Composiciones transparentes e incoloras absorbentes de radiación infrarroja que comprenden nanopartículas de óxido de wolframio no estequiométricas.

Una composición que comprende:

(a) un aglutinante; y

(b) no más de 500 partes por millón

, basadas en el peso total de la composición, de partículas de óxido de wolframio no estequiométricas que tienen una proporción de aspecto de no más de 4:1 y un tamaño promedio de partícula primaria de no más de 300 nanómetros, determinado mediante una imagen de TEM de acuerdo con la descripción, dispersadas en el aglutinante.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2010/021477.

Solicitante: PPG INDUSTRIES OHIO, INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 3800 WEST 143RD STREET CLEVELAND, OH 44111 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: RARDON, DANIEL, E., GAUDET, GREGORY T., ADOCHIO,WILLIAM, STILL,MARK A.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > Utilización de ingredientes inorgánicos > C08K3/22 (de metales)

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Fragmento de la descripción:

Composiciones transparentes e incoloras absorbentes de radiación infrarroja que comprenden nanopartículas de óxido de wolframio no estequiométricas 5

Campo de la invención

La presente invención se refiere a composiciones transparentes e incoloras que absorben radiación infrarroja y que comprenden nanopartículas que comprenden partículas de óxido de wolframio no estequiométricas.

Información sobre antecedentes

Las composiciones con una capacidad de absorción de radiación infrarroja ("IR") mejorada son deseables en muchas aplicaciones, tales como para películas de control solar, en vidrios arquitectónicos y de automóviles, en aditivos de recalentamiento en polímeros y en aditivos para aumentar la velocidad de secado y/o de curado de composiciones de recubrimiento poliméricas, entre otros. Como resultado, en los materiales absorbentes de IR, tales como partículas de óxido de estaño e indio, de óxido de estaño y antimonio, de nitruro de titanio y de hexaboruro de de lantano, se incluyen a menudo en dichas composiciones. Sin embargo, para muchas aplicaciones dichas partículas no proporcionan un nivel de absorción de radiación IR lo suficientemente elevado en el intervalo de longitudes de onda de entre ~ 800 y 1.400 nanómetros, lo que a menudo tiene una importancia comercial particular. Como resultado, para conseguir un rendimiento adecuado, las partículas absorbentes de IR deben ser incluidas a menudo en la composición en unas cantidades tales que imparten un color indeseado a la composición en aplicaciones en las que se necesitan composiciones incoloras. Además, dado que dichos aditivos son a menudo relativamente caros, el impacto de la utilización de dichos aditivos en la cantidad necesaria sobre el coste puede ser a menudo prohibitivo.

Sería deseable proporcionar composiciones absorbentes de radiación IR ópticamente transparentes que comprendan partículas absorbentes de infrarrojos dispersadas en un aglutinante, en las que la composición es transparente e incolora, y muestra una excelente absorción en el intervalo de longitudes de onda de entre ~ 800 y 1.400 nanómetros.

Sumario de la invención

En ciertos aspectos, la presente invención se refiere a composiciones de interés que son transparentes e incoloras.

En algunas formas de realización, las composiciones de la presente invención comprenden: (a) un aglutinante; y (b) no más de 500 partes por millón, basadas en el peso total de la composición, de partículas de óxido de wolframio no estequiométricas con un tamaño promedio de partícula primaria de no más de 300 nanómetros dispersadas en el aglutinante.

En otras formas de realización, las composiciones de la presente invención comprenden: (a) un aglutinante; y (b) partículas de óxido de wolframio no estequiométricas generalmente esféricas que tienen un tamaño promedio de partícula primaria de no más de 300 nanómetros dispersadas en el aglutinante. Estas composiciones de la presente invención producen películas que son transparentes e incoloras y que tienen una resistencia superficial de más de 1, 0 x 1010 /cuadrado.

La presente invención también está dirigida, entre otras cosas, a artículos moldeados de inyección por soplado relacionados y a artículos recubiertos y métodos.

Descripción detallada de la invención

Ciertas formas de realización de la presente invención están dirigidas a composiciones que son transparentes e incoloras. Según se usa en el presente documento, una composición es "transparente" si tiene una transmisión luminosa en la región visible (desde 400 hasta 800 nanómetros) de al menos el 80 por ciento, tal como de al menos el 85 por ciento, o, en algunos casos, de al menos el 90 por ciento de la luz incidente, y preferiblemente está exenta 55 de opacidad al ojo humano. Según se usa en el presente documento, una composición es "incolora" si el ojo humano observa la composición como de color "blanco puro" en lugar de con un tono coloreado. Por ejemplo, no existirían tonos amarillo, rosa o azul claro en la composición observada. En el modo de transmisión esto requeriría que la composición no absorbiera significativamente más fuertemente en uno o más intervalos de 25 -50 nanómetros de la porción visible del espectro electromagnético (desde 400 hasta 800 nanómetros) que en otros intervalos de 25 -50

nanómetros de la porción visible del espectro electromagnético. Por supuesto son tolerables pequeñas variaciones porcentuales siempre que el ojo no las observe. Esto está habitualmente ejemplificado por tener una densidad óptica de menos de 0, 2, tal como de menos de 0, 1, o en algunos casos, de menos de 0, 05, en un intervalo de 50 nanómetros de la porción visible del espectro electromagnético. Estos tipos de mediciones pueden ser realizadas fácilmente mediante densitómetros en modo de reflexión o de transmisión.

