CN109891267A - 用于增加近红外检测距离的涂层 - Google Patents

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Abstract

用于增加由近红外电磁辐射照射的物体表面的检测距离的方法，包括：(a)将来自近红外电磁辐射源的近红外电磁辐射导向至少部分涂覆有近红外反射涂层的物体，与涂覆有吸收更多相同的近红外辐射的颜色匹配涂层的相同物体相比，所述近红外反射涂层使如在近红外范围内的波长下测量的近红外电磁辐射检测距离增加至少15％，其中所述颜色匹配涂层当与所述近红外反射涂层相比时具有1.5或更小的ΔE颜色匹配值；和(b)检测从近红外反射涂层反射的反射近红外电磁辐射。还公开了用于检测交通工具接近度的***。

Description

用于增加近红外检测距离的涂层
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年10月28日提交的美国临时申请系列号62/414,065的优先权，该申请由此通过引用以其全文并入。
发明领域
本发明还涉及用于增加涂覆有近红外反射涂层的物体的近红外检测距离的方法和***。
发明背景
近来已经在与自驱动(“自主”)交通工具和交通工具周围环境中的其他物体(包括可由安装在自主交通工具上的传感器检测的标记)相关的技术方面取得了进展。自主交通工具使用诸如传感器、照相机、雷达、超声波和激光器之类的检测***的组合来检测和定位障碍物，使得自主交通工具可以安全地在这样的物体周围导航。一些检测***在远距离或非理想环境中检测物体的能力有限，例如在低光条件下，在恶劣天气(例如雾、雨和雪)下，或在其他在空中具有光散射颗粒(例如，烟雾和灰尘)的条件下。这样的限制可能会阻止自主安全地应对(navigate)障碍。需要能够增加检测距离并在非理想环境中产生可检测信号的新检测***。
发明概述
本发明涉及用于增加由近红外电磁辐射照射的物体表面的检测距离的方法，包括：(a)将来自近红外电磁辐射源的近红外电磁辐射导向至少部分涂覆有近红外反射涂层的物体，与涂覆有吸收更多相同的近红外辐射的颜色匹配涂层的相同物体相比，所述近红外反射涂层使如在近红外范围内的波长下测量的近红外电磁辐射检测距离增加至少15％，其中所述颜色匹配涂层在与所述近红外反射涂层相比时具有1.5或更小的ΔE颜色匹配值，所述ΔE颜色匹配值使用积分球采用D65照明、10°观察器(observer)在包括镜面分量(specular component)的情况下测量；和(b)检测从近红外反射涂层反射的反射近红外电磁辐射。
本发明还涉及用于检测交通工具接近度的***，包括：至少部分涂覆有近红外反射涂层的第一交通工具，与涂覆有吸收更多的近红外辐射的颜色匹配涂层的第一交通工具相比，所述近红外反射涂层使在第一交通工具和第二交通工具之间的近红外范围内的波长下测量的近红外电磁辐射检测距离增加至少15％。在与近红外反射涂层相比时，所述颜色匹配涂层具有1.5或更小的ΔE颜色匹配值，所述ΔE颜色匹配值使用积分球采用D65照明、10°观察器在包括镜面分量的情况下测量。
本发明还涉及用于检测第一交通工具与第二交通工具的接近度的***，包括：(a)至少部分涂覆有近红外反射涂层的第一交通工具，与涂覆有吸收更多的近红外辐射的类似颜色匹配涂层的交通工具相比，所述近红外反射涂层使在近红外范围内的波长下测量的近红外电磁辐射检测距离增加至少15％，其中在与近红外反射涂层相比时，所述类似颜色匹配涂层具有1.5或更小的ΔE颜色匹配值，所述ΔE颜色匹配值使用积分球采用D65照明、10°观察器在包括镜面分量的情况下测量；和(b)第二交通工具，其包括：(i)近红外电磁辐射源，其将近红外电磁辐射导向第一交通工具；(ii)近红外检测器，其检测从第一交通工具反射的近红外电磁辐射；和(iii)计算装置，其部分地基于检测到的从第一交通工具反射的近红外电磁辐射来确定第一交通工具和第二交通工具之间的检测距离。
附图简要描述
图1是固定在支架(mount)上的近红外反射涂覆测试板的正视图的图示；和
图2是说明近红外反射涂覆测试板相对于LIDAR装置的取向位置的示意图。
发明详述
就以下详细描述的目的而言，应理解，除非明确地相反指出，否则本发明可以采用各种替代变化和步骤顺序。此外，除了在任何操作实例中或另有说明之外，表示例如说明书和权利要求书中使用的成分的量的所有数值应理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。因此，除非相反说明，否则在以下说明书和所附权利要求书中列出的数值参数是近似值，其可以根据本发明要获得的所需性质而变化。至少，并不是试图限制等同原则应用到权利要求书的范围，每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的数值并通过应用普通的四舍五入技术来解释。
