CN109789675A - 电磁能吸收光学产品及其制造方法 - Google Patents

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K.C.克罗曼
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T.格拉西莫夫
R.P.舒尔茨
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Abstract

公开了可用作用于将不透明制品着色的复合材料的电磁能吸收光学产品，例如涂料复合材料或汽车包装。所述电磁能吸收光学产品包括聚合物基底和复合涂层，所述复合涂层包括第一和第二层，其各自包含结合基团组分，所述结合基团组分一起形成互补结合基团对。

Description

电磁能吸收光学产品及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请是2014年12月15日提交的美国非临时申请14/569,955（其全部公开内容并入本文作为参考）的部分连续案。
发明领域
本发明大体上涉及用于汽车应用的光学产品及其制造方法。更具体地，本发明涉及电磁能吸收窗膜或电磁能吸收复合材料，用于通过施加至不透明制品而为其着色，所述复合材料例如包括复合涂层在内的汽车包装（car wrap），所述复合涂层包括包含多离子粘合剂的第一层和包含电磁能吸收不溶性颗粒的第二层，其中所述第一层和第二层各自包含结合基团组分，其一起形成互补（complimentary）结合基团对。
发明背景
通常已通过使用有机染料对光学产品例如汽车和建筑窗膜赋予颜色。更特别地，用于由聚酯生产染色膜的现有商业实践涉及在染色法过程中，基底的分子结构在热有机溶剂，例如乙二醇浴中溶胀，因为溶胀的聚酯（特别是PET）膜能够吸收有机染料。这些膜和它们的制造方法有许多缺点。首先，需要将基底暴露于有机溶剂和升高的温度，其表现出机械和化学挑战，例如与储存原料溶剂和处理所得废弃物相关的环境危害和成本。此外，溶胀的基底需要特殊处理以避免下游延伸，由此降低产品收率。然后，聚酯升高工艺温度和干燥后基底膜中的残余溶剂限制基底的下游用途和加工，这反过来限制这样的干燥的膜的潜在最终应用。在工艺方面，现有方法使用大体积染料浴，这使得商业制造中的快速着色变化变得困难。最后，仅有有限的有机染料在热溶剂溶胀介质中可溶和稳定并且这些中的许多经常经受由于基底用于窗膜应用时遭受的高能辐射（低于400nm波长）所造成的降解，由此缩短产品的使用寿命。
为了克服这些缺点，一些膜制造商已转变为在基础聚合物膜的表面上使用加颜料的膜以将聚合物膜着色。例如，美国公开申请No.2005/0019550A1描述了颜色稳定的加颜料光学物体，其包括具有至少一层定向热塑性聚合物材料的单层或多层芯，其中所述定向热塑性聚合物材料中分散有微粒颜料。如该公开申请中提到的，这些产品可存在许多加工和性能缺点。例如，这种类型的层通常作为薄膜施加并且可以使用相对高的颜料浓度以实现所需着色水平，特别在具有相对高的所需暗化水平的汽车窗膜中，例如在可见光区域中具有小于50%的电磁能透射率（或Tvis）的那些。这些高颜料浓度难以均匀分散在薄层内。更通常，加颜料的层可能具有更大的雾度和降低的清晰度，即使在具有相对中等、低和甚至最小水平的所需暗化的应用中（例如建筑窗膜）也如此。
如美国专利5,030,513中所述，先前也已对光学产品着色，该光学产品例如用于通过施加至不透明制品（例如汽车面板）而为其着色的复合材料。这样的复合材料在本领域中有时被称为涂料复合材料或在用于汽车面板时，称为汽车包装。然而，为了实现所需颜色饱和度，含有颜色的层的典型厚度报道为在最高80%的颜料浓度下大约0.1至3密耳（大约2500nm至76000nm）。除了如上所述的难以实现均匀分散，这些通常更厚和高固含量的加颜料涂层可能具有表面均匀性问题，在本领域中称为桔皮或表面斑驳。尽管表面活性剂、流动控制剂和其它类似添加剂可用于将这些问题最小化，但它们通常不能实现现代日常光学产品所需的均匀度水平。厚溶剂型以及水型涂层也需要对基底施加显著量的能量以干燥或固化，同时还从环境角度更不具吸引力。
