CN113614184A - 用于降低表面温度的涂料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明技术提供了一种涂料组合物，与常规涂料组合物相比，该涂料组合物适用于在存在UV源(例如，太阳)的情况下保持较冷的表面温度。当与相似颜色的其他组合物相比时，本发明的涂料组合物可反射太阳的光线以提供较冷的表面。涂层可用于涂覆多种基底并且可用作例如行走表面的涂层。当施加到行走表面时，即使在存在太阳或其他强UV源的情况下，涂料组合物也可提供对赤足友好的较冷表面。

Description

用于降低表面温度的涂料组合物
技术领域
本申请要求2019年3月22日提交的美国临时申请号62/822,246的优先权和权益，该申请的全部公开内容以引用方式并入本文。
本发明技术涉及用于降低其所施加的基底的表面温度的涂料组合物。
背景技术
一般来讲，至少部分地由于表面对光线的吸收，暴露于UV辐射源的表面可变得触摸起来较热。深色表面诸如黑色表面可吸收几乎所有波长的光。当光辐射被吸收时，其转化成其他形式的能量，通常为热，然后通过表面发射。因此，物体越暗，其散热越好，从而触摸起来越热。
在炎热晴朗日子里走过沥青路面的任何人都直接了解沥青的热量程度。另外，当游泳者在炎热晴朗的日子里离开泳池时，他可面对相同的问题，结果只有将他或她的赤脚放置在水池外部滚烫的混凝土上并且快速冲到阴凉处以求缓解。除了令人不悦之外，这些热表面还可能损坏走过它们的成人和儿童的脚，更不用说狗、猫和其他动物的脚垫了。
存在试图克服这些问题的涂料组合物。当前的涂料组合物结合红外反射颜料技术以使暴露于阳光的被涂覆表面中的热积聚最小化。然而，这种类型的组合物仅解决了与太阳下的表面有关的一个问题，因此其降低被涂覆表面的温度的能力受到限制。此外，红外反射颜料是昂贵的并且仅以有限的颜色获得，因此限制了潜在消费者可用的选择。其他组合物不能反射和/或散射作为降低被涂覆表面温度的方式的UV光。
因此，存在对改善的涂料组合物的需要，该涂料组合物是高性价比的，可以宽范围的颜色获得，并且允许通过各种方式获得改善的表面温度降低。
发明内容
本发明技术涉及一种涂料组合物，与对照涂料组合物相比，该涂料组合物适用于在存在UV源(例如太阳)的情况下保持较冷的表面温度。当与相似颜色的对照组合物相比时，该涂料组合物可反射太阳的光线以提供较冷的表面。该组合物可用于涂覆多种基底，并且可用作例如行走表面的涂层。当施加到行走表面时，即使在存在太阳或其他强UV源的情况下，该涂料组合物也可提供对赤足友好的冷得多的表面。
本发明技术的涂料组合物可包括载体、粘结剂、增稠剂、球形玻璃和添加剂。在一个实施方案中，涂料组合物可包含填料和/或着色剂。该组合物可包含填料。在一个实施方案中，涂料组合物不包含生赭。在一个实施方案中，涂料组合物不包含炭黑。在一个实施方案中，涂料组合物不含生赭。在一个实施方案中，该组合物不含炭黑和生赭两者。
在一个实施方案中，该组合物可包含约0.1重量％至约5重量％的增稠剂。增稠剂可选自任何合适的材料，包括但不限于羟乙基纤维素。
在一个实施方案中，该组合物可包含约10重量％至约20重量％的玻璃。玻璃可选自任何合适的材料，其包括但不限于球形硅酸盐玻璃或硼硅酸盐。
在一个实施方案中，该组合物可表现出厚膜构造。
在一个实施方案中，该组合物不包含炭黑。
在一个实施方案中，该组合物不包含生赭。
在一个方面，本发明技术公开了一种制品，该制品具有涂覆有该涂料组合物的至少一个表面。该制品可由任何适当的材料制成，其包括但不限于混凝土、砖、灰墁、沥青、木材、金属、石膏、屋顶木瓦或塑料。
该制品的被涂覆表面具有比涂覆有常规涂层的表面高至少25％的日光反射率值。此外，与涂覆有常规涂层的表面相比，被涂覆表面可具有超过25℉的降低的表面温度。在一个实施方案中，该涂料组合物的球形玻璃反射UV光。在一个实施方案中，厚膜构造反射UV光。
在一个方面，本发明技术提供了用于制备涂料组合物的方法，该方法包括提供载体、粘结剂、增稠剂、球形玻璃和添加剂，以及将前述组分混合在一起。在一个实施方案中，涂料组合物可形成厚膜构造。
在一个方面，该涂料组合物包含载体、粘结剂、被构造成形成厚膜构造的增稠剂、以及添加剂。
在一个方面，该涂料组合物包含载体、粘结剂、增稠剂，并且不含炭黑。
参考以下具体实施方式进一步理解这些和其他方面和实施方案。
附图说明
图1为表面上的涂料组合物的剖视图；
图2为箱线图，其比较了在实验室中热源暴露30分钟之后对照和原型涂料组合物之间的温差；
图3为条形图，其比较了在实验室中热源暴露30分钟之后对照和原型涂料组合物的18种颜色变型形式的温差；
图4为条形图，其比较了在实验室中热源暴露30分钟之后对照和原型涂料组合物的18种颜色变型形式的百分比温差；
图5为箱线图，其比较了在实验室中热源暴露240分钟之后对照和原型涂料组合物之间的温差；
图6为条形图，其比较了在实验室中热源暴露240分钟之后对照和原型涂料组合物的6种颜色变型形式的温差；
图7为箱线图，其比较了在混凝土上暴露时对照和原型涂料组合物之间的温差；
图8为箱线图，其比较了在混凝土上暴露时对照和原型涂料组合物的5种颜色变型形式之间的温差；
图9为箱线图，其比较了在混凝土上暴露时对照和原型涂料组合物的5种颜色变型形式之间的温差；
图10为箱线图，其比较了对照相对于原型涂料组合物的总日光反射率；
