专利名称：用于提高近红外辐射的热输入量的氧化钨的制作方法
用于提高近红外辐射的热输入量的氧化钨本申请是申请号为200880114766. 5、申请日为2008年10月23日、发明名称为“用于提高近红外辐射的热输入量的氧化钨”的申请的分案申请。本发明涉及氧化钨或钨酸盐提高近红外辐射的热输入量的用途。原则上，低价氧化钨和钨青铜的IR吸收性能质是已知的。例如EP1847635公开了作为热吸收材料的Cstl33WO3粒子分散体。已发现尽管吸收相同量的能量，这些材料表现出比其它已知IR吸收剂明显较高的效力。这非常令人惊讶且至今不可解释。例如掺入涂料中的钨青铜在受到IR照射时导致了比根据其光谱吸收能力预计的高得多的温度升高。测得的温度升高比用其它已知的IR吸收剂发现的明显更高，且几乎达到用炭黑观察到的温度。或者，对于纸的激光标记，已知钨青铜或低价氧化钨比六硼化镧(一种熟知的几乎无色的IR吸收剂)的效力超过10倍。这事实上非常令人惊讶且原因未知。 许多技术方法(例如塑料的激光焊接和标记、涂料的NIR固化和干燥、印刷品的干燥、纸的激光标记、粘合剂的固化和干燥、油墨调色剂固定在基底上、加热预形成塑料等)要求通过IR辐射实现有效、快速且集中的局部热输入。IR辐射转化成热是通过将适合的IR吸收剂放在需要热的地方实现的。炭黑是公知的有效用于这种方法的IR吸收剂。但炭黑具有一大缺点，即非常深的黑色。因此，炭黑不可用于有色(黑色或灰色除外)、无色、白色或透明的体系。对于这种体系，“白色或无色的炭黑”是技术上强烈需要的。因此，目标是研究出这种“无色和透明的炭黑”。非常令人惊讶的是本发明的氧化钨材料非常接近此目标——尽管它带有轻微的蓝色或灰色。但由于它将IR辐射转化成热的令人惊讶的高效率，此氧化钨材料可以以非常低的浓度应用，从而使得它本身的颜色在大多数应用中可以接受。对于透明度同样如此含该氧化钨的材料(塑料、涂料)仍保持高度透明。氧化钨和钨酸盐是已知的红外屏蔽材料。出版物EP 1676890和US 2007/0187653(Sumitomo Metal Mining Company)公开了一种屏蔽红外的纳米粒子分散体,其包含具有还原的氧的三氧化钨。因此,本发明涉及式W03_x的氧化鹤的用途,其中W是鹤，O是氧，X为O. I至I,和/或式MxWyOz的钨酸盐的用途，其中M为一种或多种选自NH4' H、Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Ba、Sr、Fe、Sn、Mo、Nb、Ta、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl 的元素；ff 是钨，O 是氧，O. 001 < x/y < I且2. O < z/y < 3. 0，用于在涂料的NIR固化和涂料的NIR干燥过程中提高近红外辐射的热输入量。热输入量是通过近红外辐射提供的热能，且相应于在涂料NIR固化和干燥以后达到的温度。优选地，y为 I。实例为 Ha53WO3'Na0.33TO3、K0.33冊3、(^.33冊3』&(|.33冊3、诎0.33冊3。优选使用低价氧化钨(例如W02，7)和钨青铜(例如Ha53W03、Na0.33W03> Csa33W03)。尤其优选 CS(l.2_a5TO3。
钨青铜可根据EP 1676890制备，该文献指出，式MxWO3表示的钨青铜可如下制备将偏钨酸铵与金属盐的水溶液加热至300至700°C，并将含水混合物干燥以得到固体产物。氧化鹤粉末(例如WO2.7)可由例如Osram Sylvania购得。W02，7也可通过在等离子反应器中还原钨酸铵而制备。可将市售的W02，7分散，然后将此分散体例如在Dynomill磨中用O. 4 μ m错球研磨，以得到粒度为IOnm至I μ m、优选10至500nm、更优选10至200nm的粒子。施用的氧化钨或钨酸盐的量为O. 01至2. O重量％。在这种量下，氧化钨的轻微蓝色就没有问题。用于本发明方法中的NIR辐射为波长为约700nm至3000nm的短波红外辐射。NIR辐射的辐射源包括例如主发射在800至1500nm范围的市售(例如获自Adphos)常规NIR辐射发射器，二极管激光器，纤维激光器或Nd: YAG激光器。涂料的NIR固化可用于所有类型的涂料，包括着色和未着色的涂料。取决于有 机粘合剂的性质，涂料可包含溶剂和/或水或可以是无溶剂或无水的。除颜料外，它们还可包含填料和其它添加剂。任何种类的涂料都适于本发明方法中，例如粉末涂料、透明涂料、高固含量涂料、效果涂料、高光发涂料、缎光涂料、无光涂料、喷涂涂料、浸涂涂料、浇涂涂料等。相应原料和组合物是本领域技术人员已知的，且例如描述于“Lehrbuch derLacktechnologie，，，Vincentz Verlag, 1998 中。涂料的NIR固化是卷材涂料领域中的现有技术。由于涂料配制物本身不吸收NIR辐射，因此，干燥和/或固化期间涂料的加热速率强烈地依赖于几个因素 基底 染色度 颜料化学这在某些涂覆过程中导致缺陷。