包含蓝色和绿色酞菁颜料的热屏蔽涂料组合物

摘要

提供用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其表现出高红外辐射透过率，当与彩色涂料和白色涂料混合时由于其不仅在暗色同样在亮色方面也具有接近炭黑颜料的色调而使色调调节变得容易，并且还在耐候性和成本方面是有利的；还提供基于所述黑色颜料组合物的热屏蔽涂料，及遮蔽方法。所述用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物包含酞菁蓝颜料作为第一颜料，酞菁绿颜料作为第二颜料，和至少一种其它彩色颜料，其中，以重量份计，酞菁蓝颜料的量为Mb，酞菁绿颜料的量为Mg，并且所述至少一种其它彩色颜料的总量为Mn时，满足Mb+Mg+Mn＝100，并且20＜Mg+2.2Mb＜60，基于100重量份的颜料组合物计。

说明书

背景技术

1、发明领域 

本发明涉及用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物。

2、相关技术说明

在夏季，辐射在建筑物的屋顶和外墙和铺设的街道上的阳光产生的热量积聚。基于此，白天期间冷却负载增加和夜晚期间热量释放，这导致作为热岛现象已知的现象，其中在城区甚至在日落之后，环境温度也不下降，这正变成严重的问题。由于温度甚至在夜晚期间也不下降，所以空调在夜晚期间也运行，由其产生的热空气起增强热岛现象的作用。

为了缓解该热岛现象进行隔热涂料的开发，该涂料能降低导致阳光能量扩散和透入建筑物的现象。为此，这种涂料使用具有低热导率的材料提供隔热性质并且应用到建筑物屋顶和外墙上。然而，当想要赋予这些涂料一定程度的隔热效果时，由于必须增加涂料的膜厚度而存在增加材料成本和应用成本的问题。

用于缓解热岛现象的另一原理为在建筑物屋顶，外墙等施加被赋予热屏蔽性质的涂料，由此通过阳光能量在屋顶和外墙上的反射而使阳光能量不在建筑物内部积聚。根据此方法，由于与隔热涂料相比，甚至在施加的涂料厚度低的情况下，可以获得可观的屏蔽效果，所以目前大量公司积极地进行这种涂料的开发。

有效的热屏蔽涂料是通过将白色颜料分散于树脂和溶液中而获得的白色涂料，所述白色颜料不吸收可见光区域至红外光区域的波长的光。这样的白色涂料典型地显示出最大的光反射效果。然而，当白色涂料应用到建筑物外墙，仓库屋顶等上时，由于其高反射率而导致极其耀眼，因此对附近的居民来说是令人不愉快的，并引起麻烦。为了降低这种耀 眼性，已考虑将炭黑添加至所述涂料中作为着色手段。然而，在这种情况下，尽管耀眼性被抑制，但是产生了另外的问题，即由于炭黑对红外辐射的吸收而降低了热屏蔽效果。

还在开发一种通过使用彩色颜料替代炭黑形成热屏蔽涂料而增强消光效果的方法，所述彩色颜料吸收较少的红外区域波长的光。作为其实例，例如JP05293434A描述了一种由金属薄板，底层和上层屏蔽层组成的热屏蔽板，其中该上层热屏蔽层由包含具有高红外辐射透过率的彩色颜料的黑色热屏蔽层组成。由于该下层包含诸如金红石型二氧化钛的白色颜料，所以通过彩色颜料的红外辐射被下层且额外地被金属薄板反射，因此产生热屏蔽性能。

存在两种使用这种黑色热屏蔽涂料的方法：

1)该涂料直接作为黑色涂料使用，或在调节其亮度之后以非彩色涂料的形式，例如灰色涂料施加，和

2)上述1)中提及的非彩色热屏蔽涂料与彩色涂料如YMC混合，然后用于遮蔽以调节彩色涂料的亮度和色度。

在使用根据上述1)的涂料的情况下，该涂料要求在可见光区域(黑色)具有高的吸光度，同时在邻近的红外区域具有高的透光率，从而在该基材处反射入射阳光的红外波长部分，并且其也要求使用尽可能便宜的颜料，其被用作炭黑的替代物。

在使用如上述2)的用于亮度调节的涂料的情况下，用于热屏蔽涂料的该颜料组合物要求不仅在红外区域具有高的透光率，而且具有吸光度特性，其促进与期望的颜色相一致的颜色匹配度。根据遮蔽涂料的一般方法，在第一步中，选择基色涂料，或如果需要，混合多种基色涂料，以获得接近期望色彩的颜色。然后，在第二步中，混合白色或黑色涂料用于调节色度和亮度，以获得期望的色调，色度和亮度。这样的颜色遮蔽在涂料工艺中被认为是最要求专业知识的步骤之一，并且不管该遮蔽是否成功实施，其均对最终质量具有可观的影响。

在需要技巧的传统遮蔽操作中，电脑配色变得越来越流行，其中将彩色和非彩色的基色涂料的颜色参数寄存在电脑中，还输入期望的参数， 然后使用寄存的参数通过电脑计算确定各涂料的配方比率。然而，如果电脑配色应用于热屏蔽涂料，则当使用现有配方时可能产生差的热屏蔽。通过黑色颜料组合物对炭黑的简单替代可以赋予现有配方以热屏蔽性质。

在通过混合黑色涂料和彩色涂料用于色调调节的制备配方的常规通用方法中，规范地使用包含炭黑颜料的黑色涂料。因此，同样在热屏蔽涂料的情况下，在改进遮蔽操作效率方面，对于黑色涂料而言，为了调节色调优选通过提供与炭黑的色调接近的黑色热屏蔽涂料来制备彩色涂料，然后将这样的涂料与彩色涂料混合以获得必须的亮度，色度等。