尽管列出本发明广泛范围的数值范围和参数是近似值，但具体实施例中列出的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含必然由其各自的测试测量中发现的标准偏差引起的某些误差。
此外，应该理解的是，本文记载的任何数值范围旨在包括其中包括的所有子范围。例如，“1至10”的范围旨在包括所记载最小值1和所记载最大值10之间(并且包括端点)的所有子范围，即，具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。
在本申请中，除非另外特别说明，否则单数的使用包括复数和复数包括单数。另外，在本申请中，除非另外特别说明，否则“或”的使用意味着“和/或”，即使在某些情况下可以明确地使用“和/或”。此外，在本申请中，除非另外特别说明，否则“a”或“an”的使用意味着“至少一种(个)”。例如，“an”物体，“a”颜料等是指这些物品中的一种(个)或多种(个)。此外，如本文所用，术语“聚合物”可以指预聚物、低聚物，以及均聚物和共聚物二者。术语“树脂”可与“聚合物”互换使用。
如本文所用，过渡术语“包含”(和其他可比较的术语，例如“含有”和“包括”)是“开放式的”并且用于指代组合物、方法和其对本发明是必不可少的各自的组分(一种或多种)，但仍然有存在未指示的物质的可能性。
本发明涉及用于增加由近红外(近IR)电磁辐射照射的物体表面的检测距离的方法。这样的方法可以包括以下步骤：(a)将来自近红外电磁辐射源的近红外电磁辐射导向至少部分涂覆有近红外反射涂层的物体，与涂覆有吸收更多相同的近红外辐射的颜色匹配涂层的相同物体相比，所述近红外反射涂层使如在近红外范围内的波长下测量的近红外电磁辐射检测距离增加至少15％，其中所述颜色匹配涂层在与所述近红外反射涂层相比时具有1.5或更小的ΔE颜色匹配值，所述ΔE颜色匹配值使用积分球采用D65照明、10°观察器在包括镜面分量的情况下测量；和(b)检测从近红外反射涂层反射的反射近红外电磁辐射。
如本文所使用的，术语“物体”是指交通工具、道路、道路交通安全产品、标牌、建筑物、结构以及可位于移动交通工具的路径中的任何障碍物。道路交通安全产品可包括障碍物、路障、减速带、交通锥标等。交通工具可包括任何类型的移动交通工具，例如汽车、自行车、卡车、公共汽车、飞机、船等。交通工具可以自主操作。物体可以是服装，例如个人在交通工具路径中穿着的服装。应当理解，物体可以包括可以位于任何类型的交通工具的路径中的任何类型的障碍物。
如本文所用，术语“近红外”或“红外辐射”或“NIR”是指电磁光谱的近红外范围内的电磁辐射。这样的近红外电磁辐射可以具有700nm至2500nm，例如900-1600nm，例如905nm，或例如1550nm的波长。
可以在本发明中使用的近红外电磁辐射源包括但不限于发光二极管(LED)，激光二极管或能够发射波长为700nm至2500nm(近红外范围)的电磁辐射的任何光源。近红外电磁辐射源可以用于成像LIDAR(光成像、检测和测距(ranging))***中。成像LIDAR***可利用激光产生波长为700-2500nm，例如900-1600nm的电磁辐射。LIDAR***可利用激光产生波长为905nm，1550nm或近红外范围内的任何其他合适波长的电磁辐射。
近红外检测器可以是能够感测近红外辐射的半导体检测器。这样的近红外检测器可包括光电二极管或图像传感器。近红外检测器可以与近红外电磁辐射源连接在同一外壳单元中，例如容纳近红外源和检测器二者的LIDAR***。供选择地，近红外检测器可以位于与近红外电磁源分开的壳体中。
通常，近红外检测器和近红外检测器连接到同一交通工具以检测交通工具(包括自主交通工具)路径中的障碍物。LIDAR装置还可以包括计算***，用于计算近红外电磁辐射行进到能够反射这样的电磁辐射的物体的距离。本发明可包括一个近红外检测器或多个近红外检测器。本发明可包括能够检测具有第一波长的近红外电磁辐射的第一近红外检测器和能够检测具有第二波长的近红外电磁辐射的第二近红外检测器，其中第一和第二波长是不同的波长，由此第一波长具有比第二波长更短的波长。