图11为条形图，其突出显示了对照相对于原型涂料组合物的17种颜色变型形式的总日光反射率；
图12为折线图，其比较了原型组合物与对照的温差；
图13为折线图，其比较了原型组合物的温差；
图14为折线图，其比较了原型组合物的温差；
图15为条形图，其比较了原型组合物相对于对照的最大温差；
图16为条形图，其比较了原型组合物相对于对照的最大温差；
图17为折线图，其比较了原型组合物与对照的温差；
图18为折线图，其比较了原型组合物的温差；
图19为折线图，其比较了原型组合物的温差；
图20为折线图，其比较了原型组合物的温差；
图21为条形图，其比较了原型组合物相对于对照的最大温差；
图22为条形图，其比较了原型组合物相对于对照的最大温差；
图23为条形图，示出了与裸混凝土相比，由白色基础涂料配制的不同颜色的涂料组合物随时间推移的温度；
图24为条形图，其示出了与裸混凝土相比，来自图23的涂料组合物的最大温差；
图25为条形图，其示出了与裸混凝土相比，不同颜色的涂料组合物的温度；
图26为条形图，其示出了与裸混凝土相比，图25的涂料组合物的最大温差；
图27为条形图，其示出了与裸混凝土相比，由白色基础涂料配制的不同颜色的涂料组合物随时间推移的温度；
图28为条形图，示出了与裸混凝土相比，图27的涂料组合物的最大温差；
图29为条形图，其示出了与裸混凝土相比，不同颜色的涂料组合物的温度；并且
图30为条形图，其示出了与裸混凝土相比，图29的涂料组合物的最大温差。
除非另外指明，否则附图不按比例绘制。附图用于示出本发明技术的各方面和实施方案的目的，并且不旨在将该技术限于其中所示的那些方面。参考以下具体实施方式可进一步理解本发明技术的各方面和实施方案。
具体实施方式
本发明技术提供了一种涂料组合物，与对照涂料组合物相比和/或与未涂覆的表面相比，该涂料组合物适用于在存在UV源(例如，太阳)的情况下保持较冷的表面温度。不受任何具体理论的约束，当与相似颜色的对照组合物相比时，该涂料组合物可反射太阳的光线以提供较冷的表面。该涂料可用于涂覆多种基底并且可用作例如行走表面的涂层。当施加到行走表面时，即使在存在太阳或其他强UV源的情况下，该涂料组合物也可提供对赤足友好的非常冷的防滑表面。
本发明技术的涂料组合物可包含载体、粘结剂、增稠剂、玻璃、添加剂、填料和着色剂。此类成分中的每一种均可包含单一组分或若干不同的组分。该涂料组合物可不包含所有上述组分。在一个实施方案中，该组合物可不包含增稠剂。在一个实施方案中，该组合物可不包含玻璃。在一个实施方案中，该组合物可不包含炭黑。在一个实施方案中，该组合物可不包含生赭。
该涂料组合物可包含载体组分。载体是用于承载所有其他组合物组分的流体组分。载体是湿组合物的一部分，并且通常在组合物形成膜并在表面上干燥时蒸发。在胶乳组合物中，载体通常为水。在油基组合物中，载体通常为有机溶剂，其包括但不限于碳酸亚烷基酯、脂族化合物、芳族化合物、醇、酮、醚、二醇等。适合作为载体的材料的非限制性示例包括例如碳酸二甲酯、
Figure BDA0003272122620000051
100、Mineral Spirits和Aromatic Naptha 100。载体的量和类型通常由其他涂料组合物组分的特征确定。在一个实施方案中，载体的量可在组合物的约10重量％至约40重量％、约15重量％至约35重量％、约20重量％至约30重量％、以及甚至约22重量％至约26重量％的范围内。在一个实施方案中，载体可为组合物的大约23重量％。在一个实施方案中，载体可为组合物的大约25重量％。应当理解，多种载体材料可用于组合物中，并且可包括来自给定类别的不同载体(例如，不同的碳酸亚烷基酯)和/或来自不同类别或种类的材料的载体。
该涂料组合物可包含粘结剂组分。粘结剂组分是使得组合物在表面上形成膜并附着到表面的物质。在胶乳组合物中，粘结剂为胶乳树脂，通常选自丙烯酸类、乙烯基丙烯酸类和/或苯乙烯丙烯酸类。其他粘结剂包括氨基甲酸酯强化的丙烯酸类和丙烯酸-环氧树脂混合材料。在乳胶组合物中，乳胶树脂颗粒通常处于以水作为载体的分散体中。在一个实施方案中，粘结剂可为RHOPLEX AC-2829和ROPAQUE OP-96。在另一个实施方案中，粘结剂包含100％自交联丙烯酸。在油基组合物中，粘结剂可为任何合适的材料，其包括但不限于醇酸树脂(聚酯树脂)、用酚醛树脂改性的醇酸树脂、苯乙烯、乙烯基甲苯、丙烯酸单体、硅氧烷和聚氨酯。在一个实施方案中，油基组合物中的粘结剂选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异丁酯或相关的化学物质。粘结剂的量和类型通常由其他涂料组合物组分的特征确定。在一个实施方案中，粘结剂的量可在组合物的约30重量％至约60重量％、约35重量％至约55重量％、约40重量％至约50重量％、以及甚至约42重量％至约46重量％的范围内。在一个实施方案中，粘结剂可为组合物的大约45重量％。在一个实施方案中，粘结剂可为组合物的大约49重量％。
该涂料组合物还可包含增稠剂组分。增稠剂是当以少量加入载体中时提高其粘度的添加剂。通常，基于所用增稠剂的固体含量计，添加约0.5重量％至约4重量％时，载体的粘度可从一泊变化至约20泊-100泊。