然而，基于炭黑的黑色涂料并不优选用作热屏蔽涂料，因为如上所述，炭黑由于其在红外区域的高吸光度而强烈吸收阳光的红外辐射。基于此，对在红外区域具有低吸光性的黑色涂料(在红外区域的高透光率)存在强烈的需求，所述黑色涂料用作基于炭黑的常规黑色涂料的替代物。在这种情况下，如前文所述，要求这样的热屏蔽黑色涂料具有尽可能与由炭黑组成的涂料相接近的色调，或者换言之，在基于现有知识实施的遮蔽方面，要求所述热屏蔽黑色涂料使用尽可能与炭黑颜料相比不显示色差的涂料组合物。

关于用于上述目的的形成黑色热屏蔽涂料的颜料，除了上述光学性质之外，还要求很多性质，例如它们不应该含有铬或其它有毒性的重金属，或应该显示出良好的颜料分散稳定性；并且特别地，当位于严酷的夏季环境时，强烈要求具有高水平的耐候性。在此情况下，不仅要求在暴露于阳光之前具有与包含炭黑的经涂覆的制品相近的色调，还要求在暴露于阳光之后也同样具有与炭黑涂料相近的性质。

响应这种需求，例如JP2009202494A描述了一种方法，其中使用了黑色的苝颜料。然而，该方法的问题在于所使用的颜料的高价格，可能导致增加的涂料成本。此外，当涂料为了用于调节亮度而加亮至例如灰色时，非常显著地变为绿色。因此，尽管该涂料在用于暗色时没有导致明显的问题，但是所述方法在遮蔽操作中具有缺陷，而当该涂料为了加亮和遮蔽而与其它彩色涂料混合时，校正绿色变得非常困难。

作为解决上述问题的手段，例如JP2011068737A的实施方式部分提出了一种方法，其中使用三种类型的颜料(颜料黄184、颜料紫19和颜料蓝15：3)通过三种颜色混合而获得接近炭黑的黑色热屏蔽涂料。采用该方法，在具有低亮度的暗黑色的情况下，相对容易地达到与炭黑涂料接近的黑色的颜色调节，但是其具有下述问题：如果该热屏蔽黑色涂料被稀释，或与白色涂料混合以增加亮度时，其颜色从非彩色到彩色，并且其结果是倾向于显示出不同于炭黑涂料的大的色差。此外，根据此方法的热屏蔽黑色涂料具有不足的耐候性，并且尽管在暴露之前接近炭黑，但是在暴露于阳光期间经历了相当的颜色改变，因此导致热屏蔽性质大大降低的显著问题。

如上所述，还没有发现热屏蔽黑色颜料组合物，其能显示出高的红外辐射透过率并且进一步在从暗色到亮色区域的宽范围内的接近炭黑涂料的色调，并且在实践中具有令人满意的耐候性，和能够作为便宜的炭黑的替代品。

发明概述

本发明的目的在于提供用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其具有高的红外辐射透过率，当与彩色涂料和白色涂料混合时由于其不仅在暗色同样在亮色方面也具有接近炭黑颜料的色调而使色调调节变得容易，具有高的耐候性，并且在成本方面是有利的；还提供使用上述黑色颜料组合物的热屏蔽涂料，及其用于遮蔽和涂料的用途。

考虑到这些情况，作为为了解决相关领域中的缺陷而进行广泛研究的结果，本发明人为了实现本发明的目的而获得了下述指导原则：

(1)当将酞菁蓝颜料和酞菁绿颜料合并为基本元素而代替合并通常的黄色，洋红色和青色颜料时，显著改进了所产生的耐候性。

(2)通过简单地合并两种组分，酞菁蓝颜料和酞菁绿颜料，难于实现接近炭黑的色调。为了降低与炭黑色调的差异(色差)，必须进一步添加彩色颜料作为第三组分，并且如果需要的话，添加另外的彩色颜料作为第四组分。

(3)此外，通常的情况是，甚至不能通过以下来获得期望的色调：合并第三、第四或另外的彩色颜料与酞菁蓝颜料和酞菁绿颜料以制备接近炭黑颜料(如具有Munsell颜色系统的N-1的这种黑色)的暗色黑涂料，并且将这种黑色涂料与另外的用于遮蔽的彩色涂料混合。其原因在于：即使由彩色颜料制备的黑色，暗色涂料在视觉上接近炭黑的黑色，但是当黑色涂料的亮度例如由于与白色填料混合而增加时，它们在可见光吸收性质方面的不协调而导致显著的色差，这是因为光谱差异在视觉上能被感知。因此必须考虑在遮蔽之后将要显现的亮度来确定用于遮蔽的热屏蔽颜料组成。

(4)为了实现上述(3)中描述的目的，必须将酞菁蓝颜料和酞菁绿颜料的总量调节至相对于用于热屏蔽涂料的彩色颜料组合物的总量的具体组成范围之内。

基于上述提到的指导原则，本发明人进一步寻找相对于炭黑涂料在亮色区域提供1.5或更小的色差(ΔE)并且具有高耐候性的颜料组合物，并且因此能够获得颜料组合物和热屏蔽黑色涂料，其与炭黑相比甚至在黑色、暗色区域具有小的色调差异，并且完成本发明。

因此，本发明涉及：

1、用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其包含酞菁蓝颜料作为第一颜料，酞菁绿颜料作为第二颜料，和至少一种其它彩色颜料，其中以重量份计，酞菁蓝颜料的量为Mb，酞菁绿颜料的量为Mg，并且所述至少一种其它彩色颜料的总量为Mn时，满足

Mb+Mg+Mn＝100，并且

20＜Mg+2.2Mb＜60，基于100重量份的总颜料组合物计。

2、上述1所述的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其中将选自C.I.颜料蓝15：3、颜料蓝15：1、颜料蓝15：2、颜料蓝15：4和颜料蓝15：6的至少一种颜料用作酞菁蓝颜料。

3、上述1或2所述的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其中将C.I.颜料绿7和/或C.I.颜料绿36用作酞菁绿颜料。

4、上述1-3中任一项所述的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其 中所述组合物包含无机彩色颜料和/或有机彩色颜料作为至少一种其它彩色颜料。