根据本发明，物体可以至少部分涂覆有近红外反射涂层。近红外反射涂层可以是单层或多层涂层体系，例如包括至少两个涂层的涂层体系，第一涂层和位于第一涂层的至少一部分下面的第二涂层(第二涂层位于第一涂层的至少一部分下面)。第一涂层可以对近红外辐射基本透明。第二涂层可以反射近红外辐射。另外，除了第一涂层和第二涂层之外，近红外反射涂层体系还可以包括另外的涂层。
本发明的近红外反射涂层可以沉积在任何前述物体上。本发明可以提供近红外反射涂层，其施涂到物体的外表面区域的至少10％，例如至少20％，例如至少50％，至少70％，或至少90％。
本发明的近红外反射涂层可以施涂于本领域已知的任何基材。这些基材可以是例如金属或非金属。金属基材可包括锡，铝，钢，例如镀锡钢，铬钝化钢，镀锌钢，或卷钢，或其他卷曲金属，及其任何金属合金。非金属基材可以是聚合物，例如塑料，包括聚酯，聚烯烃，聚酰胺，纤维素，聚苯乙烯，聚丙烯酸类，聚(萘二甲酸乙二醇酯)，聚丙烯，聚乙烯，尼龙，EVOH，聚乳酸，其他“绿色(green)”聚合物基材，聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(“PET”)，聚碳酸酯，聚碳酸酯丙烯腈丁二烯苯乙烯(“PC/ABS”)或聚酰胺。其他合适的非金属基材可包括木材，胶合板，木材复合材料，刨花板，中密度纤维板，水泥，石材，玻璃，陶瓷，沥青等。
基材可以是预处理的金属基材(例如上面提到的)并且可以涂覆有电沉积涂层。合适的可电沉积涂料组合物已描述于美国专利No.4,933,056，5,530,043，5,760,107,和5,820,987中，这些专利通过引用并入本文。在电沉积的涂料组合物固化后，可将底漆-二道浆(primer-surfacer)涂层施涂到电沉积涂层的至少一部分上。底漆-二道浆涂层可以施涂到电沉积涂层上并固化，随后施涂另一种的涂层。
底漆-二道浆涂层可以增强随后施涂的涂层的抗碎裂性，并且可以增强随后施涂的涂层的外观。本发明的第二涂层可以是先前描述的底漆-二道浆涂层或密封剂(sealer)。在一些实例中，涂层体系的第一涂层可以是赋予颜色的底涂层，其沉积在底漆-二道浆涂层或密封层(第二涂层)的至少一部分上。
本发明的近红外反射涂层还可包括基本上透明的涂层(例如清漆或顶涂层)。清漆可以位于第一涂层的至少一部分上。如本文所用的，术语“基本上透明的”是指基本上透明且非不透明的涂层。清漆可包括着色剂；然而，在这种情况下，着色剂的存在量不足以使涂层变得不透明。在例如美国专利No.5,989,642，6,245,855，6,387,519和7,005,472中描述的清漆可以用于本发明的涂层体系中，这些专利通过引用并入本文。在某些实例中，清漆可包括分散在清漆中(例如清漆表面)的颗粒，例如二氧化硅颗粒。
第一涂层(其可以是如上所述的赋予颜色的底涂层)也可以是上述清漆或顶涂层，使得单层用作第二涂层(底漆层)上方的赋予颜色的底涂层和清漆。因此，可以不包括第一涂层上面的额外的清漆，并且第一涂层可以用作近红外反射涂层体系的顶涂层。汽车修补应用中可以是这种情况，其中施涂在底漆-二道浆层(第二涂层)上的涂层可以是组合的有色底涂层和清漆(单层)。
本发明的近红外反射涂层(例如多层涂层的第一涂层)可以表现出不大于35，例如不大于30，或不大于28的CIELAB L*值。就本发明的目的而言，CIELAB L*值使用积分球采用D65照明、10°观察器在包括镜面分量的情况下测量。除非另有说明，否则本文报告的L*，a*，b*，C*，h°和ΔE CIELAB值使用积分球采用D65照明、10°观察器在包括镜面分量的情况下根据ASTM 308测定。
本发明的近红外反射涂层体系的第一涂层可包括：(a)成膜树脂；和(b)可见吸收的近红外透明颜料和/或染料(或其他着色剂)。如本文所用的，术语“成膜树脂”可以指在除去与成膜树脂一起存在的任何稀释剂(diluent)或载体后或在环境温度或升高的温度下固化后可在基材的至少水平表面上形成自支撑连续膜的树脂。
可用于第一涂层的成膜树脂包括但不限于汽车OEM涂料组合物，汽车修补涂料组合物，工业涂料组合物，建筑涂料组合物，卷材涂料组合物，包装涂料组合物，保护和海洋涂料组合物，以及航空航天涂料组合物等中使用的那些。
包含在本文所述的近红外反射涂层内的成膜树脂可包括热固性成膜树脂。如本文所用，术语“热固性”是指在固化或交联后不可逆地“固化(set)”的树脂，其中聚合物组分的聚合物链通过共价键连接在一起。该性质通常与通常由例如热或辐射诱导的组合物成分的交联反应相关。固化或交联反应也可在环境条件下进行。一旦固化或交联，热固性树脂在施加热时就不会熔融并且不溶于常规溶剂。在其他实例中，包含在本文所述涂层中的成膜树脂可包括热塑性树脂。如本文所用，术语“热塑性”是指包括聚合物组分的树脂，所述聚合物组分不通过共价键连接，从而可以在加热时经历液体流动并且可溶于常规溶剂中。