增稠剂的量和类型通常由其他涂料组合物组分的特征确定。在一个实施方案中，增稠剂的量可在组合物的约0重量％至约5重量％、约0.01重量％至约4重量％、约0.1重量％至约3重量％、约0.2重量％至约2重量％、以及甚至约0.5重量％至约1重量％的范围内。在一个实施方案中，增稠剂可为组合物的大约0.4606重量％。在一个实施方案中，增稠剂可为组合物的大约0.4136重量％。
增稠剂通常被分类为“天然的”或“合成的”。合适的天然增稠剂的示例包括但不限于酪蛋白和海藻酸盐。合成增稠剂的示例包括但不限于羟乙基纤维素(HEC)、碱溶性乳液(ASE增稠剂)、疏水改性的乙烯、氧化氨基甲酸酯(HEUR增稠剂)、疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)、疏水改性的乙基羟乙基纤维素(HMEHEC)、甲基乙基羟乙基纤维素(MEHEC)、疏水改性的碱溶性乳液(HASE)、聚醚多元醇、二氧化硅、滑石、粘土、玉米淀粉、磺酸盐、糖类、改性的蓖麻油等。其中，丙烯酸类增稠剂通常是优选的，因为它们在储存时不易受到细菌或真菌攻击。也可使用天然或合成的纤维素增稠剂。然而，当使用它们时，可能需要将杀菌剂和杀真菌剂添加到组合物中。
增稠剂的独特增稠特性是由于它们吸收大量水从而导致大量溶胀的能力。就丙烯酸类增稠剂而言，该特性通过在合成期间掺入酸性单体(诸如甲基丙烯酸)作为共聚物来实现。当部分或完全中和时，最终聚合物溶胀并吸收水。所用的中和剂可以为无机的(诸如氢氧化钠或氨)，或无机的(诸如胺)。可通过添加溶剂来进一步控制实现的增稠程度，溶剂诸如醇，例如甲醇、乙醇和丁醇，或酮诸如丙酮、甲基乙基酮，或其他溶剂诸如propasol、丁基溶纤剂和/或丁基卡必醇。在可用的情况下，其他溶剂一般在由制造商提供的商业文献中提及。可通过使用不同浓度的增稠剂获得对增稠程度的附加控制，较高的浓度产生较大的增稠程度。涂料组合物的增加的厚度可改善组合物中制品涂层的热反射和散射特性。
涂料组合物还可包含玻璃组分。玻璃组分可选自任何合适的材料，其包括但不限于硅酸盐玻璃，诸如熔融石英、熔融石英玻璃、玻璃体石英玻璃、钠钙硅玻璃、硼硅酸钠玻璃、硼硅酸盐玻璃、铅氧化物玻璃、晶体玻璃、硅铝酸盐玻璃和氧化锗玻璃、磷酸盐玻璃或它们中的两种或更多种的组合。
在一个实施方案中，该玻璃为硼硅酸盐玻璃。硼硅酸盐玻璃是包括至少二氧化硅、苏打、石灰和硼硅酸硼的一类玻璃。在一些实施方案中，组合物的玻璃包含至少5％的硼酸、至少8％的硼酸、至少10％的硼酸、至少12％的硼酸、至少15％的硼酸、以及甚至至少18％的硼酸。在一个实施方案中，硼硅酸盐玻璃包含约5％至约20％的硼酸。硼硅酸盐玻璃具有低热膨胀系数(在20℉下为～3×10-6/℉)，使得其一般来讲耐热冲击。玻璃可有助于在组合物中形成稳定的乳液。此外，玻璃在涂料组合物中是相容的，因为它也是不易燃且无孔的，因此它不吸收树脂。
玻璃的量和类型通常由其他涂料组合物组分的特征确定。在一个实施方案中，用于组合物中的玻璃可为SCOTCHLITE K46玻璃微球或SCOTCHLITE K37玻璃微球。在一个实施方案中，玻璃可为Q-CEL中空玻璃微球。在一个实施方案中，玻璃可为SPHERICEL中空玻璃微球。玻璃可以任何适当的形状和尺寸形成，只要其具有使其适用于步行的良好压碎因子即可。在一个实施方案中，玻璃为圆形或球形形式，例如微球体。玻璃的球形形状提供组合物的增加的反射特性，并且允许增加的UV反射和散射，这在薄片或其他非圆形形状玻璃的情况下不太可能。在一个实施方案中，玻璃的量可在组合物的约5重量％至约25重量％、约8重量％至约22重量％、约10重量％至约20重量％、约12重量％至约18重量％、以及甚至约14重量％至约16重量％的范围内。在一个实施方案中，玻璃可为组合物的大约15.0878重量％。在一个实施方案中，玻璃可为组合物的大约12.166重量％。应当理解，组合物可包含不同类型的玻璃材料的组合。在一个实施方案中，组合物中可不存在玻璃。
涂料组合物中还可包含多种添加剂。添加剂通常可以任何适当的含量包含在组合物中。然而，即使涂料组合物制剂中的含量相对较低，添加剂也可有助于组合物的各种特性，包括但不限于流变性、稳定性、油漆性能和应用质量。可包含于涂料组合物中的添加剂的示例包括但不限于树脂添加剂、性能添加剂、分散助剂、防沉降助剂、润湿助剂、附加的增稠剂、增量剂、增塑剂、稳定剂、光稳定剂、消泡剂、去泡剂、催化剂、流变改性剂、流变添加剂、杀生物剂(包括杀微生物剂和/或杀真菌剂)、质地改良剂、UV吸收剂、抗腐蚀剂、防滑聚集体、颜料、颜色指示剂和/或抗絮凝剂。在一个实施方案中，组合物可包含二苯甲酮作为添加剂。添加剂的量和类型通常由其他涂料组合物组分的特征确定。在一个实施方案中，添加剂的量可在组合物的约0.01重量％至约20重量％、约2重量％至约17重量％、约5重量％至约15重量％、以及甚至约8重量％至约14重量％的范围内。
添加某些添加剂(例如颜料)以为涂料组合物提供期望的颜色。虽然某些颜料可能是期望的或通常用于提供特定颜色(或用于提供用于配制其他着色组合物的基础涂料组合物)，但已发现不包含特定颜料可在降低涂料的表面温度方面提供有益效果。在一个实施方案中，涂料组合物可不包含且基本上不含或完全不含作为添加剂的炭黑。炭黑是强烈吸收UV辐射的常用黑色颜料。就包含炭黑的组合物而言，日光反射率可小于约20％，小于约10％，以及甚至小于约5％。这导致被涂覆基底的光吸收增加和温度升高。因此，与以包含炭黑的涂覆材料涂覆的基底相比，不包含炭黑的涂料组合物可具有增加的日光反射率值，这有助于降低以涂覆材料涂覆的基底的表面温度。涂料组合物中不含炭黑提供其他有益效果，诸如通过降低的温度应变改善涂层和基底的寿命。