5、上述4所述的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其中所述无机彩色颜料为选自钴蓝、氧化铁黄、铬绿、硫化锌、锌钡白、镉黄、朱砂、镉红、铬黄、钼橙、铬酸锌、铬酸锶、群青、铋钒黄、钒锡黄、钒锆黄、亚铁氰化物(普鲁士蓝)和磷酸盐(锰紫)的至少一种。

6、上述4所述的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其中该有机彩色颜料为选自偶氮颜料、色淀颜料、硫靛颜料、蒽醌颜料、苝颜料、芘酮(Perinone)颜料、二酮吡咯并吡咯颜料、二噁嗪颜料、酞菁颜料、喹酞酮颜料、喹吖啶酮颜料、异吲哚啉颜料和异吲哚啉酮颜料的至少一种。

7、上述1-6中任一项所述的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其中所述组合物由酞菁蓝颜料作为第一颜料，酞菁绿颜料作为第二颜料，和第三颜料作为至少一种其它颜料组成。

8、上述7所述的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其中所述组合物包含无机颜料作为第三彩色颜料。

9、上述7所述的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其中所述组合物包含选自蒽醌颜料、苯并咪唑酮颜料和二酮吡咯并吡咯颜料的至少一种彩色颜料作为第三彩色颜料。

10、上述7所述的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其中所述组合物包含蒽醌颜料C.I.颜料红168作为该第三彩色颜料。

11、上述10所述的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其中对于以重量份计，酞菁蓝颜料的量为Mb，酞菁绿颜料的量为Mg，并且所述第三彩色颜料的量为M3而言，满足

1＜Mb＜10，

25＜Mg＜45，和

45＜M3＜70。

12、上述1-6中任一项所述的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其中所述组合物由酞菁蓝颜料作为第一颜料，酞菁绿颜料作为第二颜料，和第三和第四彩色颜料作为所述至少一种其它颜料组成。

13、上述12所述的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其中所述第三彩色颜料为苯并咪唑酮颜料，所述第四彩色颜料为二酮吡咯并吡咯颜料，并且当将所述第三和第四彩色颜料以重量份计的总量指定为M34时，满足

5＜Mb＜20，

1＜Mg＜30，和

55＜M34＜85。

14、上述12所述的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其中所述组合物包含无机黄色颜料作为第三彩色颜料，和二酮吡咯并吡咯颜料和/或萘酚颜料作为第四彩色颜料。

15、上述14所述的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其中当将所述第三和第四彩色颜料的总重量份计的总量指定为M34时，满足

2＜Mb＜15，

10＜Mg＜30，和

60＜M34＜88。

16、上述1-15中任一项所述的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其中满足25＜Mg+2.2Mb＜50。

17、上述1-16中任一项所述的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其中满足0.05＜Mg/Mb＜25。

18、热屏蔽黑色涂料，其至少包含上述1-17中任一项所述的黑色颜料组合物、粘结剂和溶剂。

19、上述18所述的热屏蔽黑色涂料，还包含白色无机颜料。

20、上述19所述的热屏蔽黑色涂料，其中所述白色无机颜料选自氧化钛、氧化锌和氧化铝。

21、上述18-20中任一项所述的热屏蔽黑色涂料，其中所述粘结剂为树脂，选自丙烯酸系树脂，丙烯酸系-有机硅树脂，有机硅树脂，氟树脂，聚氨酯树脂，不饱和聚酯树脂和醇酸树脂。

22、根据18-21中任一项所述的热屏蔽黑色涂料用于遮蔽彩色或非彩色涂料的用途。

23、根据上述18-21中任一项所述的热屏蔽黑色涂料用于涂覆建筑物屋顶或外墙的用途。

从上述内容可以理解，根据本发明，可以获得用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，其显示出太阳热屏蔽效果，具有高的耐候性，由于其色调甚至在浅色光条件下仍接近炭黑的色调，因此使得遮蔽彩色颜料变得容易，在成本方面也是有利的。

附图简述

图1为其中将酞菁蓝颜料以重量份计的量(Mb)标示在横轴和将酞菁绿颜料以重量份计的量(Mg)标示纵轴的散布图，和

图2为显示对于图1的Mb和Mg的那些值使用最小二乘法获得的近似曲线的图，其中ΔE＜1.5。

优选实施方式的描述

因此，本发明提供用于热屏蔽涂料的颜料组合物，其在近红外区域显示出高的透光率并且还显示出高的耐候性，具有接近炭黑的色调，包含作为其基本颜料的酞菁蓝和酞菁绿，且还包含混合于其中的至少一种彩色颜料，还提供基于所述颜料组合物的热屏蔽涂料，及其用于遮蔽和涂料的用途。

由于炭黑颜料非常依赖于原料，生产方法，颗粒直径等等，因此基于炭黑颜料的黑色涂料在它们的色调方面也稍有变化。根据本发明，选择可以几乎通用于涂料领域的颜料黑7(Degussa Corp.，商品名：FW200)作为标准颜料，并且以下述实施例1中的方法制备成样品，通过在涉及阳光反射性的JIS K5602规定的黑色/白色遮盖测试纸上涂覆和干燥该颜料，以完全遮盖该黑色/白色图案，并且将由此制备的样品作为暗色标准样品来使用。作为在遮蔽后的标准样品，通过以1∶50的重量比混合上述颜料黑7和金红石型二氧化钛制备涂料，然后涂覆在上述黑色/白色遮盖测试纸上以获得亮色标准样品。这些样品的颜色空间坐标值显示在表1中。由于该亮色标准样品在Munsell颜色系统中处于N-5附近，所以通 过使用与亮色标准样品相比具有小色差的黑色热屏蔽涂料，不仅在遮蔽为高亮度的时候也在遮蔽为低亮度的时候，其有利地容易被遮蔽为接近一般用途的炭黑涂料的颜色。

