[发明专利]绝热膜和层压材料

说明书

本发明涉及屏蔽热辐射且基于IR-反射液晶层的膜和层压材料、生产它们的方法、包含它们的颜料和包含特殊手性掺杂剂的组合物。

屏蔽热辐射的问题特别是出现在住宅、商业或工业建筑物的绝热中。具有大窗面积的建筑物，特别是在夏季，尤其是在南部地区，迅速变热以至于不得不通过大量能耗的空调冷却。同样还适用于交通工具，例如客车、卡车、公共汽车、火车、飞机等。

绝热(尤其是是将热降至最低)，特别是用于屏蔽波长为800-2000nm热辐射的现行方法基于通过合适的染料或颜料吸收辐射。然而，所吸收能量由于热传导(热散失)在很大程度上释放至绝缘物体或空间。

特别是在施釉的情况下，已知使用大量反射热辐射的材料。为此，在多数情况下所用宽带吸收体或反射体为特殊染料或颜料，以及石墨或金。

这里所用染料例如为在红外区(IR)内具有宽带吸收的萘菁或深红色聚甲炔染料。一个缺点为所吸收辐射能量转化成通过热传导散失的热能。

同样用作IR辐射吸收体或反射体的石墨、金、银或氧化铟锡(ITO)具有类似缺点。这里，特别是在可见光谱区中，有时存在明显的本征颜色。仅通过极薄层的非常准确且从而复杂的生产确保在可见波长范围内足够均匀的高透射率。这种金属层通常通过十分昂贵且不方便的汽相沉积方法如化学汽相沉积或物理汽相沉积施用。另一缺点为这种层常常在电磁光谱的非常宽范围内，例如还在微波和/或无线电波范围内反射，其对于在这些范围内需要良好透射率的许多施用无法接受。

同样已知胆甾醇型液晶物质可在电磁光谱的IR区中反射。胆甾醇型(手性向列型)液晶已经为大家所知一段时间。这种材料的第一种实例由奥地利植物学家F.Reinitzer(Monatshefte Chemie，9(1888)，421)发现。对于胆甾醇相存在的必要条件为手性。手性分子结构部分可存在于液晶分子本身内或可作为诱发手性向列相的掺杂剂加入向列相中。手性向列相具有特殊光学性能：高旋光性和显著的圆二色性，其通过在手性向列层内圆振偏光的选择性反射产生。结果为不超过50％具有反射波长的入射光被反射。其余透过而未与介质相互作用。反射光的传感通过螺旋传感测定：右手螺旋反射右手圆振偏光，左手螺旋反射左手圆振偏光。通过改变手性掺杂剂浓度，允许改变手性向列层的螺距并由此改变选择性反射光的波长范围。这里所观察螺距p的倒数与手性化合物浓度(x_ch)之间存在正比关系：

1/p＝HTPx_ch，

HTP表示螺旋扭力且显示手性掺杂剂的扭力(根据化合物而不同)。

US 4,637,896公开了基于胆甾醇衍生物的胆甾醇型液晶化合物和以共聚形式包含它们的光聚合胆甾醇型涂料。描述的大部分胆甾醇型膜在可见光波长范围内具有反射峰值。然而，还描述了无色膜两种实例的反射峰值分别在950和1260nm。然而，由于反射范围窄，这些膜不适合作为绝热涂层。

US 5,629,055公开了基于纤维素的固体胆甾醇型膜。膜可从纤维素微晶的胶体悬浮液中获得，胶体悬浮液通过结晶纤维素的酸性水解制备。固体膜具有胆甾醇型性能并且它们的反射波长被认定在从红外至紫外的整个光谱范围内可调节。所述材料特别推荐作为视觉验证工具，因为印刷或影印技术无法复制胆甾醇效果。

WO 2006/128091描述了多层层压材料，除了至少一个具有特殊弹性模量的聚合物膜外，还包含一个或多个扭曲向列型液晶层。这些被认为在IR波长范围内反射辐射，因此层压材料具有绝热作用。

然而，绝热作用仍然不令人满意。

本发明的目的为提供易于生产的反射具有红外波长的电磁辐射(IR辐射)，特别是波长为751nm至约2000nm的IR辐射的绝热膜和层压材料，并且需要的话，其在电磁光谱的可见范围内几乎完全透明。除此之外，需要的话，绝热膜和层压材料应该能够在电磁光谱其它区域中以受控方式透射或反射特殊波长或波长范围。

该目的由包含如下成分的绝热膜实现：

(a)至少一个呈硬化形式的液晶层，其在红外波长范围内反射并且可通过硬化如下组分获得：

(a.1)包含至少一种非手性向列型可聚合单体和至少一种手性可聚合单体的组合物；或

(a.2)包含至少一种胆甾醇型可聚合单体的组合物；或

(a.3)包含至少一种胆甾醇型可交联聚合物的组合物；或

(a.4)包含至少一种在可聚合稀释剂中的胆甾醇型聚合物的组合物；或

(a.5)这些组合物中至少两种的混合物；

(b)任选至少一个载体膜；