在一个实施方案中，涂料组合物可不包含并且基本上不含或不含作为添加剂的生赭。生赭是强力吸收UV辐射的常用颜料。就包含生赭的组合物而言，日光反射率可在65％至小于30％的范围内，这取决于制剂中生赭的浓度。这导致被涂覆基底的光吸收增加和温度升高。因此，与以包含炭黑的涂覆材料中涂覆的基底相比，不包含生赭的涂料组合物可具有增加的日光反射率值，这有助于降低以涂覆材料中涂覆的基底的表面温度。涂料组合物中不含生赭提供其他有益效果，诸如通过降低的温度应变改善涂层和基底的寿命。
在一个实施方案中，该涂料组合物不含炭黑和生赭两者。
涂料组合物还可包含填料组分。填料可为任何适当的材料，其包括但不限于碳酸钙、二氧化钛、方解石、钙、粘土、二氧化硅、树脂、氧化铝、碳纤维、石英、氮化硼、浮石、氧化镁和氢氧化物、以及滑石。填料的量和类型通常由其他涂料组合物组分的特征确定。在一个实施方案中，填料的量可在组合物的约0重量％至约25重量％、约5重量％至约20重量％、以及甚至约10重量％至约15重量％的范围内。
涂料组合物还可包含着色剂。着色剂可为组合物提供装饰性和保护性特征两者。着色剂通常是用于为组合物提供各种品质的液体颗粒，品质包括但不限于颜色、不透明度和耐久性。该组合物还可包含其他固体颗粒，诸如聚氨酯小珠或其他固体。着色剂可以任何适当的量存在于涂料组合物中，该量包括但不限于约0oz.至约12oz.、约2oz.至约10oz.、约4oz.至约8oz.、以及甚至约6oz.至约7oz.。着色剂可基于涂料组合物的期望的最终颜色、涂料组合物的用途等而变化。合适的着色剂的示例包括但不限于二氧化钛、黄色氧化铁、红色氧化铁、琥珀色、酞菁蓝、酞菁绿、喹吖啶酮红、二酮基吡咯并吡咯红、萘酚红、喹吖啶酮品红、透明氧化铁、咔唑紫、苝红、钒酸铋黄、芳香基黄和二酮基吡咯并吡咯橙。着色剂可在组合物的初始制备期间添加，或者它们可在购买时稍后添加。
涂料组合物可通过混合以下材料中的任一种或全部来制备：载体、粘结剂、增稠剂、玻璃、添加剂、填料和着色剂。组分可以任何适当的方式组合，例如，一次组合、一次性全部组合或在各个阶段中组合。着色剂可在组合物的初始制备期间添加，或者它们可在顾客选择优选的色调时(例如，在销售时)稍后添加。此外，玻璃微球可在组合物的初始制备期间添加，或者它们可例如在销售时稍后添加。在一个实施方案中，组合物可通过制备典型的涂料组合物(即非冷却涂料组合物)的标准顺序来形成。在一个实施方案中，这些组分可原位形成。在另一个实施方案中，组分可为预成形材料。涂料组合物可在任何适当的温度下制备，包括约20℃至约40℃。
涂料组合物可具有在约8至约10.5范围内的pH。在涂料组合物初始混合后，可能需要调节组合物的pH以落入适当范围内。
涂料组合物可通过任何合适的方法施加，包括但不限于通过刷、通过辊、通过喷涂、通过浸渍等。固化可通过任何合适的固化机制(包括例如热缩合)来实现。
可施加涂料组合物以提供期望厚度的涂层。在一个实施方案中，涂料组合物具有0.5微米至约500微米；约1微米至约300微米；以及甚至约3微米至约200微米的厚度。
涂料组合物可用于需要冷却的被涂覆表面的多种应用中。涂料组合物可适当地涂覆到基底上，诸如混凝土、砖、灰墁、沥青、木材、金属、石膏、屋顶木瓦或塑料。涂料组合物可在使用或不使用底漆的情况下施加。可将涂料组合物直接施加到裸表面或施加到先前涂漆的表面上。可将涂料组合物施加到内表面和/或外表面。在一个实施方案中，可将涂料组合物涂覆到围绕游泳池和/或温泉浴场(spa)的室外平台或路面上。涂料组合物可用于涂覆表面并在船、体育馆、阳台、人行道、混凝土和/或木制平台/露台、泳池甲板、混凝土地板、沥青表面(诸如道路、人行道等)、休闲区、车库、水上运动中心、遛狗公园等上提供冷却表面。涂料组合物可用于在道路、人行道或运动场(例如，室外篮球场、沙弧球场、网球场等)上的线条进行上漆。涂料组合物也可用于墙壁上以保持房间中和/或建筑物外部的较冷温度。另外，涂料组合物可用于涂覆屋顶木瓦，以在施加过程中使木瓦保持触摸起来较冷，然后有助于保持下面的建筑物中的较冷环境。
一旦将本发明技术的涂料组合物涂覆在基底上，就可例如通过蒸发使其干燥，从而留下具有冷却表面有益效果的干燥涂层。涂料组合物的任何滴落或误用均可容易地清除。
一旦施加到定位于存在UV辐射的情况下的表面，涂料组合物就可将大部分热量从表面反射出去。如图1所示，将含有微球120、缺少炭黑、缺少生赭或缺少上述两者，并且具有较厚膜构造的涂料组合物100施加到表面110。表面110暴露于UV光源，例如太阳140，其将UV光150辐射到被涂覆表面110上。UV光160的大部分从表面130反射，并且仅最小量的UV光170被吸收并转变成热。此外，涂料组合物可允许UV光从表面散射。这允许被涂覆表面的温度保持比涂覆有常规涂层的表面或不具有涂层的表面更冷。
本发明的涂料组合物可包含和/或不包含特定的着色剂以便保持被涂覆表面的温度较低。包含/不包含特定着色剂可允许增加的UV光反射和散射，从而与通过具有/不具有这些特定着色剂的组合物获得的涂料相比，保持被涂覆表面的温度更低。例如，涂料组合物可不包含炭黑、生赭、或炭黑和生赭两者。不包含和/或包含特定着色剂的结果可允许至少10℉的温差。