表1

  L＊ a＊ b＊ 暗色标准样品 24.86 -0.06 -0.90 亮色标准样品 58.72 -0.54 0.00

本发明中的“亮色”是指在Munsell颜色系统中具有高亮度和高L＊值的颜色，而“暗色”是指具有相对低的亮度和低L＊值的颜色。

此外，本发明中的“色差(ΔE)”表示亮色标准样品和待测量的样品之间在色调方面的差异，其典型地表现为在L＊a＊b＊色度空间图中的两者之间的空间距离，并且为通过ΔE＝[(ΔL＊)²+(Δa^＊)²+(Δb)²]^1/2计算的值。通常，如果ΔE为1.5或更小，则据称通过人眼识别两个目标之间的色差变得非常困难。

根据本发明的热屏蔽黑色涂料为基于包含酞菁蓝和酞菁绿作为基本彩色颜料且还包含一种或多种另一色调的彩色颜料的颜料组合物的涂料。合并该多种彩色颜料允许获得热屏蔽涂料，其可以表现为近似炭黑的黑色和具有高的耐候性。

本发明中使用的酞菁蓝和酞菁绿颜料二者都具有包含金属酞菁骨架的化学结构，并且已知为因为表现出优秀的整体性质，例如光稳定性，耐热性和对酸和碱的耐化学性等而具有高耐候性的颜料。

与在470nm附近具有最大透过率的酞菁蓝颜料相反，酞菁绿颜料在500nm附近具有最大的透过率并且也在400nm附近具有相对高的吸光度。因此通过混合酞菁蓝和酞菁绿，酞菁绿可以用来部分承担YMC减色(color-subtraction)法中的黄色颜料的功能。

典型的黄色颜料与酞菁蓝和酞菁绿相比具有低劣的耐候性。因此，当它们以颜料组合物的形式经历暴露测试时，存在仅黄色颜料会褪色的 倾向，而黑色或灰色将在耐候性测试之后保持，并且会发生接近蓝色或接近绿色的脱色。通过使用根据本发明的具有高耐候性的酞菁颜料，减少具有差耐候性的黄色颜料的份额成为可能，并且因此改进了颜料组合物的耐候性，但是为了实现黑色，还必须进一步混入第三、第四或还有另外的彩色颜料。

在合并和混合酞菁蓝和酞菁绿颜料与第三颜料的情况下，例如基于以下表明的途径进行实验。

(1)改进耐候性。 

对于具有高的耐候性的待添加至酞菁蓝和酞菁绿颜料的第三组分而言，选择具有高耐热性和耐候性的颜料。关于所述耐热性，优选的是具有高热分解温度的颜料。

(2)选择允许接近炭黑颜料的色调的彩色颜料(在亮色区域的ΔE为1.5或更小)。寻找具有吸收光谱的颜料类型以在色度图上在减色混合中提供非彩色，并且从而与炭黑颜料相比减少了色差。

(3)基于由上述(1)和(2)获得的数据，选择优选的第三颜料类型和确定在亮色区域的色差ΔE为1.5或更少时这种彩色颜料的比率。

(4)如果仅使用上述三种类型的颜料难于实现期望的性能，则进一步选择和混入第四颜料，并且如果需要的话，例如考虑上述(1)和(2)的研究结果选择和混入另外的颜料，并且使所述颜料组合物的可见光吸收性质接近炭黑的性质。

(5)对产生的候选配方进行耐光性测试，和确定每一种颜料的关于耐候性的优选用量范围。

本发明通过经历上述(1)至(5)的实验过程而完成。已发现，当尝试达到高红外辐射透过率和良好的耐候性和获得接近炭黑的色调时，酞菁蓝和酞菁绿颜料以重量份计的总量(Mb+Mg)要求具有特殊的关系，并且从性能的观点来看，特别优选酞菁绿与酞菁蓝颜料的比率(Mg/Mb)在特定范围内，因此获得本发明。

用于本发明的酞菁蓝颜料的实例包括C.I.颜料蓝15：3、颜料蓝15：1、颜料蓝15：2、颜料蓝15：4和颜料蓝15：6。

对于用于本发明的酞菁绿颜料而言，例如可以使用C.I.颜料绿7和C.I.颜料绿36。

根据本发明，在包含酞菁蓝颜料作为第一颜料，酞菁绿颜料作为第二颜料，和至少一种其它彩色颜料的颜料组合物中，以重量份计，酞菁蓝颜料的量为Mb，酞菁绿颜料的量为Mg，并且所述至少一种其它彩色颜料的总量为Mn时，满足

Mb+Mg+Mn＝100，并且

20＜Mg+2.2Mb＜60，并且优选25＜Mg+2.2Mb＜50，基于100重量份的总颜料组合物计。

如果(Mg+2.2Mb)为20重量份或更少时，那么所述第三和第四彩色颜料的份额增加，且由于此变得难以获得接近炭黑的吸收光谱。同样在(Mg+2.2Mb)为60重量份或更多的情况下，变得难以获得接近炭黑的吸收光谱(色调)(因为即使通过添加第三、第四或另外的颜料也难以调节所述吸收光谱，这是因为由于酞菁骨架引起的在500nm或更长的波长处的色强度过大)。

根据本发明，尽管要求酞菁蓝和酞菁绿作为基本颜料存在，但是这种要求并不是必不可少的，而仅是为了简单地获得黑色涂料。例如，如果将红色颜料混合入酞菁绿中，则可以基于其互补色关系获得黑色，而不添加蓝颜料。然而，本发明人已发现当尝试在亮色条件下改进耐候性时，难以仅通过混合这两种组分实现，并且为了该目的，特别优选添加酞菁蓝。

假设对此的原因在于，当绿色颜料和红色颜料的两组分体系暴露于阳光下并且然后所述红色颜料褪色时，仅保留绿色颜料。这意味着甚至仅部分所述红色颜料的分解就导致非常显眼的变色。相反地可以推断，当酞菁蓝和酞菁绿二者都存在时，由于这两种颜料组分具有不同的吸收光谱，因此发生宽范围的可见光吸收，并且与单独的绿色颜料相比降低了色调，即使红色颜料褪色也抑制颜色的产生。