本文所述的近红外反射涂层可包括本领域已知的任意各种热塑性和/或热固性组合物。近红外反射涂层可以由水基或溶剂基液体组合物，或者供选择地，固体颗粒形式的组合物(例如粉末涂层)沉积。
热固性涂料组合物通常包括交联剂，其可以选自例如，氨基塑料，包括封闭异氰酸酯的多异氰酸酯，聚环氧化物，β-羟烷基酰胺，多元酸，酸酐，有机金属酸官能材料，多胺，聚酰胺，以及任何前述物质的混合物。
热固性或可固化涂料组合物通常包括具有与交联剂有反应性的官能团的成膜树脂。本文所述涂层中的成膜树脂可选自本领域熟知的任意各种聚合物。成膜树脂可选自例如，丙烯酸类聚合物，聚酯聚合物，聚氨酯聚合物，聚酰胺聚合物，聚醚聚合物，聚硅氧烷聚合物，其共聚物，及其混合物。通常，这些聚合物可以是通过本领域技术人员已知的任何方法制备的这些类型的任何聚合物。成膜树脂上的官能团可选自任意各种反应性官能团，包括例如羧酸基团，胺基团，环氧基团，羟基基团，硫醇(thiol)基团，氨基甲酸酯基团，酰胺基团，脲基团，异氰酸酯基(包括封闭的异氰酸酯基团)，硫醇(mercaptan)基团及其组合。
合适的成膜树脂混合物也可用于制备本文所述的近红外反射涂层。
本发明的近红外反射涂层体系中的第一涂层可包括可见吸收的近红外透明颜料和/或染料。
如本文所用，术语“近红外透明颜料和/或染料”可以指在近红外范围(700至2500nm)内基本上透明的颜料和/或染料，如在美国专利申请公开No.2004/0191540的[0020]-[0026]中所描述的，其引用部分通过引用并入本文，在这样的波长中没有明显的散射或吸收辐射。在某些实例中，近红外透明颜料和/或染料在近红外波长区域中可具有至少70％的平均透射率。如本文所用，术语“可见吸收”是指基本上吸收在400-700nm的可见区域内的至少一些波长的辐射的颜料和/或染料。
合适的可见吸收的近红外透明颜料的非限制性实例可包括，例如，铜酞菁颜料，卤化铜酞菁颜料，蒽醌颜料，喹吖啶酮颜料，苝颜料，单偶氮颜料，双偶氮颜料，喹酞酮颜料，阴丹酮颜料，二噁嗪颜料，异吲哚啉颜料，联苯胺黄颜料(diarylide yellow pigment)，溴化蒽嵌蒽二酮(anthranthrone)颜料，偶氮金属络合物颜料等。可以使用可见吸收的近红外透明颜料的组合。
近红外透明颜料可包括近红外透明黑色颜料，例如部分依赖于苝型结构的颜料，所述结构如下所示：
这样的颜料的可商购获得的实例包括可从BASF Corporation(德国路德维希港)商购获得的Black EH 0788，Black L0086和Black S0084。适用于本发明某些实施方案的近红外透明黑色颜料的其他实例描述于美国专利申请公开No.2009/0098476的[0030]至[0034](其引用部分通过引用并入本文)中，并且包括具有苝异吲哚啉结构、偶氮甲碱结构和/或苯胺结构的那些。
近红外透明颜料和/或染料可以以至少0.5重量％，例如至少1重量％，或至少5重量％的量存在于沉积第一涂层的组合物中，基于组合物的总固体重量。近红外透明颜料和/或染料可以以小于20重量％，例如小于15重量％，或小于10重量％的量存在于沉积第一涂层的组合物中，基于组合物的总固体重量。这样的组合物中存在的近红外透明颜料和/或染料的量的范围可包括这些值的任何组合，包括所记载的值，例如0.5-20重量％，1-15重量％或5-10重量％，基于组合物的总固体重量。
第一涂层以及第二涂层可以基本上不含炭黑，或者在一些情况下，完全不含炭黑。如本申请中所用，术语“基本上不含”，当关于涂料组合物中炭黑的量使用时，是指炭黑以不大于0.1重量％,不大于0.05重量％，或不大于0.02重量％的量存在于组合物中，基于组合物的总固体重量。如本文所用，当关于涂料组合物中炭黑的量使用时，术语“完全不含”是指组合物中根本不存在炭黑。
如果需要，第一涂层和/或第二涂层可包括配制表面涂层领域中熟知的其他任选材料，例如增塑剂，抗氧化剂，受阻胺光稳定剂，UV光吸收剂和稳定剂，表面活性剂，流动控制剂，触变剂如膨润土，颜料，填料，有机共溶剂，催化剂，包括膦酸，和其他常规助剂。