此外，本发明的涂料组合物可包含增稠剂和/或流变改性剂(例如羟乙基纤维素)，其允许获得厚膜构造。这种厚膜构造使得涂料组合物的粘度和厚度增加，这形成增加的光反射和散射，从而与不具有增稠剂和/或流变改性剂的涂料相比，保持被涂覆表面的温度更低。以特定量掺入增稠剂和/或流变改性剂可导致至少10℉的温差。
另外，本发明的涂料组合物包含允许增加的UV光反射和散射的玻璃，从而与通过不具有玻璃的组合物获得的涂料相比，保持被涂覆表面的温度更低。以特定量掺入玻璃可导致至少10℉的温差。
在一个实施方案中，涂料组合物可包含玻璃。在一个实施方案中，涂料组合物可包含玻璃和厚膜构造。在一个实施方案中，涂料组合物可包含玻璃、厚膜构造、不包含炭黑和/或不包含生赭。在一个实施方案中，涂料组合物可包含玻璃并且不包含炭黑，和/或不包含生赭。在一个实施方案中，涂料组合物可包含厚膜构造，并且不包含炭黑，和/或不包含生赭。在一个实施方案中，涂料组合物可包含厚膜构造。在一个实施方案中，涂料组合物可不包含炭黑，和/或不包含生赭。
这些概念可一起或单独地产生一种涂料组合物，当施加到表面时，与暴露于相同UV光的涂覆有常规涂层的表面或裸露/未涂覆的表面相比，涂料组合物可导致超过25℉的表面温度降低。在一个实施方案中，被涂覆制品的表面温度可降低超过10℉、超过15℉、超过20℉、超过30℉、超过35℉、超过40℉、超过45℉、以及甚至超过50℉。这可导致比涂覆有常规涂层的表面低超过5％、低超过10％、低超过15％、低超过20％、低超过25％、低超过30％、低35％、低超过40％、低超过45％、以及甚至低超过50％的表面温度。
此外，本发明的涂料组合物可允许比涂覆有常规涂层的表面高至少10％、高至少15％、高至少20％、高至少25％、高至少30％、高至少35％、高至少40％、高至少45％、高至少50％、高至少55％、高至少60％、高至少65％、高至少70％、高至少75％、以及甚至高至少80％的日光反射率。
涂料组合物的降低的表面温度和增加的日光反射率提供其他有益效果，诸如通过降低的温度应变改善涂层和被涂覆基底的寿命。此外，涂料组合物允许通过其制剂获得多种颜色色调和色相。
本发明技术可结合到乳胶漆涂层、溶剂型漆涂层、密封剂、防水材料、地板清洁剂和/或蜡、或可从其所涂覆的材料上的表面温度降低而获益的任何其他适当的溶液中。
与常规的泳池和相似的涂层相比，本发明的涂料组合物可提供其他有益效果，诸如水和其他液体周围的防滑性。施用本发明涂料组合物可减少游泳池、热水浴缸、浴缸等附近的滑倒和跌倒损伤以及其他相关事故。此外，涂料组合物耐泳池化学品(诸如氯、溴、除藻剂等)连同许多其他家用化学品，从而获得长期涂层保护和外观。
虽然已经参考各种示例性实施方案描述了该技术，但是应当理解，本领域的技术人员可以进行修改，并且本申请旨在涵盖落入本发明精神内的此类修改和发明。此外，应当指出的是，在整个说明书和权利要求书中，数值可被组合以形成新的和未公开的范围。
以下示例是示例性的，并且不应被理解为是对本文所公开和受权利要求书保护的技术的限制。
实施例
实施例1
对于所有实施例，使用以下涂料组合物的制剂。
制备包含通用乳胶漆制剂的对照组合物。
制备包含对照组合物的通用乳胶漆制剂连同12.1660重量％SCOTCHLITE K46玻璃微球和0.4136重量％Natrosol H4Br的原型组合物。
实施例2
基本上根据实施例1制备对照组合物和原型组合物。将对照组合物和原型组合物两者调色成18种不同的颜色。将每种对照组合物和原型组合物的两个涂层辊涂到12×12的混凝土块上。将对照组合物和原型组合物施加到同一块上，以减少基底与基底之间的变化。在实验室中将块置于2GE Halogen 100W 120V灯下30分钟。使用手持式IR温度枪以2-240分钟的各种时间间隔测量被涂覆表面的表面温度。如图2所示，对照组合物的平均温度为118.7℉，标准偏差为10.3℉，并且原型组合物的平均温度为102.44℉，标准偏差为10.3℉。
图3是条形图，其比较了所有18种颜色的对照相对于原型的温差。例如，在实验室中将蓝莓色对照和蓝莓色原型在UV灯下暴露至30分钟暴露之后，两个样品的温度之间存在34℉的差值。
图4为条形图，其示出了对照组合物和原型组合物根据颜色的百分比温差。
实施例3
基本上根据实施例1制备对照组合物和原型组合物。将对照组合物和原型组合物两者调色成18种不同的颜色。将每种对照组合物和原型组合物的两个涂层辊涂到12×12的混凝土块上。将对照组合物和原型组合物施加到同一块上，以减少基底与基底之间的变化。在实验室中将块置于2GE Halogen 100W 120V灯下240分钟。使用手持式IR温度枪以2-240分钟的各种时间间隔测量被涂覆表面的表面温度。对照组合物的平均温度为162.5℉，标准偏差为17.9℉，并且原型组合物的平均温度为134.7℉，标准偏差为13.7℉。结果示于图5中。
图6是条形图，其针对所有18种颜色，比较了对照相对于原型的温差。例如，在实验室中将蓝莓色对照和蓝莓色原型在UV灯下暴露至240分钟暴露之后，两个样品的温度之间存在43℉的差值。
实施例4
基本上根据实施例1制备对照组合物和原型组合物。将对照组合物(此处为样品A)和原型组合物(此处为样品B)两者均调色成5种不同的颜色。将对照组合物和原型组合物并排涂覆到混凝土块上，并且暴露于俄亥俄州沃伦斯维尔(Warrensville,Ohio)的外部暴露多天。使用手持式IR温度枪在74℉-89℉范围内的各种外部温度下间歇地测量被涂覆表面的表面温度。对照组合物的平均温度为124.3℉，标准偏差为10.0℉，并且原型组合物的平均温度为112.13℉，标准偏差为6.47℉。结果示于图7中。