因此在本领域持续需要满足目前商业窗膜以及汽车窗和车辆着色和/或保护膜的所有雾度、清晰度、表面均匀性、UV稳定性和产品长使用寿命要求，以及能够通过优选在环境温度和压力下进行的环境友好、基于水的着色法制造的光学产品。
发明概述
本发明通过提供包括复合涂层的光学产品解决该持续需要并实现其它良好和有用的益处。该光学产品的复合涂层包括包含多离子粘合剂的第一层和包含电磁能吸收不溶性颗粒的第二层。第一层和第二层各自包含结合基团组分，其一起形成互补结合基团对。
本发明的其它方面如本文所公开和要求保护。
附图简述
下文参考附图进一步详细描述本发明，其中在全部附图中相同的附图标记表示相同要素并且其中
图1是本发明的电磁能吸收光学产品的一个实施方案的示意性横截面；
图2是包括多个复合涂层的本发明的电磁能吸收光学产品的一个实施方案的示意性横截面；
图3是描述由实施例2中生产的电磁能吸收光学产品的分析生成的电磁透射率数据的图；
图4是描述由实施例4中生产的电磁能吸收光学产品的分析生成的电磁吸收数据的图；
图5是描述由实施例4和5中生产的电磁能吸收光学产品的分析生成的电磁吸收数据的图；
图6是描述由实施例4和6中生产的电磁能吸收光学产品的分析生成的电磁吸收数据的图；
图7是描述由实施例4和7中生产的电磁能吸收光学产品的分析生成的电磁吸收数据的图；和
图8是描述由实施例2、4和8中生产的电磁能吸收光学产品的分析生成的电磁吸收数据的图；
图9是描述由实施例9和10中生产的电磁能吸收光学产品的分析生成的电磁吸收数据的图.
详细描述
如图1和2所示，本发明大体上涉及电磁能吸收光学产品10，其包括聚合物基底15和复合涂层20。所述复合涂层包括第一层25和第二层30。优选地，第一层25在其第一面28紧邻所述聚合物基底20并且第二层30在其相对面32紧邻第一层25。第一层25包含多离子粘合剂而第二层30包含电磁能吸收不溶性颗粒。层25和30各自包含结合基团组分，其中第一层的结合基团组分和第二层的结合基团组分构成互补结合基团对。本文所用的短语“互补结合基团对”是指结合相互作用，例如静电结合、氢键、范德华相互作用、疏水相互作用和/或化学诱导共价键存在于复合涂层的第一层的结合基团组分和第二层的结合基团组分之间。“结合基团组分”是化学官能团，其与互补的结合基团组分一起建立一种或多种上述结合相互作用。组分在通过它们各自的电荷建立结合相互作用的意义上是互补的。
复合涂层的第一层25包含多离子粘合剂，其定义为沿聚合物主链含有多个正电荷或负电荷部分的大分子。具有正电荷的多离子粘合剂称为多阳离子粘合剂而具有负电荷的多离子粘合剂称为多阴离子粘合剂。另外，本领域技术人员将理解，取决于如pH的因素，一些多离子粘合剂可以充当多阳离子粘合剂或多阴离子粘合剂并且称为两性的。多离子粘合剂的带电荷部分构成第一层的“结合基团组分”。
合适的多阳离子粘合剂实例包括聚（烯丙胺盐酸盐）、直链或支链聚（乙烯亚胺）、聚（二烯丙基二甲基氯化铵）、称为聚季铵盐或Polyquats的大分子及其各种共聚物。本发明也考虑多阳离子粘合剂的共混物。合适的多阴离子粘合剂实例包括含羧酸化合物，例如聚（丙烯酸）和聚（甲基丙烯酸）以及含磺酸盐化合物，例如聚（苯乙烯磺酸盐）及其各种共聚物。本发明也考虑多阴离子粘合剂的共混物。多阳离子和多阴离子类型的多离子粘合剂通常是本领域技术人员公知的并且描述在例如美国公开专利申请No.US20140079884（授予Krogman等）中。合适的多阴离子粘合剂的实例包括聚丙烯酸（PAA）、聚（苯乙烯磺酸盐）（PSS）、聚（乙烯醇）或聚（乙酸乙烯酯）（PVA、PVAc）、聚（乙烯基磺酸）、羧甲基纤维素（CMC）、聚硅酸、聚（3,4-亚乙基二氧噻吩）（PEDOT）及其与其它聚合物的组合（例如PEDOT:PSS）、多糖及上述的共聚物。合适的多阴离子粘合剂的其它实例包括三甲氧基硅烷官能化的PAA或PAH或生物分子，例如DNA、RNA或蛋白质。合适的多阳离子粘合剂的实例包括聚（二烯丙基二甲基氯化铵）（PDAC）、壳聚糖、聚（烯丙胺盐酸盐）（PAH）、多糖、蛋白质、直链聚（乙烯亚胺）（LPEI）、支链聚（乙烯亚胺）（BPEI）及上述的共聚物等。可充当多阴离子粘合剂或多阳离子粘合剂的多离子粘合剂的实例包括两性聚合物，例如蛋白质和上述多阳离子和多阴离子粘合剂的共聚物。