Como se ha indicado, las composiciones de la presente invención comprenden un aglutinante. Según se usa en el presente documento, el término "aglutinante" se refiere a un material continuo en el que están dispersadas las partículas de óxido de wolframio descritas en el presente documento. En ciertas formas de realización, el aglutinante es un aglutinante resinoso tal como aquellos que comprenden, por ejemplo, composiciones termoplásticas, composiciones termoendurecibles, composiciones curables mediante radiación, así como composiciones que comprenden un alcóxido metálico. Las composiciones de la presente invención puede ser composiciones basadas en agua o líquidas basadas en disolvente, o, como alternativa, en una forma particulada sólida, es decir, composiciones en polvo.

En ciertas formas de realización, el aglutinante resinoso incluido en las composiciones de la presente invención comprende una resina termoendurecible. Según se usa en el presente documento, el término "termoendurecible" se refiere a resinas que "fraguan" irreversiblemente durante el curado o la reticulación, en las que las cadenas del polímero de los componentes poliméricos están unidas entre sí por enlaces covalentes. Esta propiedad está asociada habitualmente con una reacción de reticulación de los constituyentes de la composición inducida a menudo, por ejemplo, por calor o por radiación. Véase Hawley, Gessner G., The Condensed Chemical Dictionar y , novena edición, pág. 856; Surface Coatings, vol. 2, Oil and Colour Chemists Association, Australia, TAFE Educational Books (1974) . Las reacciones de curado o de reticulación también pueden llevarse a cabo en las condiciones ambientales. Una vez curada o reticulada, una resina termoendurecible no se funde tras la aplicación de calor, y será insoluble en disolventes.

Las resinas termoendurecibles adecuadas para su uso en las composiciones, tales como en composiciones de recubrimiento, de la presente invención incluyen, por ejemplo, aquellas formadas a partir de la reacción de un polímero que tiene al menos un tipo de grupo reactivo y un agente de curado que tiene grupos reactivos que son reactivos con el (los) grupo (s) reactivo (s) del polímero. Según se usa en el presente documento, se entiende que el término "polímero" engloba oligómeros, e incluye, sin limitación, tanto homopolímeros como copolímeros. Los polímeros pueden ser, por ejemplo, acrílicos, de poliéster saturado o insaturado, de poliuretano o de poliéter, de polivinilo, celulósicos, de acrilato, polímeros basados en silicio, copolímeros de los mismos, y mezclas de los mismos, y pueden contener grupos reactivos tales como grupos epoxi, ácido carboxílico, hidroxilo, isocianato, amida, carbamato y carboxilato, entre otros, incluyendo mezclas de los mismos.

Algunos polímeros acrílicos adecuados incluyen, por ejemplo, los descritos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una composición que comprende:

(a) un aglutinante; y (b) no más de 500 partes por millón, basadas en el peso total de la composición, de partículas de óxido de wolframio no estequiométricas que tienen una proporción de aspecto de no más de 4:1 y un tamaño promedio de partícula primaria de no más de 300 nanómetros, determinado mediante una imagen de TEM de acuerdo con la descripción, dispersadas en el aglutinante.

2. La composición de la reivindicación 1, en la que las partículas de óxido de wolframio tienen la fórmula general WO2, 2-2, 999.

3. La composición de la reivindicación 2, en la que las partículas de óxido de wolframio tienen la fórmula general 15 WO2, 65-2, 95.

4. La composición de la reivindicación 1, en donde la composición tiene una transmisión luminosa en la región visible del espectro electromagnético (desde 400 hasta 800 nm) de al menos el 80 %.

5. La composición de la reivindicación 1, en donde la composición tiene una densidad óptica de menos de 0, 2 en un intervalo de 50 nm en la región visible del espectro electromagnético (desde 400 hasta 800 nm) .

6. La composición de la reivindicación 1, en la que el aglutinante comprende una composición termoendurecible que comprende un polímero que tiene al menos un tipo de grupo reactivo y un agente de curado que tiene grupos 25 reactivos que son reactivos con el (los) grupo (s) reactivo (s) del polímero.

7. La composición de la reivindicación 1, en la que el aglutinante comprende una composición termoplástica que comprende tereftalato de polietileno o un copolímero del mismo.

8. La composición de la reivindicación 1, en la que el aglutinante comprende una composición curable mediante radiación que comprende un (met) acrilato multifuncional.

9. La composición de la reivindicación 1, en la que las partículas de óxido de wolframio tienen un tamaño promedio de partícula primaria de no más de 150 nanómetros. 35

10. La composición de la reivindicación 1, en la que las partículas de óxido de wolframio están presentes en la composición en una cantidad de no más de 150 partes por millón y de al menos de 0, 5 partes por millón, basada en el peso total de la composición.

11. Un artículo formado a partir de una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

12. Un artículo de la reivindicación 11, en el que el artículo es una película.