它们是a)由于损失NIR辐射的低能量效率，b)例如黑色(FW 200)相对于白色(TiO2)染色体系的不同的固化速度，c) NIR干燥不可用于透明涂料施用，d)尤其是白色RAL色调，例如9002、9010&9016，在NIR固化期间显示出低的能量效率。在着色涂料中，尤其是在TiO2染色的体系中，重要的是加入NIR吸收剂不导致任何脱色。因此，本发明一方面是在着色涂料中的用途。因此，需要无色以及透明的近红外线吸收剂以克服缺点a至d。现有技术的材料为有色的(Lumogen IR 765、788)，或当掺入涂料配制物中时显示浑浊(Minatec 230A-IR、Lazerflair 825、LaB6)。因此，对于所用IR吸收剂的另一要求是避免浑浊。Minatec 230A-IR 由特殊铺锡复合物(Merck)组成，Lazerf Iair 825 是云母基的片晶类型颜料(Merck)，Lumogen IR 765和IR 788为有机四萘嵌苯-双酰亚胺(quaterrylene-bisimide, BASF)。LaB6 可由 Aldrich 购得。使用上述氧化钨和钨酸盐或使用炭黑在NIR固化以后达到的温度几乎相同。使用上述氧化钨和钨酸盐可达到极高温度的这种意想不到的效果不能仅用高的近红外线吸收解释。在近红外中具有较高吸收积分的材料或浓度在NIR固化循环以后显示出较低的温度提高(实施例3. I)。实施例I (通过研磨制备WO2.7)将240ml O. 4 μ m 错球加入 106. 5g 来自 Osram/Sylvania 的 WO2.7 在 450ml 水中的悬浮液中。将悬浮液在Dynomill中以4500r/min研磨8小时。将得到的悬浮液过滤并干燥。粒度主要为30至lOOnm。实施例2 (使用等离子反应器制备氢钨青铜(Ha53WO3))通过以10g/min操作的振动型粉末进料器将仲钨酸铵粉末((NH4) 10ff12H2042 · 4H20,Osram Sylvania)裹挟在気载气中。用在65kW的功率下操作的Tekna PL-50等离子体焰炬将流化的粉末供入等离子反应器中。在反应器的等离子体热区通常达到的温度范围为5000至10, OOOK0将40slpm気、0· 5slpm氢与5slpm氦[slpm=标准升/分钟；计算slpm的标准条件定义为Tn (TC (32 °F), Pn=LOl巴(14. 72psi)]的混合物用于保护气。通过骤冷气将反应物蒸气冷却并收集在袋式滤器中。通过粉末X射线衍射、电子显微镜和UV-vis-NIR光谱分析所得的氢钨青铜。粒度为30至200nm。该材料在涂料或塑料等中表现出非常良好的可分散性。实施例3. I (应用例，NIR固化)关于在NIR固化期间的温度吸收以及最终涂料性能，在2P-PU配制物中测试不同的NIR吸收剂。根据下表使用玻璃珠和scandex振动器将NIR吸收剂掺入研磨基料中达16小时(值以g为单位)。
权利要求
1.式冊^的氧化钨的用途，其中W是钨，O是氧，X为O.I至1，和/或式MxWyOz的钨酸盐的用途，其中 M 为一种或多种选自順4、H、Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Ba、Sr、Fe、Sn、Mo、Nb、Ta、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn, Cd, Al, Ga, In、Tl 的元素，W 是钨，O 是氧，O. 001 彡 x/y 彡 I 且2.0 < z/y ( 3. 0，用于在粘合剂和密封剂的NIR固化以及粘合剂和密封剂的NIR干燥过程中提高近红外辐射的热输入量。
2.根据权利要求I的用途，其中使用低价氧化钨WO2.72和选自Ha3_a7W03、Na0.2_0.5W03>Cs0. 2_o. 5W03 的鹤青铜。
3.根据权利要求I或2的用途，其中使用CS(l.2_a5W03。
4.掺混物用于提高近红外辐射的热输入量的用途，所述掺混物包含根据权利要求I至3任一项的氧化钨和/或钨酸盐以及式I或II的硫代双烯金属络合物
5.掺混物的用途，该掺混物包含根据权利要求I至3任一项的氧化钨和/或钨酸盐以及至少一种选自醌-二铵盐、胺鎗盐、聚甲川、酞菁、萘酞菁和四萘嵌苯-双酰亚胺的有机IR吸收剂或者以及至少一种选自六硼化镧、氧化铟锡(ΙΤ0)、氧化锑锡或颜料的无机IR吸收剂。
全文摘要
用于提高近红外辐射的热输入量的氧化钨。更具体地说，本发明涉及氧化钨或钨酸盐的用途，用于在选自塑料的激光焊接、涂料的NIR固化、印刷油墨的干燥、将油墨调色剂固定在基底上、预成型塑料的加热、塑料或纸的激光标记的过程中提高近红外辐射的热输入量。
文档编号C09J11/04GK102965049SQ20121041473
公开日2013年3月13日 申请日期2008年10月23日 优先权日2007年11月5日
发明者U·里曼, U·L·施塔德勒, M·马马克, R·克尼施卡 申请人:巴斯夫欧洲公司