第一层中的多离子粘合剂的浓度可以部分基于其带电荷重复单元的分子量选择但通常为0.1 mM至100 mM，更优选0.5 mM至50mM，最优选1至20 mM，基于第一层包含的带电荷重复单元的分子量。优选地，多离子粘合剂是多阳离子粘合剂，多阳离子粘合剂更优选是聚烯丙胺盐酸盐。最优选地，多离子粘合剂可溶于水并且用于形成第一层的组合物是多离子粘合剂的水溶液。在多离子粘合剂是多阳离子粘合剂且第一层由水溶液形成的一个实施方案中，选择水溶液的pH使得5%至95%，优选25%至75%，更优选大约一半的可电离基团被质子化。第一层中的其它任选成分包括杀生物剂或适用期稳定剂。
复合涂层20的第二层30包含电磁能吸收不溶性颗粒。短语“电磁能吸收”是指有意选择该颗粒作为光学产品的组分用于在一个或多个特定光谱波长或波长范围的其优选吸收。术语“不溶性”意在反映该颗粒不显著溶解在用于形成第二层30的组合物中并且作为颗粒存在于光学产品结构中的事实。电磁能吸收不溶性颗粒优选是可见电磁能吸收剂，例如颜料；然而，不一定显示颜色的不溶性颗粒，例如UV吸收剂或IR吸收剂或在电磁波谱的各种部分的吸收剂也在本发明范围内。电磁能吸收颗粒优选以基于第二层的总重量的30重量%至60重量%的量存在于第二层中。为了实现所需最终电磁能吸收水平，第二层应该由包含基于组合物总重量的0.25至2重量%的量的不溶性电磁能吸收颗粒的组合物形成。
在第二层的一个优选实施方案中，适合用作电磁能吸收不溶性颗粒的颜料优选是具有5至300纳米，更优选10至50纳米的平均粒径的微粒颜料，其在本领域中通常称为纳米颗粒颜料。甚至更优选地，颜料的表面包含第二层的结合基团组分。合适的颜料可作为胶体稳定的水分散体购自制造商，例如Cabot、Clariant、DuPont、Dainippon和DeGussa。特别合适的颜料包括可以名称Cab-O-Jet®获自Cabot Corporation的那些，例如250C (青色)、265M (品红色)、270Y (黄色)或352K (黑色)。为了作为胶体分散体在水中稳定，通常处理颜料颗粒表面以对其赋予可电离特性并由此提供在其表面上具有所需结合基团组分的颜料。本领域技术人员将理解，市售颜料以各种形式，例如悬浮液、分散体等出售并且应该仔细评估颜料的商业形式并按需要将其改性以确保其与光学产品组件的相容性和性能，特别是在颜料表面也充当第二层的结合基团组分的实施方案中。
在第二层中可以使用多种颜料以实现最终产品中的特定色度或色调或颜色；然而，本领域技术人员还理解，如果使用多种颜料，应该仔细选择其以确保其与彼此和与光学产品组件的相容性和性能。这在颜料表面也充当第二层的结合基团组分的实施方案中特别相关，因为例如微粒颜料由于可影响相容性的不同化学改性可表现出不同表面电荷密度。
优选地，复合涂层的第二层还包含遮蔽剂。“遮蔽剂”定义为通过提高离子强度和降低颗粒间静电排斥改进电磁能吸收不溶性颗粒在第二层内的分散而促进第二层的均匀和可再现沉积的添加剂。遮蔽剂通常是本领域技术人员公知的并描述在例如美国公开专利申请No.US20140079884（授予Krogman等人）中。合适的遮蔽剂的实例包括任何低分子量盐，例如卤化物盐、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、氟磷酸盐等。卤化物盐的实例包括氯化物盐，例如LiCl、NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2、NH4Cl等，溴化物盐，例如LiBr、NaBr、KBr、CaBr2、MgBr2等，碘化物盐，例如LiI、NaI、KI、CaI2、MgI2等，和氟化物盐，例如NaF、KF等。硫酸盐的实例包括Li2SO4、Na2SO4、K2SO4、(NH4)2SO4、MgSO4、CoSO4、CuSO4、ZnSO4、SrSO4、Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3。有机盐，例如(CH3)3CCl, (C2H5)3CCl等也是合适的遮蔽剂。基于成分成本，氯化钠通常是优选遮蔽剂。遮蔽剂的存在和浓度水平可允许电磁能吸收不溶性颗粒，例如在具有不大于50%的Tvis的光学产品中所需的那些的较高载量，并且也可允许可定制和可仔细控制的电磁能吸收不溶性颗粒的载量以实现可定制和可仔细控制的光学产品Tvis水平。