本发明的近红外反射涂层体系还可包括在第一涂层的至少一部分下面的第二涂层。在一些实例中，第二涂层可包括：(a)成膜树脂；(b)近红外反射颜料，例如二氧化钛颜料或薄片金属或金属合金近红外反射颜料；和任选的(c)可见吸收的近红外透明颜料和/或染料(或其他着色剂)。成膜树脂和可见吸收的近红外透明颜料和/或染料可包括，例如，前面关于第一涂层描述的任意那些。在一些实例中，存在于第二涂层中的成膜树脂和/或可见吸收的近红外透明颜料和/或染料可与存在于第一涂层中的成膜树脂和/或可见吸收的近红外透明颜料和/或染料相同。在一些实例中，存在于第二涂层中的成膜树脂和/或可见吸收的近红外透明颜料和/或染料可以与存在于第一涂层中的成膜树脂和/或可见吸收的近红外透明颜料和/或染料不同。
如本文所用，术语“近红外反射颜料”可以指这样的颜料，当其包含在涂料组合物中时，提供固化涂层，其具有比由相同组合物但不含近红外反射颜料以相同方式沉积的固化涂层更大的近红外辐射的反射率。
金属或金属合金近红外反射颜料薄片的合适实例可以包括例如铝，铬，钴，铁，铜，锰，镍，银，金，铁，锡，锌，青铜，黄铜，包括其合金，如锌-铜合金，锌-锡合金和锌-铝合金等。一些具体实例包括镍锑钛，镍铌钛，铬锑钛，铬铌，铬钨钛，铬铁镍，氧化铬铁，氧化铬，钛酸铬，锰锑钛，锰铁氧体，铬绿黑，钛酸钴，亚铬酸盐，或磷酸盐，钴镁，和铝氧石，氧化铁，铁钴铁氧体，铁钛，锌铁氧体，亚铬酸锌铁，亚铬酸铜，以及它们的组合。
在本发明中，这样的颜料可以是薄片的形式。例如，“漂浮(leafing)”铝片通常是合适的。如本文所用，术语“薄片”是指这样的颗粒，其宽度与其厚度的比(称为纵横比)为至少2并且通常落在10至2,000的范围内，例如3至400，或者在某些情况下，10至200，包括10至150。因此，“薄片”颗粒是具有基本上平坦结构的颗粒。这样的片可以具有沉积在其上的涂层，例如二氧化硅涂覆的铜片的情况。
这样的薄片颗粒的厚度可以为小于0.05微米至10微米，例如0.5至5微米。在某些实例中，这样的薄片颗粒的最大宽度为10至150微米，例如10至30微米。
与锯齿状边缘相反，第二涂层可包括具有圆形边缘和光滑且平坦表面的薄片颗粒。具有有棱角边缘和不平坦表面的片在本领域中称为“玉米片”。另一方面，以更圆的边缘和更光滑、更平坦的表面为特征的片被称为“银元(silver dollar)”片。此外，在某些实例中，当根据ISO 1524测量时，具有圆形边缘的薄片金属或金属合金颗粒可以具有不大于25微米，例如10至15微米的最大宽度。
另外合适的薄片金属或金属合金近红外反射颜料可包括有色金属颜料，例如其中着色颜料化学吸附在金属颜料表面上的那些。这样的有色金属颜料描述于美国专利No.5,037,745的第2栏第55行到第7栏第54行，其引用部分通过引用并入本文。一些这样的有色金属颜料也是可商购获得的，并包括以商品名从U.S.Aluminum,Inc.(新泽西州弗莱明顿)获得的那些。近红外透明颜料，例如下面描述的基于苝的颜料，可以化学吸附在金属颜料的表面上，以提供深色的、有时是黑色的、有色近红外反射金属颜料。
薄片金属或金属合金近红外反射颜料可以以至少1重量％，例如至少2重量％，至少3重量％，至少5重量％，至少6重量％或至少10重量％的量存在于沉积第二涂层的组合物中，基于组合物的总固体重量。在一些情况下，近红外反射颜料可以以不大于50重量％，例如不大于25重量％，或不大于15重量％的量存在于前述涂料组合物中，基于组合物的总固体重量。存在于这样的组合物中的薄片金属或金属合金近红外反射颜料的量的范围可包括这些值的任何组合，包括所记载的值，例如1-25重量％，5-25重量％或10-15重量％，基于组合物的总固体重量。
作为前面描述的薄片金属或金属合金近红外反射颜料的补充或替代，第二涂层可以包括近红外反射颜料。这样的额外的近红外反射颜料可以是有色的或基本上无色，半透明或不透明的。如本文所用，术语“基本上无色”是指颜料不具有颜色，例如，颜料的吸收曲线在400-700nm范围内没有吸收峰，并且在日光下观察时在反射透或射光中不呈现色调(tint)或色度(hue)。有色近红外反射颜料可以是基本上不是无色的近红外反射颜料。换句话说，“有色”近红外反射颜料是可以可见吸收的颜料，如下所定义。“半透明”颜料是指可见光能够漫射地穿过颜料。“不透明”颜料是散射大量光的颜料。可以是半透明且基本上无色(如果在涂层中以足够少的量使用)的近红外反射颜料的一个实例是可从Merck KGaA(德国达姆施塔特)商购获得的9870颜料。该可商购获得的颜料也可以是具有涂覆有二氧化钛的云母基材的干涉颜料(下面描述)的实例。
合适的有色和/或不透明近红外反射颜料的实例包括，例如，任意各种金属和金属合金，无机氧化物和干涉颜料。示例性的颜色包括例如：白色，如二氧化钛的情况；褐色，如铁钛褐色尖晶石的情况；绿色，如氧化铬绿的情况；红色，如氧化铁红的情况；黄色，如钛酸铬黄和钛酸镍黄的情况；以及蓝色和紫色，如某些TiO2涂覆的云母片的情况。