为了实现本发明的目的，特别优选的是以重量份计，酞菁蓝颜料的量为Mb，且酞菁绿颜料的量为Mg，则满足：

0.05＜Mg/Mb＜25。

如果Mg/Mb为0.05或更小，则酞菁绿颜料的量小，由于此，如前所述，上述提到的可见光吸收宽度减少，并且褪色容易地在视觉上变得明显。此外，如果Mg/Mb为0.05或更小，那么必须添加第三彩色颜料，如在400nm至500nm附近具有吸收的黄色颜料，但是在此情况下，因为典型的黄色颜料具有与酞菁绿颜料相比更差的耐候性，所以热屏蔽涂料的耐候性可能降低。

具有比小于25的Mg/Mb的原因与上述关于0.05或更小的Mg/Mb的原因相似。如果所述蓝色组分太多，则所述可见光吸收宽度变得更窄，并且褪色可能在视觉上变得明显。

如上所述，因为酞菁蓝和酞菁绿颜料二者在450nm至550nm附近都仅具有小的吸光度，所以通过混合这两种颜料难以表现出接近炭黑颜料的色调。因此可以混入第三颜料和任选的第四或其它颜料。

根据本发明可以用作这样的第三、第四或其它颜料优选为选择性吸收400nm-550nm的光，并且在红外波长区域显示出40％或更多的透光率的颜料。可以使用无机颜料和有机颜料二者，只要它们满足上述要求，但是考虑到经历暴露之后的色调变化，优选的是具有与酞菁蓝和酞菁绿相当的耐候性的颜料。

商购可得的的无机彩色填料包括氧化物基颜料，如钴蓝；氢氧化物基颜料，如氧化铁黄或铬绿；硫化物基颜料，如硫化锌、锌钡白、镉黄、朱砂、镉红；铬酸盐基颜料，如铬黄、钼橙、铬酸锌或铬酸锶；硅酸盐基颜料，如群青；和钒基颜料，如铋钒黄、钒锡黄或钒锆黄，以及亚铁氰化物(普鲁士蓝)或磷酸盐(锰紫)。可以使用上述任何无机彩色颜料，只要它们具有上述光学性质。

无机彩色颜料适合用于烘烤涂料，因为它们与有机颜料相比典型地具有更好的耐光性、耐热性、和遮盖力等。然而，它们具有低的着色力和经常包含有害的重金属，如铬。此外，它们对酸和碱敏感，并且因此可能并不总被认为是对于经受强烈刺激(如风、雨和阳光)的户外应用的合适彩色颜料。其中，在其高着色力、低毒性和高耐候性方面，钒基颜料 特别优选作为用于本发明的彩色颜料。

有机颜料的实例包括：偶氮颜料、色淀颜料、硫靛颜料、蒽醌颜料(如蒽缔蒽酮颜料、二氨基蒽醌基颜料、靛蒽醌颜料、黄士酮颜料或蒽嘧啶(anthrapyrimidine)颜料)、苝颜料、芘酮颜料、二酮吡咯并吡咯颜料、二噁嗪颜料、酞菁颜料、喹酞酮颜料、喹吖啶酮颜料、异吲哚啉颜料和异吲哚啉酮颜料。在这些颜料中，合适地选择具有偏红色或偏黄色色调等的颜料。

蒽醌颜料优选用作本发明的第三颜料。其中，蒽醌颜料是特别优选的，其实例包括C.I.颜料红168、颜料橙77和颜料红177，在耐候性方面特别优选的是C.I.颜料红168。

如果将蒽醌颜料用作所述第三颜料，以重量份计，酞菁蓝颜料的量(Mb)，酞菁绿颜料的量(Mg)，和第三颜料的量(M3)基于100重量份的黑色颜料组合物计，优选分别满足以下指明的关系式：

1＜Mb＜10，

25＜Mg＜45，和

45＜M3＜70。

特别地，优选下述范围：

2＜Mb＜7，

30＜Mg＜40，和

55＜M3＜65。

如果每一种颜料的量等于或小于上述关系式的值，则难以获得期望的色调或耐候性，并且这也适用于每一种颜料的量等于或大于上述关系式的值的情况。

在满足色调和耐候性的要求二者方面，根据本发明能够用作第三颜料的颜料优选为苯并咪唑酮颜料。在这些颜料中，特别优选的是C.I.颜料黄154，C.I.颜料黄214和C.I.颜料橙36，因为它们具有高的耐候性。如果使用这些苯并咪唑酮颜料，则特别优选添加红色颜料，例如，二酮吡咯并吡咯颜料作为第四颜料以使色调接近炭黑的色调。在这种情况下，该颜料组合物优选遵循以下条件：

5＜Mb＜20，

1＜Mg＜30，和

55＜M34＜85。

当使用C.I.颜料黄154作为第三颜料和C.I.颜料红254作为第四颜料时，以下颜料组合物是优选的：

3＜Mb＜15，

15＜Mg＜30，和

55＜M34＜80。

并且特别优选地：

5＜Mb＜13，

18＜Mg＜27，和

60＜M34＜75。

如果每一种颜料的量等于或小于上述关系式的值，则难以获得期望的色调或耐候性，并且这也适用于每一种颜料的量等于或大于上述关系式的值的情况。

除了上述有机颜料以外，也可以将无机颜料用作根据本发明的第三颜料。因为无机颜料与有机颜料相比通常具有更高的耐热性，所以它们特别优选用于要求耐热性的涂料，例如金属板的烘烤涂料。

用于本发明的无机彩色颜料的实例包括C.I.颜料黄184(钒酸铋系颜料)和颜料黄42。其中特别优选C.I.颜料黄184，其具有4BiVO₄·3Bi₂MoO₆的化学式和当通过烘烤涂覆施加于铁板等的热屏蔽层时是优选的，因为它具有高的耐热性和耐候性。

如果将无机黄色颜料，例如C.I.颜料黄184用作第三颜料，则特别优选添加红色颜料，例如二酮吡咯并吡咯颜料例如C.I.颜料红254或萘酚颜料例如C.I.颜料红170作为第四颜料，以使色调接近炭黑的色调。

