[发明专利]吸热添加剂

说明书

本申请涉及钨/钨氧化物系列的某些颗粒，一种制备它的方法，包含这些颗粒的组合物以及这些颗粒作为IR吸收剂和/或隔热添加剂的用途。

包括特定钨酸盐在内的很多金属氧化物早就已知兼有导电性能和IR吸收性能。现已发现特定材料与其他已知IR吸收剂相比呈现出明显更好的效果，但吸收相同量的能量。例如在掺入涂料中时，这些钨青铜在IR辐照时导致比根据其光谱吸收能力所预计更高的温度升高。在一个应用领域中，温度升高比对其他已知IR吸收剂测得的明显更高且几乎达到对炭黑观察到的温度。在另一应用领域，即纸张的激光标记中，惊人地证明本发明的钨青铜/低氧化物的有效性至少10倍于六硼化镧-一种众所周知的几乎无色的IR吸收剂。

许多工业方法(如塑料的激光熔接和标记、涂料的NIR固化和干燥、印刷品的干燥、纸张的激光标记、粘合剂的固化和干燥、油墨调色剂与基材的固着、塑料预制件的加热等)要求通过IR辐射进行有效、快速和集中的局部热输入。IR辐射通过将合适的IR吸收剂放置在需要热量的地方而转化成热。炭黑对该类方法而言是众所周知的有效IR吸收剂。但是炭黑具有一个大的缺点：即它的强黑色。因此，炭黑不能用于着色(除了黑色或灰色外)、未着色、白色或透明体系。对于该类体系，“白色或无色炭黑”是主要的工业需求。因此，本发明所面临的问题之一是发现该类“无色和透明炭黑”。

非常惊人的是，本发明的钨氧化物材料非常接近该目标-尽管它稍呈蓝色。由于其以惊人地高的效率将IR辐射转化成热，本发明的钨材料可以以低到其自身颜色对大多数应用而言可接受的浓度施用。对透明度而言也是如此：含有该钨氧化物的材料(塑料、涂料)也仍保持高度透明。

尽管这些物质用作红外辐射的吸收剂，但它们在通常对IR透明的材料中的存在可能导致部分或完全组阻断该辐射且因此提供隔热效果。

钨氧化物粉末(例如WO_2.72)例如可以由Osram Sylvania以细粉末(5-20微米)市购。

已知钨氧化物和钨酸盐为红外屏蔽材料。出版物EP 1 676 890和US2007/0187653(Sumitomo Metal Mining Company)公开了包含具有已还原氧的三氧化钨的红外屏蔽纳米颗粒分散体。

一些钨酸盐的制备描述于EP 1 676 890、US 2007/0187653、WO07/092030中。

本发明涉及一种粉末组合物，其包含：

a)碱金属钨青铜，

b)二元钨氧化物(即基本由元素W和O构成的相)，和

c)钨金属。

本发明组分(a)的碱金属钨钨青铜通常符合下式：

WO_3-zMe_x，

其中Me选自Rb、Li且尤其是Na、K、Cs；x为0.2-1；且z为0或为0-x。

本发明组合物中的二元钨氧化物在其总组成上通常符合式WO_3-y，其中y为0-1，例如0.01-0.55，优选0-0.33，尤其是0-0.1。该类二元钨氧化物的实例是广泛已知的，实例是WO₃、WO_2.92(也已知为W₂₅O₇₃)、WO_2.83(即W₂₄O₆₈)、WO_2.8(即W₅O₁₄)、WO_2.72(即W₁₈O₄₉)、WO_2.625(即W₃₂O8₄)、WO₂相。

在下面进一步描述的方法中常形成的最优选二元钨氧化物是三氧化物(对应于其中y＝0的上式)，呈其任何晶型(尤其是下面解释的单斜和三斜晶型)，或所述三氧化物与少量(例如至多20重量％)低氧化物(其中y＞0)的组合。

一些进一步优选的二元钨氧化物相包括：

单斜晶型的WO₃，P2₁/n；

三斜晶型的WO₃，P-1；

单斜晶型的WO_2.92，P2₁/c；

正方晶型的WO_2.8，P42m；

单斜晶型的WO_2.72，P2/m；

正交晶型的WO_2.625，P b a m。