[發明專利]染料材料及其紅外活性聚合物組合物

無效

• 申請號: 200580034900.7
• 申請日: 2005-09-01
• 公開（公告）號: CN101090947A
• 公開（公告）日: 2007-12-19
• 發明（設計）人: F·克瑟
• 申請（專利權）人: 特羅皮格拉斯技術有限公司
• 主分類號: C09B67/08
• 分類號: C09B67/08;C09B67/10;C09B63/00;C08K9/10;C08G83/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 孟凡宏

技術領域

本發明涉及染料材料及其紅外(IR)活性聚合物組合物。

本發明染料材料和結合了所述染料材料的IR活性聚合物組合物的特定但并不唯一的應用是用于窗用玻璃層壓板，但是該應用僅僅是一個示例。然而，應該理解本發明可以用于其它的應用，例如提供紅外活性涂層。

背景技術

在2002年9月12日公布的WO?02/070254?A1描述了IR活性窗用玻璃層壓板(glazing?laminates)用以改善太陽輻射對建筑物內部的加熱。這一公開包括在聚合物中具有IR吸收染料以形成至少一種IR活性層的窗用玻璃層壓板，該IR活性層通常夾在玻璃層之間。該紅外活性聚合物層的制備存在技術困難。由于載體聚合物溶液具有非常高的表面張力，用于在玻璃表面制備活性層的溶劑澆鑄法不能用于制備具有較大均勻表面積的活性層。使用不同溶劑的混和物，例如具有較高揮發性的良溶劑和具有較低揮發性的不良溶劑的混和物，可以澆鑄分米面積尺度的活性層，但是對更大的表面積，澆鑄技術難以成功使用。所選的紅外活性有機材料還顯示出黃色到綠色的顏色，這在某些應用中可能具有商業上的缺點。為了改善黃/綠色彩，灰色的有機染料被加入，減少了可見光的凈傳輸。由于有機帶色的染料傾向于與IR和其它染料反應，這就需要使用不連續的染料層從而增加了層壓板的復雜性。

通過常規的聚合物加工技術并不容易將紅外活性有機材料混入用于層壓的熱塑性聚合物熔體中。在加工條件下熱塑性聚合物體系不能有效地溶解紅外活性材料，導致染料充當了顆粒尺寸超出微米范圍的較差顏料，且這樣制備的膜相應地效率低且不透明。

紅外活性有機材料一般不容易溶解在可固化的液態樹脂體系例如不飽和的聚脂或環氧樹脂中。已經觀察到在固化過程中這類組合物的紅外活性基本上降到了零，大概是作為固化的副反應，以至于固化的交聯樹脂組合物并不顯示有用的紅外活性。

因此，仍然需要一種可以在IR活性聚合物組合物的制備中使用的染料材料，其中該IR活性聚合物組合物可以通過常規聚合物技術如分批混合、擠出或吹膜或液態聚合物樹脂的交聯來制備。本發明的優選實施方案的目的是提供可用于制備層壓IR活性窗用玻璃材料的IR活性聚合物組合物。本發明特定實施方案的另一個目的是提供結合有染料材料的IR活性聚合物組合物，該染料材料在同一個形成膜熔體的技術制備步驟中提供了色彩匹配膜。

發明內容

本發明的一個方面涉及在染料組合物中廣泛地包括納米包裹(nano-encapsulated)在粘土材料中的有機染料。

該有機染料可以選自于一種或多種已知其紅外活性性質的染料。然而，可以設想作為染料組合物在聚合物基體中納米包裹和/或分散以形成吸收IR輻射的聚合物組合物的結果，其它染料的最大吸收A_max會發生移動。作為選擇，也可以選擇染料以提供在EM光譜的其它部分如UV或可見帶吸收的聚合物組合物。

例如，一些用于有色織物、木材、皮革等的常見有機染料也可以被包裹。靛青、羅單明B(Rhodamine?B)、沙黃(Saframine)以及許多其它有色染料可以與層狀硅酸鹽粘土材料反應形成納米顏料，該納米顏料能保持染料的顏色僅有輕微的改變。這些納米顏料也可以與不同的聚合物混合，包括用于制備層狀窗用玻璃的那些聚合物。這些納米顏料可以用于匹配紅外活性納米顏料改性聚合物的顏色，從而形成例如灰色層壓板。該納米顏料是相容性的，它們相互之間不反應，因此它們可以混入相同的聚合物層。

粘土可以選自于已知形成納米包裹物的層狀粘土材料。例如該粘土材料可以選自近晶粘土如斑脫土或蒙脫石，或其它天然或合成的片狀粘土材料。優選地，該粘土材料的陽離子交換容量(CEC)為60-180毫摩爾當量鈉/100克粘土。已經觀察到并不是所有的納米包裹在層狀粘土材料中以形成“納米顏料”的明顯的是紅外活性有機材料，都能夠在聚合物組合物中保持它們的紅外活性，“納米顏料”即顯示類似染料性質的納米顆粒組合物。然而，令人驚訝的結果是，所有測試的材料都可以與窗用玻璃或者可光固化和熱塑性的聚合物體系混合從而形成透明的聚合物膜和層壓板。