基于100重量份的黑色颜料组合物，酞菁蓝(Mb)，酞菁绿(Mg)以及由无机黄色颜料(M3)和二酮吡咯并吡咯颜料和/或萘酚颜料(M4)组成的总(M34)的组合物优选满足下述关系式：

2＜Mb＜15，

10＜Mg＜30，和

60＜M34＜88。

并且特别优选地：

3＜Mb＜10，

15＜Mg＜25，和

65＜M34＜82。

不优选的是超过每一个关系式的上限或下限，因为与炭黑的色差增加。

如前所述，除了彩色颜料如酞菁蓝和酞菁绿颜料之外，也可以将白色颜料添加至本发明的热屏蔽涂料。因为在通过施加的涂料所拥有的亮度方面已进行初步调节的涂料可以通过将白色颜料添加至包含暗色的黑色颜料组合物的涂料中来制备，所以其它彩色涂料的遮蔽操作可以被简化。所使用的这样的白色颜料的实例包括金属氧化物，如金红石型二氧化钛、氧化铝和氧化锌，但是特别优选二氧化钛，这是由于其高的折射率和高的白度。

根据本发明的颜料组合物可以基于上述指导原则而获得，并且例如可以根据以下指明的方法制备。更具体地，根据本发明的颜料组合物可以通过均匀混合上述提及的单个彩色颜料来获得，所述彩色颜料以基于上述指导原则的预定重量比分别干燥和研磨，以接近炭黑的黑色。然而，为了进一步改进耐色分离性和最终获得的着色树脂的色彩显示，优选混合至少两种彩色颜料的水性浆液，随后搅拌，过滤，洗涤，并且然后干燥和研磨。

在上述制备方法中，当制备彩色颜料的水性分散体时可以结合使用表面活性剂。表面活性剂的实例包括阴离子型表面活性剂，非离子型表面活性剂和阳离子型表面活性剂。

阴离子型表面活性剂的实例包括十二烷基苯磺酸钠，二烷基磺基琥珀酸钠和聚氧亚乙基烷基醚硫酸钠。

非离子型表面活性剂的实例包括聚氧亚乙基月桂基醚，聚氧亚乙基壬基苯基醚和失水山梨醇脂肪酸酯。

阳离子型表面活性剂的实例包括硬脂基三甲基氯化铵和二硬脂基二甲基氯化铵。

在上述制备方法中，结合使用的表面活性剂的量通常为10重量份或更少并且优选在3重量份至10重量份的范围内，相对于100重量份的所述彩色颜料计。大于10重量份的所使用的表面活性剂的量是不优选的，因为在这种情况下存在不期望的现象的倾向，例如当形成涂料膜时可能出现增加的气泡形成。

通过使用已知的分散器在分散介质中分散本发明的颜料组合物获得着色的树脂分散体。作为这样的分散介质，使用粘结剂树脂和溶剂的混合物。可以使用任何树脂，并且所使用的树脂的实例包括醇酸树脂，丙烯酸系树脂，有机硅树脂，丙烯酸系-有机硅树脂，聚氨酯树脂，聚酯树脂，酰胺树脂，密胺树脂，醚树脂，氟树脂，聚氯乙烯，聚(甲基)丙烯酸酯，聚苯乙烯，ABS树脂，AS树脂，聚烯烃如聚乙烯或聚丙烯，聚酰胺，聚缩醛，聚碳酸酯，聚酯如PET或PBT，和合成树脂如改性聚苯醚。其中，在耐候性方面，丙烯酸系-有机硅树脂和有机硅树脂是特别优选的。

用作颜料分散介质的溶剂的实例包括水，芳族烃溶剂例如甲苯和二甲苯，脂族烃溶剂如矿物油精，醇溶剂如甲醇和乙醇，酯溶剂如乙酸乙酯，酮溶剂如甲基乙基酮，和醚溶剂如乙二醇。

本发明的颜料组合物在通过分散该颜料组合物获得的分散体中的份额通常优选90重量％或更少，和特别优选在0.01重量％-50重量％的范围内。余量由分散介质和添加剂等组成。

此外，如果需要，也可以使用多种类型的助剂和稳定剂，其实例包括分散润湿剂，抗结皮剂，紫外吸收剂，和抗氧化剂。

在上述分散介质中分散所述颜料组合物的分散条件根据分散介质和分散器而变化，并且分散温度通常可以为室温至240℃且优选室温至150℃，并且分散时间通常可以为120小时或更短且优选5小时或更短。

可以将任何分散器用于将本发明的颜料组合物分散在上述分散介质中，并且其实例包括已知的分散器，如分散混合器，均质混合器，珠磨机，球磨机，双辊磨机，三辊磨机或压力捏合机。

如果需要，将本发明的颜料组合物的这种分散体与其它添加剂等混合以制备最终涂料。所述涂料可以用于双层体系中，这通过首先由包括作为起始材料的具有高红外辐射反射率的颜料的涂料形成底层，然后在其上由具有高红外辐射透光率的涂料施加顶层，所述具有高红外辐射透光率的涂料由根据本发明的产品直接以暗色涂料的形式或在该涂料通过与具有不同色调的涂料混合而变浅之后制成。如果所述涂料通过与具有高红外辐射反射性的二氧化钛等混合而变浅之后使用，则除了上述提及的多层体系之外，还可能以单层体系使用该涂料。

在其中根据本发明的热屏蔽黑色涂料与具有不同色调的涂料混合用于遮蔽后者的情况下，在改进遮蔽操作的效率方面，根据本发明的热屏蔽黑色涂料是优选的。此外，也可以优选用于其中将其以相同色调施加至基材而不需要混合的应用。如果进行遮蔽，则将使用本发明的颜料组合物制备的暗色黑色涂料和具有不同色调的涂料，如白色颜料，以预定的比率混合，从而实现期望的色调，然后施加。

