂料的布料)，其屏蔽热并且同时针对照明颜色具有高自由度。该膜(或者涂覆有不可熔融加工的热塑性树脂的织物)包括：a)纤维基布，b)不可熔融加工的热塑性树脂涂料，以及c)设置在不可熔融加工的热塑性树脂涂料顶部上的防污树脂涂料层。该不熔融的热塑性树脂涂料包含待定无机复合颗粒，所述待定无机复合颗粒具有1.8至2.75的折射率、0.3至3.0微米的粒度分布以及1.0至3.0的长径比。包含不可熔融加工的树脂的防污层优选地包含0.3至30质量％的待定无机复合颗粒，所述待定无机复合颗粒具有1.8或更大的折射率、0.3至3.0的粒度分布以及1.0至3.0的长径比。该‘178专利教导使用具有.070微米中等粒度范围的TiO2颗粒(具有介于0.3微米至1.0微米之间粒度的钛颗粒的集合体)。此类TiO2颗粒能有效地散射IR波长却不能有效地散射构成太阳能辐射的可见波长并且无法实现热保护最大化。

另一个能够管理热积聚的技术示例描述于已公布的未经审查的日本专利申请号H4-258675中。该‘675申请教导了一种可防止冬季积雪的新型涂料。该涂料(其由不可熔融加工的树脂制成)包含选自有机硅橡胶、丙烯酸类有机硅树脂和氟树脂的树脂。该防止积雪的热绝缘涂料含有热绝缘填料，诸如无机填料，所述无机填料的主要组分为例如直径在0.1至1.0微米范围内的氧化钛颗粒的集合体。其还教导了可以氧化硅或氧化铝薄薄地包覆氧化钛细粒的表面，以在检查中保持所述细粒氧化钛活化，并且所述涂料需要10至300重量份的热绝缘填料。该涂料还包含降低漆料相对于积雪的摩擦系数的高耐受性拒水添加剂、分散剂、可涂性改良剂以及使积雪与漆料之间的表面粘着系数最小化的化学反应树脂。

通常，当涉及太阳能辐射的光谱输出时，波长介于400和700纳米之间被称作可见光谱。波长低于400纳米为紫外光谱并且波长高于700纳米为红外光谱。太阳能量输出的主要部分为其光谱的可见部分和红外部分。另外，一些聚合物制品对光谱中紫外部分敏感，故而那些波长的光(250-400纳米)具有断裂聚合链的能力，从而降低聚合物材料的机械特性。

因此，提高IR反射率已被有效地实证降低热积聚，但仅有52％的入射太阳能辐射处于近IR波长区域且余下43％的入射太阳能辐射处于可见区域。向表面施加IR和可见光均会导致制品因吸收能量而产生热积聚所引起的变热。此外，太阳光可能会破坏一些由聚合物制成的制品，原因在于该制品的组合物致使树脂变得光不稳定。例如，房屋上的制品诸如壁板在太阳下升温，从而导致房屋内部变暖，同时太阳还会损坏壁板的聚合物组合物。如果房屋太热，则需使用能量来使房屋降温。为了节能，需要散射制品内IR和可见波长光同时增强置于太阳下制品光稳定性的机构。

发明内容

本发明的成果来自下述意外发现，即在窄粒度范围内的TiO₂颗粒对红外(“IR”)波长和可见波长具有最佳散射，这增强了制品的光稳定性。具体地，本发明的制品是通过向必须被加热的可熔融加工的热塑性和/或热固性聚合物添加本发明的TiO2颗粒并且随后挤出以形成制品(诸如房屋壁板)而形成的。本发明的这些耐热制品对红外和太阳能辐射具有增强的耐受性，进而有助于在日光下时通过反射能量而使制品表面保持清凉。