图8为箱线图，其针对测试的所有5种颜色，比较了对照相对于原型的温差。例如，在将蓝莓色对照和蓝莓色原型两者均暴露于外部条件之后，两个样品的温度之间存在22℉的差值。
实施例5
基本上根据实施例1制备对照组合物和原型组合物。将对照组合物和原型组合物两者调色成18种不同的颜色。将每种对照组合物和原型组合物的两个涂层辊涂到12×12的混凝土块上。将对照组合物和原型组合物施加到同一块上，以减少基底与基底之间的变化。使用ASTM C1549和便携式太阳能反射计，测量对照组合物和原型组合物在接近环境温度下的总日光反射率。对照组合物的平均总日光反射率为0.507SRI，标准偏差为0.107。对照组合物的平均总日光反射率为0.6446SRI，标准偏差为0.0790。结果在图10中示出。
图11为条形图，其突出显示了针对所有18种颜色，原型相对于对照的总日光反射率百分比增加。如图所示，当比较相同颜色的对照和原型时，两种颜色的总日光反射率增加超过60％。
实施例6-12
对于以下实施例6-12，温度测试在亚利桑那州(Arizona)的测试中心在22天的时期内进行。该测试包括对照(不具有玻璃泡且具有非乙烯基安全着色剂的本发明技术)、原型(具有玻璃泡且具有非乙烯基安全着色剂的本发明技术)和竞争性产品。除了竞争性产品之外，所有树脂体系均为100％自交联丙烯酸。在测试过程中引用了用于天然和人工气候测试的非金属材料的调理和处理的ASTM G147-2017标准操作以及非金属材料的大气环境暴露测试的ASTM G7-2013标准操作。
通过在八月至九月的22天时期内将组合物添加到水平混凝土垫来编制测试数据。使用Omega OS534 IR枪在中午和下午3点之间对每个涂层和裸混凝土进行温度测量。在进行测量(E＝0.95)之前，使IR枪升温2-4分钟。以两个涂层施加每种颜色，其中第二涂层垂直于第一涂层施加，在涂层之间具有最少两小时的干燥时间，使用具有3/8"毛绒的9"辊将其施加在1'×2'区域上。在这些测量期间，天气条件从多云/多风至晴空变化，并且环境温度在89.6℉至104℉的范围内，湿度在11％至41％的范围内。
实施例6
制备乙烯基安全无玻璃原型组合物以及乙烯基安全有玻璃原型组合物，该乙烯基安全无玻璃原型组合物包含不具有玻璃微球的对照组合物的第一乳胶漆制剂和乙烯基安全组分，该乙烯基安全有玻璃的原型组合物包含对照组合物的通用乳胶漆制剂连同玻璃微球和乙烯基安全组分。这些组合物全部均包含约4.0oz.的黑色着色剂。
如图12所示，乙烯基安全有玻璃组合物具有0℉至-19.8℉的测量的温差范围，并且乙烯基安全无玻璃的组合物具有-2.7℉至-12.6℉的测量的温差范围。乙烯基安全有玻璃组合物具有141.0℉的平均温度，乙烯基安全无玻璃组合物具有141.7℉的平均温度，并且对照平均温度为149℉。
实施例7
制备乙烯基安全无玻璃原型组合物以及乙烯基安全有玻璃原型组合物，该乙烯基安全无玻璃原型组合物包含不具有玻璃微球的对照组合物的第一乳胶漆制剂和乙烯基安全组分，该乙烯基安全有玻璃的原型组合物包含对照组合物的通用乳胶漆制剂连同玻璃微球和乙烯基安全组分。这些组合物全部均包含约0.5oz.的黑色着色剂。
如图13所示，乙烯基安全有玻璃组合物具有+1.8℉至-19.8℉的测量的温差范围，并且具有133.6℉的平均温度，然而对照平均温度为138.3℉。
实施例8
制备乙烯基安全无玻璃原型组合物以及乙烯基安全有玻璃原型组合物，该乙烯基安全无玻璃原型组合物包含不具有玻璃微球的对照组合物的第一乳胶漆制剂和乙烯基安全组分，该乙烯基安全有玻璃的原型组合物包含对照组合物的通用乳胶漆制剂连同玻璃微球和乙烯基安全组分。这些组合物全部均包含约1.2oz.的黑色着色剂。
如图14所示，乙烯基安全有玻璃组合物具有-9.0℉至-16.2℉的测量的温差范围，并且具有131.6℉的平均温度，然而对照平均温度为144.7℉。
图15为条形图，其针对所有三种颜色(蓝莓色、水泥色和鸥灰色)，比较了对照相对于原型的温差。例如，在蓝莓色对照和乙烯基安全有玻璃的蓝莓色原型组合物的温度之间存在19.8℉的差值，并且在两个样品暴露后，蓝莓色对照和乙烯基安全无玻璃的蓝莓色原型的温度之间存在12.6℉的差值。
图16为条形图，其针对所有三种颜色(蓝莓色、水泥色和鸥灰色)，比较了混凝土相对于原型的温差。例如，在蓝莓色对照和乙烯基安全有玻璃的蓝莓色原型组合物的温度之间存在12.6℉的差值，并且在两个样品暴露后，蓝莓色对照和乙烯基安全无玻璃的蓝莓色原型的温度之间存在16.2℉的差值。裸混凝土温度在112℉至161.6℉的范围内。与裸混凝土相比，乙烯基安全有玻璃的蓝莓色组合物具有+5.5℉至-12.6℉的测量的温差范围，并且乙烯基安全无玻璃泡的蓝莓色组合物具有+3.6℉至-16.2℉的测量的温差范围。与裸混凝土相比，水泥色乙烯基安全有玻璃的组合物具有0℉至-19.8℉的测量的温差范围。与裸混凝土相比，鸥灰色乙烯基安全有玻璃的组合物具有-5℉至-25.2℉的测量的温差范围。
实施例9