合适的遮蔽剂浓度可随盐特性而变并且也描述在例如美国公开专利申请No.US201400798849（授予Krogman等人）中。在一些实施方案中，遮蔽剂浓度可以为1 mM至1000 mM或10 mM至100 mM或30 mM至80 mM。在一些实施方案中，遮蔽剂浓度大于1 mM、10mM、100 mM或500 mM。
复合涂层的第二层还可以包含其它成分，例如杀生物剂或适用期稳定剂。
在一些实施方案中，本发明的电磁能吸收光学产品可包括多个复合涂层。例如，如图2所述，光学产品10包括第一和第二复合涂层20和20’，其各自具有第一层和第二层，即第一复合涂层20包括第一层25和第二层30，第二复合涂层20’包括第一层25’和第二层30’。该描述不意在以任何方式限制复合涂层的可能数目并且本领域技术人员会认识到该描述仅是具有多个复合涂层的实施方案的示例和举例说明。下文的实例进一步举例说明具有多个复合涂层的实施方案。
对于具有多个复合涂层的实施方案，要认识到，各复合涂层的第二层的电磁能吸收不溶性颗粒颗独立选择并且第二层将组合提供电磁能吸收特征的附加效果和电磁能吸收光学产品的效果。对于图2所示的实施方案，这意味着第一复合涂层20的第二层30和第二复合涂层20’的第二层30’组合提供电磁能吸收特征的附加效果和电磁能吸收光学产品的效果。该附加效果可部分通过经由遮蔽剂的存在分散的各第二层中的电磁能吸收颗粒的浓度定制和仔细控制。例如，在电磁能吸收颗粒是颜料的实施方案中，第二层组合提供所述电磁能吸收光学膜产品的视觉感知颜色的附加效果。在该实施方案中，各第二层的颜料可以具有相同或类似组成和/或颜色，使得该附加效果为提高光学产品的视觉感知颜色的强度、深度或暗度或换言之，降低在可见光波长范围内的电磁透射率（或Tvis）。在另一个实施方案中，炭黑用作至少一个第二层的颜料并且例如如上所列的颜料用作其它一个或多个第二层的颜料，使得附加效果是视觉感知的变暗的颜色以及降低在可见光波长范围内的电磁透射率（或Tvis）。如上所述，本发明可用于产品，其中相对高度的变暗是合意的。因此，在一个特别优选的实施方案中，本发明的光学产品具有不大于50%的Tvis。在另一个实施方案中，各第二层的颜料可具有互补组成和/或颜色，使得附加效果是不同于各颜料并且由各颜料的组合形成的视觉感知颜色，例如通过对一个第二层使用蓝色颜料并对另一个第二层使用黄色颜料实现的附加感知“绿色”。
聚合物基底15在最广义上可以是本领域已知可用作光学产品组件的任何基底。合适的聚合物基底通常是柔性聚合物膜，更特别是厚度为12µ至375µ聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）膜，或聚乙烯醇缩丁醛（PVB）膜，其厚度优选为0.01至1 mm，厚度更优选为15至30密耳。由于用于窗膜应用和使用染料的现有技术光学产品表现出各种缺点，聚合物基底最优选是无染料的透明聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。聚合物基底还可以是柔性聚氨酯或柔性聚（氯乙烯）膜或可以是柔性多层聚合物复合膜，例如基于聚氨酯的多层复合膜，如例如U.S.8,765,263中所述，其公开内容通过引用并入本文。
聚合物基底还可以包含本领域已知赋予所需特性的添加剂。这样的添加剂的一个具体实例是紫外线（UV）吸收材料，例如苯并三唑类、羟基二苯甲酮类或三嗪类。其中并入UV吸收添加剂一种可用的聚合物基底描述在美国专利No.6,221,112中，该专利最初转让给本发明的前任受让人。