合适的含有近红外反射颜料的无机氧化物包括，例如，氧化铁，氧化钛(TiO2)颜料，复合氧化物体系颜料，氧化钛涂覆的云母颜料，氧化铁涂覆的云母颜料和氧化锌颜料等。
在一个非限制性实例中，第二涂层可包括：(a)成膜树脂；(b)分散在成膜树脂中的多种近红外透明颜料和/或染料；和(c)分散在成膜树脂中的近红外反射颜料。在该实例中，所述近红外透明颜料和/或染料可包括任何先前公开的可见吸收的近红外透明颜料和/或染料。第二涂层可包括多种近红外透明颜料和/或染料。所述多种近红外透明颜料和/或染料可包括第一苝颜料和不同于第一苝颜料的第二苝颜料。近红外反射颜料可以与第一苝颜料和第二苝颜料不同。该实例中的第二涂层可以基本上不含炭黑，并且可以表现出灰白色或灰色。在该实例中，基本上不含是指小于或等于0.02重量％，基于组合物的总固体重量。
在该实例中，苝颜料可以是任何先前描述的苝颜料。涂料组合物可包含根据式(a)或(b)的苝颜料：
这样的颜料可从BASF Corporation以Black EH 0788和Black EH 0788商购获得。
涂料组合物可包含根据式(c)的苝颜料：
这样的苝颜料也称为“CI Pigment Black 32”，并且可从BASF Corporation以Black L 0086商购获得。
继续参考该实例，第一苝颜料可以是绿色色泽(shade)苝颜料，和第二苝颜料可以是紫色色泽苝颜料。
当以足够高的浓度单独使用并以合适的干膜厚度施涂时，绿色色泽苝颜料可能对人眼呈现黑色。然而，当在涂料组合物(例如，多层涂料组合物的同一层)中将绿色色泽苝颜料与二氧化钛结合使用时，所述涂料组合物对人眼呈现绿色色泽。绿色色泽是指使用积分球采用D65照明、10°观察器在包括镜面分量的情况下表现出这样的CIELAB值：L*为40-95，和h°为275-325。
当以足够高的浓度单独使用并以合适的干膜厚度施涂时，紫色色泽苝颜料可能对人眼呈现黑色。然而，当在涂料组合物(例如，多层涂料组合物的同一层)中将紫色色泽苝颜料与二氧化钛结合使用时，所述涂料组合物对人眼呈现紫色色泽。紫色色泽是指使用积分球采用D65照明、10°观察器在包括镜面分量的情况下表现出这样的CIELAB值：L*为40-95，h°为170-200。
在该实例中，第二涂层使用积分球采用D65照明、10°观察器在包括镜面分量的情况下可以表现出以下CIELAB值：L*值范围为40-95；和a*值范围为-2至2；以及b*值范围为-6至6，其可以被认为是灰白色或灰色。
继续参考该实例，近红外反射颜料可以是粉末形式的二氧化钛，其可以分散在成膜树脂中。在小于或等于2.5密耳(63.5微米)，例如小于或等于2.0密耳(50.8微米)，或小于或等于1.5密耳(38.1微米)的干膜厚度(根据ASTM D6762使用Lenata黑色和白色遮盖条)的干膜厚度下，第二涂层可以完全遮盖物体的表面(或其上施涂第二涂层的涂层)。根据ASTME903-12测量，该实例中的第二涂层可具有至少45％的总日光反射率，例如至少50％，至少60％，至少65％，至少70％，至少75％，或至少80％。
在另一个非限制性实例中，第二涂层可包括：成膜树脂；分散在成膜树脂中的多种着色剂，所述多种着色剂包含近红外透明颜料或染料，其中所述近红外透明颜料或染料包含第一近红外透明颜料或染料和与第一近红外透明颜料或染料不同的第二近红外透明颜料或染料；和分散在成膜树脂中的近红外反射颜料，所述近红外反射颜料不同于第一近红外透明颜料或染料和第二近红外透明颜料或染料，其中第二涂层表现出灰白色或灰色，和其中第二涂层基本上不含炭黑。
在该实例中，成膜树脂可以是任何前述树脂。
在该实例中，着色剂可包括颜料，染料，调色剂(tint)和/或它们的一些组合，例如在漆料工业中使用和/或在干色制造商协会(Dry Color Manufacturers Associate(DCMA))中列出的那些，以及任何特定效果组合物。在本申请中使用的着色剂可包括，例如，在使用条件下不溶但可润湿的细碎的固体粉末。着色剂可以是有机的或无机的，并且可以是附聚的或非附聚的。可以通过研磨或简单混合将着色剂掺入涂层(例如第二涂层)中。着色剂可以通过使用研磨载体(例如丙烯酸类研磨载体)研磨到涂层(例如第二涂层)中而掺入，研磨载体的使用对于本领域技术人员来说是熟知的。着色剂可以以任何合适的形式添加到涂层(例如第二涂层)中，例如离散的颗粒、分散体、溶液和/或片。着色剂可以以足以赋予所需性质、视觉和/或颜色效果的任何量存在于涂层(例如第二涂层)中。