使用电脑的遮蔽方法也可用于使用本发明的热屏蔽黑色涂料获得期望的色调。其是确定涂料混合比率的体系，用于通过如下实现期望的色调(目标)：将本发明的热屏蔽黑色涂料的CIE颜色空间中的坐标预先寄存在电脑中，结合其它基色涂料等的颜色坐标数据进行电脑计算；并且使得精确遮蔽而无需熟练技能成为可能。因为使用本发明的颜料组合物制备的黑色涂料在暗色和亮色条件下都具有接近常规炭黑涂料的色调，所以其效果在于使以简单的方式设计遮蔽操作体系成为可能，这是因为基于复杂的电脑计算而没有颜色校对的遮蔽成为可能。

可以将根据上述方法获得的热屏蔽黑色涂料，在与其它彩色涂料如红色或蓝色，或白色涂料等混合之后，施加在期望的基材上。取决于每种情况的目的，使用各种材料制成的基材，不论它们是否为反射性的或非反射性的，包括屋顶例如锌，石板和瓦屋顶，砂浆墙，钢罐和沥青街道。此外，任何常规的底漆或施涂方法可以合适地用于涂覆操作。

本发明将基于实施例进一步描述。在实施例中，术语“份”和“％”分别表示“重量份”和“重量％”。此外，所使用的树脂为醇酸树脂Vialkyd AC 451n/70SNB和Vialkyd AC 451n/60X，由Cytec Corp.生产，并且硬化剂为密胺树脂Maprenal MF600/55BIB，由Ineos Corp.生产。实施例和对比例中使用的颜料和它们的商品名示于表2中。

表2

在下述实施例和对比例中获得的样品根据以下指明的方法来评价。

1)色差的测量 

通过将颜料组合物施加至黑色/白色遮盖纸或金属板上制备每个测试片或板，并且使用配备源程序PQC的分光光度计，根据DIN5033-7和ISO7724-2测量所述测试片和板。

2)耐候性的评价 

通过将颜料组合物施加至金属板制备每一个测试板，然后使用耐候试验仪(Model Ci4000 Weatherometer，Atlas Electric Devices Co.)使经涂覆的金属板经历加速的曝露测试。通过在加速的曝露测试之前和之后测量金属板来测定色差。使用氙灯在根据ISO4892-2的曝露条件下进行测试。

3)红外辐射反射率的测量

每个测试片通过施加根据下述实施例或对比例之一的热屏蔽涂料的样品来制备，并且使用分光光度计(Model 750 Spectrophotometer，Lambda Corp.)来进行测量。(通过测量测量点的反射率进行评价，即将涂料施加至白色/黑色遮盖纸的白色部分上，并且也将该涂料施加至黑色部分)。

实施例1

以以下指明的重量比混合以下三种颜料，以获得颜料组合物1A。

(颜料组合物1A)

C.I.颜料蓝15：1   3.3重量份(＝Mb)

C.I.颜料绿7       35.8重量份(＝Mg)

C.I.颜料红168     60.9重量份(＝M3)

在这种情况下，Mg+2.2Mb＝43.06和Mg/Mb＝10.8。

将4.0重量份的颜料组合物1A与30.0重量份的分散清漆P1混合以制备色浆，然后将其在分散器(Model DAS200K，Lau GmbH)中分散60分钟，以获得颜料分散体1B。

向17重量份所产生的分散体1B中添加83重量份稀释清漆P2，使得涂料中的颜料含量为2.0％，随后在分散器(Model DAS200K)中混合5分钟以获得涂料1C。

所述分散清漆P1的组成为50重量％的Vialkyd AC 451n/70SNB和50重量％溶剂油，其中醇酸树脂含量为35重量％。所述稀释清漆P2的组成为26.4重量％的Vialkyd AC 451n/70SNB，29.4重量％的Vialkyd  AC 451n/60X，35.8wt％的Maprenal MF600/55BIB，6.2重量％的高沸点溶剂混合物，和2.2重量％的溶剂油，其中醇酸树脂的含量为55.8重量％。

(白色涂料的制备)

将1.0重量份的TiO₂与33.0重量份的分散清漆P1混合以制备色浆，然后将其在分散器(Model DAS200K，O-Well Corp.)中分散60分钟，以获得白色颜料分散体1W。向该白色颜料分散体1W中添加66重量份的稀释清漆P2，以使涂料中的颜料含量为1.0％，随后在分散器(Model DAS200K)中混合5分钟以获得白色涂料。

(热屏蔽涂覆的样品)

1)亮色涂覆的样品1E

将2.8重量份的涂料1C与23.0重量份根据上述方法制备的白色涂料(TiO₂浓度：1％)混合以获得热屏蔽涂料1D。然后将热屏蔽涂料1D使用刮棒涂布机(No.8)着色金属板(铁)上，之后在室温静置20分钟同时保持该板水平，经涂覆的金属板在140℃下加热和干燥20分钟以获得亮色涂覆的样品1E。样品1E的Hunter白度为23.8。

2)暗色涂覆样品1F

除了使用上述涂料1C之外，根据与用于制备亮色样品相同的方法制备Hunter白度为1.1的暗色涂覆的样品1F。

用于评价色调和耐候性的标准涂覆样品S1(亮色)和S2(暗色)如下制备：亮色标准涂覆样品S1通过除了使用1.0重量份的炭黑颜料(C.I.颜料黑7，FW-200，Degussa Corp.)代替实施例1中使用的颜料组合物以外，使用上述相同程序制备黑色涂料，随后除了使用1.0重量份的上述黑色涂料和50.0重量份的根据上述方法制备的白色涂料(TiO₂浓度：1％)以外，如上所述“热屏蔽涂覆的样品”相同的工艺而获得。此外，暗色标准涂覆的样品S2类似于上述暗色涂覆的样品制备。测量产生的热屏蔽涂覆的样品1E和1F和标准涂覆的样品的L^＊，a^＊和b＊值，由测量的结果计算热屏 蔽涂覆的样品和标准涂覆的样品之间的色差。计算的色差示于下表3中。样品1E和1F的红外辐射透光率为75％，其比标准样品S1和S2高得多。