在聚合物基底是柔性聚合物膜，例如PET的一个实施方案中，该光学产品可以是窗膜。如本领域公知的，设计和制造具有基于各种因素，例如产品最终用途市场应用等选择的电磁能透射率或反射率水平的常规窗膜。在一个实施方案中，本发明的光学产品具有不大于50%，优选不大于45%，更优选不大于40%的可见光透射率或Tvis。这样的可见光透射率水平在用于某些汽车最终应用，例如侧灯的具有高度变暗的窗膜中通常是合意的。在另一个实施方案中，本发明的光学产品具有80%至85%的可见光透射率或Tvis。这样的可见光透射率水平在用于（至政府法规允许的程度）某些汽车最终应用，例如挡风玻璃的具有相对中等至低度变暗（通常也具有红外吸收）的窗膜中通常是合意的。在另一个实施方案中，本发明的光学产品具有不小于85%，优选不小于88%，更优选不小于90%的可见光透射率或Tvis。这样的可见光透射率水平在用于某些建筑最终应用的具有低至最小水平变暗的窗膜中通常是合意的。
窗膜可任选包括窗膜领域的普通技术人员已知的层或涂层。该涂层例如可以包括保护性硬涂层、防刮或“SR”涂层、粘合剂层、保护性剥离衬里等。该层可包括例如通过溅射或其它已知技术施加的金属层。这样的层或涂层可以是聚合物基底的组件。此外，聚合物基底可以是层压或多层结构。
在一个实施方案中，该光学产品是层压玻璃的夹层。在该实施方案中，聚合物基底由本领域已知用于该目的的成膜材料形成，包括例如增塑聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇缩醛、聚乙烯、乙基乙酸乙烯酯等。夹层的优选的成膜材料是增塑PVB，例如用于来自Eastman Chemical Company的市售SAFLEX®PVB夹层的增塑PVB。在该实施方案中，复合涂层可以在聚合物基底的至少一个表面上形成。
在聚合物基底是柔性聚合物膜，例如PET的一个实施方案中，光学产品可以是包括至少一个安全膜或夹层的用于层压玻璃的复合夹层。安全膜可以由本领域已知用于该目的的成膜材料形成，包括例如增塑聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇缩醛、聚乙烯、乙基乙酸乙烯酯等。优选的安全膜是增塑PVB膜或可作为SAFLEX®PVB夹层购自Eastman Chemical Company的夹层。优选地，复合夹层包括两个安全膜或一个膜层和一个涂层，例如封装聚合物基底的PVB涂层。该一般类型的复合夹层在现有技术中已知并且描述在例如美国专利No.4,973,511和No.5,091,258中，其内容并入本文作为参考。
在另一个实施方案中，本发明的光学产品是通过施加至不透明制品而为其着色的复合材料。这样的复合材料是本领域已知的并且在本领域中有时称为着色剂复合材料、涂料复合材料或汽车包装。更具体地，该制品可以是选自汽车、飞机或轮船的交通工具；交通工具面板或部件，例如保险杠、引擎罩、挡泥板或门；及其一部分。在该实施方案中，使用上述'263专利或美国专利No.5,030,513（其公开内容也并入本文作为参考）中描述的技术将复合材料施加至或附着至该制品。本领域技术人员会认识到术语“着色”是指例如对不透明制品赋予颜色、多个颜色或基于美学颜色的设计或图案。
在另一方面，本发明涉及形成电磁能吸收光学产品的方法。本发明的方法包括（a）将第一涂料组合物施加至聚合物基底以形成第一层和（b）将第二涂料组合物施加至所述第一层上方以形成第二层，所述第一层和所述第二层一起构成复合涂层。第一涂料组合物包含多离子粘合剂且第二涂料组合物包含至少一种电磁能吸收不溶性颗粒并且所述第一和第二涂料组合物各自包含结合基团组分，其一起形成互补结合基团对。第二涂料组合物优选包含如上所述的遮蔽剂。
在一个优选实施方案中，第一和第二涂料组合物的至少一种是水性分散体或溶液并且最优选地，第一和第二涂料组合物都是水性分散体或溶液。在该实施方案中，施加步骤（a）和（b）都在环境温度和压力下进行。