制备乙烯基安全无玻璃原型组合物以及乙烯基安全有玻璃原型组合物，该乙烯基安全无玻璃原型组合物包含不具有玻璃微球的对照组合物的第二乳胶漆制剂和乙烯基安全组分，该乙烯基安全有玻璃的原型组合物包含对照组合物的通用乳胶漆制剂连同玻璃微球和乙烯基安全组分。这些组合物全部均包含约4.0oz.的黑色着色剂。
如图17所示，乙烯基安全有玻璃的组合物具有-7.2℉至-21.6℉的测量的温差范围，并且乙烯基安全无玻璃的组合物具有-8.0℉至-25.2℉的测量的温差范围。乙烯基安全有玻璃的组合物具有140.9℉的平均温度，乙烯基安全无玻璃的组合物具有140.0℉的平均温度，并且对照平均温度为152.5℉。
实施例10
制备乙烯基安全无玻璃原型组合物以及乙烯基安全有玻璃原型组合物，该乙烯基安全无玻璃原型组合物包含不具有玻璃微球的对照组合物的第二乳胶漆制剂和乙烯基安全组分，该乙烯基安全有玻璃的原型组合物包含对照组合物的通用乳胶漆制剂连同玻璃微球和乙烯基安全组分。这些组合物全部均包含约0.5oz.的黑色着色剂。
如图18所示，乙烯基安全有玻璃的组合物具有-1.8℉至-16.0℉的测量的温差范围，并且具有131.2℉的平均温度，然而对照平均温度为140.2℉。
实施例11
制备乙烯基安全无玻璃原型组合物以及乙烯基安全有玻璃原型组合物，该乙烯基安全无玻璃原型组合物包含不具有玻璃微球的对照组合物的第二乳胶漆制剂和乙烯基安全组分，该乙烯基安全有玻璃的原型组合物包含对照组合物的通用乳胶漆制剂连同玻璃微球和乙烯基安全组分。这些组合物全部均包含约1.2oz.的黑色着色剂。
如图19所示，乙烯基安全有玻璃的组合物具有-1.8℉至-18.0℉的测量的温差范围，并且具有139.0℉的平均温度，然而对照平均温度为149.5℉。
实施例12
制备包含第二乳胶漆制剂的乙烯基安全有玻璃原型组合物，并将其与竞争性产品进行比较。
如图20所示，乙烯基安全有玻璃的组合物具有+12.6℉至-3.0℉的测量的温差范围，并且具有148.6℉的平均温度，然而对照平均温度为146℉。
图21为条形图，其针对所有四种颜色(银灰色、宝蓝色(Bombay)、砂岩色(Sandstone)和木线色(Timberline))，比较了对照相对于原型的温差。例如，在银灰色对照和银灰色乙烯基安全有玻璃的原型的温度之间存在21.6℉的差值，并且在两个样品均暴露之后，银灰色对照和银灰色乙烯基安全无玻璃的原型的温度之间存在25.2℉的差值。
图22为条形图，其针对所有四种颜色(银灰色、宝蓝色、砂岩色和木线色)，比较了混凝土相对于原型连同竞争性产品的温差。例如，在银灰色对照和乙烯基安全有玻璃的银灰色原型组合物的温度之间存在16.2℉的差值，并且在两个样品暴露后，银灰色对照和乙烯基安全无玻璃的银灰色原型的温度之间存在18℉的差值。裸混凝土温度在112℉至161.6℉的范围内。与裸混凝土相比，乙烯基安全有玻璃的银灰色组合物具有+8℉至-16.2℉的测量的温差范围，并且乙烯基安全无玻璃泡的银灰色组合物具有+6℉至-18℉的测量的温差范围。与裸混凝土相比，宝蓝色乙烯基安全有玻璃的组合物具有-3.6℉至-21.6℉的测量的温差范围。与裸混凝土相比，砂岩色乙烯基安全有玻璃的组合物具有+5.5℉至-12.6℉的测量的温差范围。与裸混凝土相比，乙烯基安全有玻璃的木线色组合物具有+12.6℉至-3℉的测量的温差范围，然而与裸混凝土相比，竞争性产品具有+4℉至-9℉的测量的温差范围。
图23至图26为示出不同颜色与裸混凝土相比的温差的曲线图。颜色是来自Sherwin Williams调色板的颜色，并且各自表示在Sherwin Williams调色板的色谱内的不同颜色空间。在实验室测试条件下经由使用双GE 100W卤素泛光灯泡的加热灯在6"×12"×1/2"混凝土上编制温度数据。使用3/8"微型辊以2个涂层施加每种颜色样品。将灯泡保持在距块约7.5"的距离处。使用校准的Raytek Raynger ST手持式红外温度计每30分钟进行温度测量，并持续总共2小时。在暴露两小时之后，面板开始达到最高温度，并且不需要附加的读数。
图23和24示出了由基础白色涂料配制的不同颜色的结果，其用适当的着色剂调色以形成期望的颜色。基础白色涂料本身对消费者而言是可行的颜色选择，并且还测试了基础组合物的涂层的表面温度。图23示出了被涂覆表面和裸混凝土在0分钟、30分钟、60分钟、90分钟和120分钟时的温度。图24示出了120分钟时被涂覆表面与裸混凝土之间的温差。如图所示，在调色板中的宽颜色范围内，不同颜色相对于裸混凝土表现出表面温度降低。
图25和26示出了由基础制剂配制的不同颜色的结果，其用适当的着色剂调色以形成期望的颜色。图23示出了被涂覆表面和裸混凝土在0分钟、30分钟、60分钟、90分钟和120分钟时的温度。图24示出了120分钟时被涂覆表面与裸混凝土之间的温差。如图所示，在调色板中的宽颜色范围内，不同颜色相对于裸混凝土表现出表面温度降低。
图27至图30为示出不同颜色与裸混凝土相比的温差的曲线图。颜色是来自Valspar调色板的颜色，并且各自表示在Valspar调色板的色谱内的不同颜色空间。在实验室测试条件下经由使用双GE 100W卤素泛光灯泡的加热灯在73/4"×153/4"×13/4"混凝土露台块上编制温度数据。使用3/8"微型辊以2个涂层施加每种颜色样品。将灯泡保持在距块约7.5"的距离处。使用校准的Raytek Raynger ST手持式红外温度计每30分钟进行温度测量，并持续总共4小时。在暴露四小时之后，面板开始达到最高温度，并且不需要附加的读数。