在该实例中，着色剂的第一近红外透明颜料或染料和第二近红外透明颜料或染料可以是本文先前公开的任何近红外透明颜料或染料。近红外反射颜料可以是本文先前公开的任何近红外反射颜料。
如在本申请中所使用的，术语“干涉颜料”是指具有多层结构的颜料，所述多层结构具有不同折射率的交替材料层。合适的光干涉颜料包括，例如，包含基材(例如云母、SiO2、Al2O3、TiO2或玻璃)的颜料，所述基材涂覆有一层或多层的例如二氧化钛、氧化铁、氧化钛铁或氧化铬或其组合，或包含金属和金属氧化物的组合的颜料，例如涂覆有氧化铁层和/或二氧化硅层的铝。
本发明的近红外反射涂层体系还可包括掺入至少一种近红外荧光颜料和/或染料(第一和/或第二层包括至少一种近红外荧光颜料和/或染料)。如本文所用，术语“近红外荧光颜料”可以指能够吸收可见区域(400至700nm)中的电磁辐射并且在近红外区域(700至2500nm)发荧光的颜料。合适的近红外荧光颜料的实例包括金属颜料，金属氧化物，混合金属氧化物，金属硫化物，金属硒化物，金属碲化物，金属硅酸盐，无机氧化物，无机硅酸盐，碱土金属硅酸盐。如本文所用，术语“碱土(alkaline)”是指周期表的第II族的元素Be，Mg，Ca，Sr，Ba和Ra(铍，镁，钙，锶，钡，镭)。合适的近红外荧光颜料的非限制性实例包括金属化合物，其可以掺杂有一种或多种金属、金属氧化物、碱金属和/或稀土元素。如本文所用，术语“碱(alkali)”是指元素周期表的第I族的元素Li，Na，K，Rb，Cs和Fr(锂，钠，钾，铷，铯，钫)。如本文所用，术语“稀土元素”是指镧系元素La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm和Yb(镧，铈，镨，钕，钷，钐，铕，钆，铽，镝，钬，铒，铥和镱)。
更具体地，近红外荧光颜料的实例可包括埃及蓝(CaCuSi4O10)，汉蓝(Han blue)(BaCuSi4O10)，汉紫(Han purple)(BaCuSi2O6)，SrCuSi4O10，红宝石(Al2O3:Cr)。特别地，蓝色碱土铜硅酸盐，例如埃及蓝(CaCuSi4O10)在800至1200nm区域发荧光。镉颜料，CdSe和CdTe化合物，“氧化锆”红(涂覆有硅酸锆玻璃的红镉颜料)，靛蓝，蓝铜盐颜料(blue verditer)(2CuCO3.Cu(OH)2)，铜蓝，蓝铜矿(Cu3(CO3)2(OH)2)，普洛斯蓝(Ploss blue)((CuCa)(CH3COO)2.2H2O))和深蓝(CoO.K.Si))可具有荧光性。
近红外荧光颜料的其他实例可包括ZnO，ZnS，ZnSe和ZnTe，其具有对于近红外能量的带间(band-to-band)发射而言可能太大的能隙，但掺杂有Sn，Mn和Te可以导致合适的杂质发光。近红外荧光颜料的其他实例可包括用于照明和荧光显示器的化合物；某些直接带隙半导体，例如(Al,Ga)As，InP等；和用于固态激光器的材料，例如Nd掺杂的钇铝石榴石和钛掺杂的蓝宝石。另外，近红外荧光颜料的实例可包括以深红色或近红外发射的磷光体(例如，LiAlO2:Fe，CaS:Yb)。
本发明的近红外反射涂层体系还可包括掺入至少一种近红外荧光有机颜料和/或染料。如本文所用，术语“近红外荧光有机颜料和/或染料”是指能够吸收可见区域(400至700nm)中的电磁辐射并在近红外区域(700至2500nm)发荧光的有机颜料和/或染料。合适的近红外荧光有机颜料和/或染料的实例包括，螺[茚并[1,2-b]色烯-10,1'-异苯并呋喃]-3'-酮，7-(二烷基氨基-3'H,11H-螺[茚并[1,2-b]色烯-10,1'-异苯并呋喃]-3'-酮，changsha(CS1-6)近红外荧光团，噻吩并吡嗪，罗丹明，例如含有氨基的氨基苯并呋喃稠合罗丹明染料(AFR染料)，磺酰罗丹明染料，苝二酰亚胺或六亚芳基二酰亚胺，供体-受体电荷转移化合物如取代的噻吩，二苯基苯并双噻二唑，和硒或碲取代的衍生物，环状多烯，环状多烯-炔，苝，苝双(二甲酰亚胺)，例如苝双(苯乙基酰亚胺，或苝双(2,5-二叔丁基苯基酰亚胺)，苝二酰亚胺(其含有氮供体基团)，聚甲炔，硼二吡咯甲川，吡咯并吡咯花菁，方酸菁染料，四硫富瓦烯，噻二唑稠合发色团，酞菁和卟啉衍生物，金属卟啉，BODIPY(硼二吡咯甲烷(borondipyrromethane))染料，三羰菁，红荧烯，碳纳米管，以及石墨烯和氧化石墨烯。
所述至少一种近红外荧光有机颜料和/或染料可以作为纳米颗粒包封在聚合物中，例如两亲性嵌段共聚物。例如，包封近红外荧光有机颜料和/或染料纳米颗粒的两亲性嵌段共聚物可以是聚(己内酯)-b-聚-(乙二醇)(PCL-b-PEG)。此外，所述至少一种近红外荧光有机颜料和/或染料可以共价键合到包封聚合物的聚合物基质上。另外，所述近红外荧光有机颜料和/或染料可以锚定在聚合物或无机颗粒上。