对比例1

以以下指明的重量比混合以下三种颜料，以获得对比颜料组合物1a。

(对比颜料组合物1a)

C.I.颜料蓝15：1   25重量份(＝Mb)

C.I.颜料绿7       25重量份(＝Mg)

C.I.颜料红168     50重量份(＝M3)

在这种情况下，Mg+2.2Mb＝80和Mg/Mb＝1.0。

除了使用对比颜料组合物1a之外，类似于实施例1获得对比涂料1c和1d，并由其制备对比涂覆的样品1e和1f，随后以与实施例1相同的方法对其进行评价。结果示于表3中。

在实施例1中，其中Mg+2.2Mb为43.06，与未暴露的标准样品相比的色差ΔE为0.8，因此是极其有利的。与其相反，其中Mg+2.2Mb为80的对比例1的色差ΔE为12.2，因此是劣等的。此外，在暴露之前，在红外辐射反射率方面显示出良好的性质。甚至在暴露于氙灯3000小时进行耐候性测试之后色差ΔE的测定也显示出良好的结果。在表3中，关于暗色涂覆的样品的CIE颜色体系的L＊值，显示了与暗色标准涂覆的样品相比的差异(ΔL＊)。实施例1实现了接近炭黑标准样品的ΔE和ΔL＊值。相反，对比例1尽管对于暗色样品而言具有良好的ΔL＊，但是其显示出大的ΔE值。因此显然的是，由于使涂料变浅，产生与标准样品在色调上的非常大的偏差。

表3

--：未测量

实施例2

以以下指明的重量比混合以下四种彩色颜料，以获得对比颜料组合物2A。

(颜料组合物2A)

在这种情况下，Mg+2.2Mb＝40.04和Mg/Mb＝3.0。

除了使用所述颜料组合物2A以外，类似于实施例1制备热屏蔽涂料2C。

此外，将1.3重量份涂料2C与17.0重量份根据上述方法(白色涂料 的制备)获得的白色涂料(TiO₂浓度：1％)混合以获得热屏蔽涂料2D。

亮色和暗色涂覆的样品2E和2F如实施例1中制备，通过将它们与标准样品S1和S2的比较来评价这些样品。结果示于表4中。

对比例2-4

除了仅将颜料组成比改变至如表4中所示那些以外，类似于实施例1使用实施例2的彩色颜料的相同组合制备对比涂料2c、2d、3c、3d、4c和4d。然后将这些对比颜料用于制备对比涂覆样品2e、2f、3e、3f、4e和4f。

如实施例1中那样评价这些对比样品2e、2f、3e、3f、4e和4f。结果示于表4中。

表4

--：未测量

实施例3

以以下指明的重量比混合以下四种彩色颜料，以获得对比颜料组合物3A。

(颜料组合物3A)

在这种情况下，Mg+2.2Mb＝31和Mg/Mb＝4.0。

除了使用所述颜料组合物3A以外，类似于实施例1制备热屏蔽涂料3C，并且由该颜料组合物制备暗色涂覆的样品3F。

此外，将2.0重量份涂料3C与17.0重量份白色涂料(TiO₂浓度：1％)混合以获得热屏蔽涂料3D。类似于实施例1，制备和评价亮色涂覆的样品3E。结果示于表5中。

对比例5

除了仅将颜料组成比改变至如表5中所示那些以外，类似于实施例1使用实施例3的彩色颜料的相同组合制备对比涂料5c和5d，然后将这些对比颜料用于制备对比涂覆样品5e和5f。

如实施例1中那样评价这些对比样品5e和5f。结果示于表5中。

表5

  实施例3 对比例5 Mb 5.0 25.0 Mg 20.0 25.0 M34 75.0 50.0 Mg+2.2Mb 31 80 Mg/Mb 4.0 1.00 与标准样品的色差(ΔE)(亮色，在耐候性测试之前) 1.0 14.5 与标准样品的L＊差别(ΔL＊)(暗色，在暴露之前) 1.68 -- 红外反射率(％)(在暴露之前) 70或更多 70或更多

--：未测量

实施例4-20

除了使用示于表6中的彩色颜料组合和颜料组成比以外，类似于实施例1制备亮色涂覆的样品4E至20E，然后如实施例1中那样评价这些样品。结果示于表6中。

对比例6-19

除了使用示于表7中的彩色颜料组合和颜料组成比以外，类似于实施例1制备亮色涂覆的样品6e至19e，然后如实施例1中那样评价这些样品。结果示于表7中。

从上述实施例和对比例获得的评价结果汇总在图1中。在图1中，酞菁蓝颜料以重量份计的量(Mb)标示在横轴上，和酞菁绿颜料以重量份计的量(Mg)标示在纵轴上。黑色菱形(◆)表示其中ΔE＜1.5的实施例的数据，和十字叉(×)表示其中ΔE≥1.5的对比例的数据。当使用最小二乘法由其中ΔE＜1.5的数据确定近似曲线时，R大约为0.8和推导出公式y＝-2.2x+39.13(图2)。由该公式确定的Mb，Mg，Mg+2.2Mb和ΔE的相关性汇总在表8中。在实施例中，Mg+2.2Mb的最小值为27.56(实施例19)，而最大值为46.48(实施例16)。另一方面，在对比例中，最小值为62.7(对比例4和18)。由此确定，色差ΔE＜1.5的良好性能可以预期在其中20＜Mg+2.2Mb＜60，优选25＜Mg+2.2Mb＜50的颜料组合物中实现。

表8

从上述实施例中可以理解，已发现根据本发明的用于热屏蔽涂料的黑色颜料组合物，以及使用所述颜料组合物的涂料具有的有利的效果在于，使得制造具有接近炭黑色调的经涂覆的板成为可能，当将所述涂料与不同颜色的涂料混合时，配色例如遮蔽变得容易，它们提供高红外辐射反射率和高耐候性，且它们也进一步提供良好的所谓得热屏蔽。