本发明的光学产品优选使用已知“逐层”（LbL）法制造，其例如描述在Langmuir,2007, 23, 3137-3141或美国专利No.8,234,998和No.8,689,726和美国公开申请US20140079884，由本申请的共同发明人Krogman共同发明，其公开内容并入本文作为参考。
尽管提供以下实施例以特别举例说明和详述本发明的许多方面和优点，但所述实施例不应以任何方式解释为限制其范围。本领域普通技术人员容易意识到不背离本发明的精神的改变、修改和变动。
实施例1
为了生产适合形成本发明的复合涂层的第二层的涂料组合物，将66.67g的Cab-O-Jet352K，电磁能吸收不溶性颗粒的分散体，可购自Cabot Corp.的胶体稳定炭黑颜料在去离子水中稀释至1重量%炭黑。随着炭黑颗粒的表面被制造商用羧酸根基团化学官能化（由此提供结合基团组分），将溶液的pH用氢氧化钠调节至9以确保羧酸根基团完全去质子化。然后将2.92g氯化钠添加至该溶液（50 mM）以遮蔽悬浮液中的颗粒的静电排斥和使其准备好沉积，其中已测定50 mM的NaCl静电遮蔽炭黑颗粒的表面电荷而不使它们附聚和从溶液中沉淀。
实施例2
为了形成本发明的光学产品，如本领域已知的通过经过常规电晕处理预处理厚度为75微米的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）膜片材（作为基底）。然后通过在环境压力和温度下喷涂基于带电荷重复单元的分子量的20 mM聚烯丙胺盐酸盐溶液（调节pH至10）的第一涂料组合物在PET片材上形成第一层。用去离子水喷雾冲掉过量的未吸收材料。然后将上文实施例1中制备的用于形成第二层的组合物喷涂在第一层的表面上，以与第一层类似的方式再次冲掉过量材料并且含电磁能吸收颗粒第二层构成本发明的复合有色涂层。使用相同程序将附加复合涂层施加至现有基底，在施加2、4、6、8、10和15个复合有色涂层后，使用BYKHazeGard Pro测量电磁能吸收光学产品的可见电磁透射率（Tvis）。Tvis测量结果图示描述在图3中。
实施例3
为了生产适合形成本发明的复合涂层的第二层的组合物，将100g胶体稳定有色颜料的分散体样品，例如Cabot Cab-O-Jet 250C青色、265M品红色或270Y黄色各自在去离子水中稀释至1重量%颜料以形成五个单独的涂料组合物。随着颜料颗粒的表面被制造商用磺酸根基团化学官能化（由此提供结合基团组分），将溶液的pH用氢氧化钠调节至9以确保羧酸根基团完全去质子化。然后将2.92g氯化钠添加至该溶液（50 mM）以遮蔽悬浮液中的颗粒的静电排斥和使其准备好沉积，其中已测定50 mM的NaCl静电遮蔽炭黑颗粒的表面电荷而不使它们附聚和从溶液中沉淀。
实施例4
为了形成本发明的电磁能吸收光学产品，如本领域已知的通过使其经过常规电晕处理预处理厚度为75微米的三个聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）膜片材（作为基底）。然后通过喷涂基于带电荷重复单元的分子量的20 mM聚烯丙胺盐酸盐溶液（经调节的溶液pH为10）在各PET片材上形成第一层。用去离子水喷雾冲掉过量的第一层材料。然后将上文实施例3中制备的涂料组合物分别喷涂在单独的涂覆片材的表面上，以类似的方式再次冲掉过量材料。第一层和第二层一起构成本发明的复合涂层。在该实施例中，通过对各基底重复上述沉积过程5次，由此在各基底上沉积5个复合涂层制造三个单独的电磁能吸收光学产品样品，各自使用实施例3中制造的涂料组合物的一种。然后使用UV/vis分光光度计测量各样品在各种波长下的电磁吸光度并相对于这些波长在图4中作图。
实施例5
为了表明多种电磁能吸收不溶性颗粒在单个第二涂料组合物和因此第二层中的用途，通过形成在实施例3中制备的青色和黄色颜料组合物的50/50混合物生产绿色第二涂料组合物。然后使用实施例2的程序形成具有实施例2的第一层和由上述绿色组合物形成的第二层的电磁能吸收光学产品。对基底重复沉积过程5次，由此在基底上沉积5个复合涂层。然后使用UV-vis分光光度计测量样品在各种波长下的电磁吸光度并相对于这些波长作图，连同具有青色和黄色颜料的实施例4样品的图显示在图5中。