图27和图28示出了由基础白色涂料配制的不同颜色的结果，其用适当的着色剂调色以形成期望的颜色。基础白色涂料本身对消费者而言是可行的颜色选择，并且还测试了基础组合物的涂层的表面温度。图27示出了被涂覆表面和裸混凝土在0分钟、30分钟、60分钟、90分钟、120分钟、150分钟、180分钟、210分钟和240分钟时的温度。图28示出了240分钟时被涂覆表面与裸混凝土之间的温差。如图所示，在调色板中的宽颜色范围内，不同颜色相对于裸混凝土表现出表面温度降低。
图29和图30示出了由基础制剂配制的不同颜色的结果，其用适当的着色剂调色以形成期望的颜色。图29示出了被涂覆表面和裸混凝土在0分钟、30分钟、60分钟、90分钟、120分钟、150分钟、180分钟、210分钟和240分钟时的温度。图30示出了120分钟时被涂覆表面与裸混凝土之间的温差。如图所示，在调色板中的宽颜色范围内，不同颜色相对于裸混凝土表现出表面温度降低。
测试结果示出，至少部分地由于日光反射率，本发明技术使得能够维持比对照型式中相同色调组合物更冷的表面温度。
本申请以引用方式全文并入美国专利公布2019/0031893和WO 2017/124096中的每一者。
虽然以上描述包含许多细节，但这些细节不应理解为对本发明范围的限制，而仅仅是作为对其优选实施方案的示例。本领域的技术人员可设想出许多其他可能的变型，所述变型在由所附权利要求限定的本发明的范围和精神内。

Claims (29)

1.一种涂料组合物，所述涂料组合物包含：
(a)载体；
(b)粘结剂；
(c)增稠剂；
(d)球形玻璃；
(e)添加剂；
其中所述组合物不含生赭。
2.根据权利要求1所述的涂料组合物，所述涂料组合物还包含填料。
3.根据权利要求1或2所述的涂料组合物，其中所述组合物包含0.1重量％-5重量％的增稠剂。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的涂料组合物，其中所述增稠剂为羟乙基纤维素。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的涂料组合物，其中所述组合物包含10重量％-20重量％的玻璃。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的涂料组合物，其中所述玻璃为硼硅酸盐。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的涂料组合物，所述涂料组合物还包含着色剂。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的涂料组合物，其中所述组合物表现出厚膜构造。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的涂料组合物，其中所述组合物不含炭黑。
10.一种涂料组合物，所述涂料组合物包含：
(a)载体；
(b)粘结剂；
(c)增稠剂，所述增稠剂被构造成形成厚膜构造；
(d)添加剂；
其中所述组合物不含生赭。
11.根据权利要求10所述的涂料组合物，所述涂料组合物还包含填料。
12.根据权利要求10或11所述的涂料组合物，其中所述组合物包含0.1重量％-5重量％的增稠剂。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的涂料组合物，其中所述增稠剂为羟乙基纤维素。
14.根据权利要求10-13中任一项所述的涂料组合物，所述涂料组合物还包含玻璃。
15.根据权利要求14所述的涂料组合物，其中所述玻璃为硼硅酸盐。
16.根据权利要求10-15中任一项所述的涂料组合物，所述涂料组合物还包含着色剂。
17.根据权利要求10-16中任一项所述的涂料组合物，其中所述组合物不含炭黑。
18.一种制品，所述制品包括：
限定表面的基底；和
沉积在所述表面上的涂料组合物，
其中所述涂料组合物包含：
(a)载体；
(b)粘结剂；
(c)增稠剂；
(d)球形玻璃；
(e)添加剂；
其中所述组合物不含生赭。
19.根据权利要求18所述的制品，其中所述涂料组合物还包含填料。
20.根据权利要求18或19所述的制品，其中所述涂料组合物包含0.1重量％-5重量％的增稠剂。
21.根据权利要求18-20中任一项所述的制品，其中所述涂料组合物的所述增稠剂为羟乙基纤维素。
22.根据权利要求18-21中任一项所述的制品，其中所述涂料组合物包含10重量％-20重量％的玻璃。
23.根据权利要求18-23中任一项所述的制品，其中所述涂料组合物的所述玻璃为硼硅酸盐。
24.根据权利要求18-23中任一项所述的制品，其中所述被涂覆表面具有比涂覆有常规涂层的表面高至少25％的日光反射率。
25.根据权利要求18-24中任一项所述的制品，其中所述被涂覆表面具有比涂覆有常规涂层的表面高超过20℉的降低的表面温度。
26.根据权利要求18-25中任一项所述的制品，其中所述球形玻璃反射UV光。
27.根据权利要求18-26中任一项所述的制品，其中所述涂料组合物具有厚膜构造。
28.根据权利要求18-27中任一项所述的制品，其中厚膜构造反射UV光。
29.根据权利要求18-28中任一项所述的制品，其中所述涂料组合物不含炭黑。
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