实施例6
为了表明多种电磁能吸收不溶性颗粒在单个第二涂料组合物和因此第二层中的用途，通过形成在实施例3中制备的青色和品红色组合物的50/50混合物生产蓝色组合物。然后使用实施例2的程序形成具有实施例2的第一层和由上述蓝色第二涂料组合物形成的第二层的电磁能吸收光学产品。对基底重复沉积过程5次，由此在基底上沉积5个复合涂层。然后使用UV-vis分光光度计测量样品在各种波长下的电磁吸光度并作图，连同具有青色和品红色颜料的实施例4样品的图显示在图6中。
实施例7
为了进一步表明多种电磁能吸收不溶性颗粒在单个第二涂料组合物和因此第二层中的用途，通过形成在实施例3中制备的黄色和品红色组合物的50/50混合物生产红色组合物。然后使用实施例2的程序形成具有实施例2的第一层和由上述红色组合物形成的有色光学产品。对基底重复沉积过程5次，由此在基底上沉积5个复合着色剂涂层。然后使用UV/vis分光光度计测量样品在各种波长下的电磁吸光度并相对于这些波长作图，连同具有品红色和黄色颜料的实施例4样品的图显示在图7中。
实施例8
可以通过沉积所需数目的具有炭黑作为电磁能吸收不溶性颗粒（实施例2）的复合涂层，然后沉积所需数目的具有青色、品红色和黄色颜料或其组合（实施例4-7）的复合涂层制造具有降低的可见光透射率和可调颜色的膜。在此，对基底重复沉积过程5次，其中第二层含有炭黑，然后重复5次，其中第二层含有青色颜料，由此在基底上沉积总计10个复合涂层。然后使用UV/vis分光光度计测量样品在各种波长下的电磁吸光度并相对于这些波长作图，连同具有以实施例2 方式产生的5个复合涂层的含黑色颜料样品和具有以实施例4的方式产生的5个复合涂层的含青色颜料样品的图显示在图8中。
实施例9
为了形成本发明的电磁能吸收光学产品，其中所述电磁能吸收光学产品是用于将不透明制品着色的复合材料，如本领域已知的通过经过常规电晕处理预处理厚度为38微米的热塑性聚氨酯（TPU）膜片材（作为聚合物基底）。然后通过在环境压力和温度下喷涂基于带电荷重复单元的分子量的20 mM聚烯丙胺盐酸盐溶液（经调节的pH为10）的第一涂料组合物在TPU片材上形成第一层。用去离子水喷雾冲掉过量的未吸收材料。然后将上文实施例1中制备的用于形成第二层的组合物喷涂在第一层的表面上，以与第一层类似的方式再次冲掉过量材料并且含电磁能吸收颗粒第二层构成本发明的复合有色涂层。使用相同程序将具有相同第一和第二层的24个附加复合涂层施加至现有基底。然后施加聚合物顶涂层和安装用粘合剂并将电磁能吸收光学产品安装在金属面板上以使用HunterLab® Pro分光光度计测量可见电磁反射率（Rvis）。电磁能吸收光学产品的Rvis测量结果图示描述在图9中。
实施例10
使用实施例9的程序形成电磁能吸收光学产品，其为用于将不透明制品着色的复合材料的形式，其使用与实施例3中所述类似的颜料分散体。更具体地，使用用至第一涂层的基于带电荷重复单元的分子量的20 mM聚烯丙胺盐酸盐溶液（经调节的pH为10）的第一涂料组合物和用于形成第二层的第二涂料组合物的Cabot Cab-O-Jet 1025R红色颜料制造用于将不透明制品着红色的复合材料。以实施例9中描述的方式喷涂各层并冲掉过量材料。施加复合涂层的聚合物基底是如本领域已知的通过经过常规电晕处理预处理的厚度为38微米的热塑性聚氨酯（TPU）膜片材。使用相同程序施加具有相同第一和第二层的24个附加复合涂层。然后施加聚合物顶涂层和安装用粘合剂并将电磁能吸收光学产品安装在金属面板上以使用HunterLab® Pro分光光度计测量可见电磁反射率（Rvis）。电磁能吸收光学产品的Rvis测量结果图示描述在图9中。
实施例11
为了形成本发明的光学产品，其中所述光学产品是用于层压玻璃的夹层，选择可作为Saflex® SG 40购自Eastman Chemical Company的增塑PVB片材作为聚合物基底。然后通过在环境压力和温度下喷涂基于带电荷重复单元的分子量的20 mM聚烯丙胺盐酸盐溶液（经调节的pH为10）的第一涂料组合物在PVB片材上形成第一层。用去离子水喷雾冲掉过量的未吸收材料。然后将上文实施例1中制备的用于形成第二层的组合物喷涂在第一层的表面上，以与第一层类似的方式再次冲掉过量材料并且含电磁能吸收颗粒的第二层构成本发明的复合有色涂层。使用相同程序将具有相同第一和第二层的24个附加复合涂层施加至现有基底。然后通过使用常规和公知玻璃层压方法和设备形成具有两片1/8英寸厚的玻璃和其之间的电磁能吸收光学产品的层压玻璃产品表明所得电磁能吸收光学产品作为层压玻璃夹层的用途。视觉检查该层压玻璃产品以确认涂层完整性和层压件品质，包括不存在夹层移动（flow）。
本领域技术人员将认识到本文所述的测量结果是基于公开可得的标准和指南，可通过各种不同具体测试方法获得的测量结果。所述测试方法仅代表一种可用方法以获得各所需测量结果。
本发明的各种实施方案的上述描述用于举例说明和描述的目的而呈现。其不意在是穷举的或将本发明限制到公开的具体实施方案。在上文教导的电磁能中，各种修改和改变是可能的。选择和描述论述的实施方案以提供本发明的原理及其实践应用的最佳说明，由此使本领域普通技术人员能够在各种实施方案中利用本发明，各种修改对于考虑的具体使用是合适的。当根据其公平、合法和公正地享有权利的宽度而进行解释时，所有这样的修改和改变在由所附权利要求书确定的本发明的范围内。

Claims (18)

1.电磁能吸收光学产品，其包括：
a）聚合物基底和
b）复合涂层，所述复合涂层包括包含多离子粘合剂的第一层和包含电磁能吸收不溶性颗粒的第二层，其中所述第一层和所述第二层各自包含结合基团组分，其一起形成互补结合基团对；
其中所述光学产品是通过施加至不透明制品而为其着色的复合材料。
2.权利要求1的光学产品，其中所述复合涂层具有5 nm至300 nm的总厚度。
3.权利要求1的光学产品，其中所述第一层在其第一面紧邻所述聚合物基底且所述第二层在其相对面紧邻所述第一层。
4.权利要求1的光学产品，其中所述电磁能吸收颗粒包含微粒颜料，其表面包含所述第二层的所述结合基团组分。
5.权利要求1的光学产品，其进一步包括第二复合涂层，所述第二复合涂层包括包含多离子粘合剂的第一层和包含电磁能吸收颗粒的第二层，其中所述第二复合涂层的所述第一层和所述第二复合涂层的所述第二层包含互补结合基团对。
6.权利要求7的光学产品，其中所述第一复合涂层的所述第二层和所述第二复合涂层的所述第二层组合提供电磁能吸收特征的附加效果和电磁能吸收光学产品的效果。
7.权利要求1的光学产品，其中所述不透明制品选自交通工具；交通工具面板、交通工具部件及其一部分。
8.权利要求9的光学产品，其中所述交通工具是汽车、飞机或轮船。
9.权利要求7的光学产品，其中所述第一复合涂层的所述第二层的所述电磁能吸收颗粒和其中所述第二复合涂层的所述第二层的所述电磁能吸收颗粒各自包含颜料。
10.权利要求11的光学产品，其中所述第一复合涂层的所述第二层的所述电磁能吸收颗粒和所述第二复合涂层的所述第二层的所述电磁能吸收颗粒提供所述光学产品的视觉感知颜色的附加效果。
11.权利要求1的光学产品，其中所述复合涂层的所述第一层和所述第二层的至少一个由水溶液形成。
12.电磁能吸收光学产品，其包括：
a）聚合物基底，其选自聚乙烯醇缩丁醛膜、柔性聚氨酯膜、柔性聚（氯乙烯）膜和柔性多层聚合物复合膜；
b）复合涂层，所述复合涂层包括包含多离子粘合剂的第一层和包含电磁能吸收不溶性颗粒的第二层，其中所述第一层和所述第二层各自包含结合基团组分，其一起形成互补结合基团对。
13.权利要求12的光学产品，其中所述光学产品具有不大于50%的Tvis。
14.权利要求12的光学产品，其中所述光学产品具有不小于80%的Tvis。
15.权利要求14的光学产品，其中所述聚合物基底是柔性多层聚合物复合膜。
16.权利要求14的光学产品，其中所述柔性多层聚合物复合膜是基于聚氨酯的柔性多层复合膜。
17.权利要求14的光学产品，其中所述聚合物基底是聚乙烯醇缩丁醛膜。
18.权利要求14的光学产品，其中所述光学产品是通过施加至不透明制品而为其着色的复合材料。
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