存在于可以沉积第二涂层的组合物中的近红外反射颜料与近红外荧光颜料的重量比可以是至少1.5:1，例如至少5:1，至少10:1，或至少20:1。在其他实例中，组合物中存在的近红外反射颜料与近红外荧光颜料的重量比可以是至少1:1.5，例如至少1:5，或至少1:10。
根据本发明，近红外荧光颜料可以发荧光或发射与来自近红外反射颜料的反射电磁辐射不同波长的电磁辐射。例如，掺入近红外荧光颜料和近红外反射颜料的多层涂层体系可以能够吸收可见光区域中的电磁辐射并且发出比近红外颜料的波长更长的荧光。例如，近红外荧光颜料可以吸收400nm-700nm的电磁辐射并且在大于1000nm的波长下发荧光，而近红外反射颜料可以反射波长为905nm的电磁辐射。在该实例中，可以使用近红外传感器或多个传感器来检测不同波长。考虑到该实例，本领域技术人员可以开发出具有独特的近红外特征(例如，多个近红外信号)的多层涂层体系。
在本发明的某些实例中，第二涂层可以与第一涂层一样，基本上不含炭黑，或者在某些情况下，完全不含炭黑。如果需要，第二涂层可包括配制的表面涂层领域中公知的其他任选材料，例如前面关于第一涂层描述的任何材料。在某些实例中，近红外反射涂层可以基本上不含炭黑，包括其所有层(例如，第一涂层，第二涂层和任何其他涂层)。
本发明的涂层体系的一个优点是在第二涂层中适当使用视觉上不透明的近红外反射颜料，例如前面描述的薄片金属、金属合金或金属氧化物近红外反射颜料，可以使得能够在相对低的干膜厚度(例如不大于2密耳(50.8微米)，例如不大于1密耳(25.4微米)，或不大于0.5密耳(12.7微米))下产生具有必要遮盖的涂层。
沉积上述每种涂层的涂料组合物可以通过任意各种方法施涂到基材上，包括浸涂(dipping)或浸没(immersion)，喷涂，间歇喷涂，浸涂然后喷涂，喷涂然后浸涂，刷涂，或滚涂等方法。在某些实例中，涂料组合物可以通过喷涂施涂，因此，这样的组合物可以具有适于通过在环境条件下喷涂施涂的粘度。
在将涂料组合物施涂到基材上之后，可以使其聚结(coalesce)以在基材上形成基本上连续的膜。通常，干膜厚度将为0.01密耳至20密耳(0.25微米至508微米)，例如0.01密耳至5密耳(0.25微米至127微米)，或者在一些情况下，0.1密耳至2密耳(2.54微米至50.8微米)(在厚度方面)。因此，根据本发明的形成涂覆膜的方法可包括将涂料组合物施涂到待涂覆的基材或制品的表面上，使涂料组合物聚结以形成基本上连续的膜，然后固化由此获得的涂层。在某些实例中，这些涂层的固化可包括在环境温度或升高的温度下闪蒸，然后进行热烘烤。在一些情况下，固化可以在例如20℃至175℃的环境温度下发生。
当将涂覆有本发明的近红外反射涂层的物体与涂覆有吸收更多相同的近红外辐射的颜色匹配涂层的物体进行比较时，近红外辐射检测距离可以增加至少15％。与近红外反射涂层相比，颜色匹配涂层通常具有1.5或更小的ΔE颜色匹配值，该值使用积分球采用D65照明、10°观察器在包括镜面分量的情况下测量。在一些情况下，ΔE颜色匹配值可以是1.0或更小或0.8或更小。辐射检测距离是指利用辐射检测***(例如LIDAR***)完成物体的检测的辐射源和物体之间的最大距离。根据本发明，近红外反射涂层能够使近红外电磁辐射检测距离增加至少15％，例如至少25％，或至少35％。
可以使用定义颜色空间中的坐标的L*，a*和b*值来确定近红外涂层和具有近红外反射颜料的常规涂层之间的ΔE颜色匹配值。ΔE是根据等式1(下面)基于收集的L*，a*和b*值之间的差的两种颜色之间的差。
根据涂层中掺入的颜色和反射颜料，本发明的近红外反射涂层可以具有近红外反射性质，使得涂层在近红外范围(例如，905nm，1550nm，或近红外范围内的任何其他波长，例如900nm-1600nm)的电磁波长下测量的反射率为至少20％，例如至少70％。例如，当在近红外范围(例如，905nm，1550nm或近红外范围内的任何其他波长，例如900nm-1600nm)的电磁辐射下测量时，具有可见黑色的近红外反射涂层可具有至少70％的反射率。在另一个实例中，当在近红外范围(例如，905nm，1550nm或近红外范围内的任何其他波长，例如900nm-1600nm)的电磁辐射下测量时，具有可见蓝色的近红外反射涂层可具有至少20％的反射率。
本发明可以包括用于检测交通工具接近度的***，该***包括至少部分涂覆有近红外反射涂层的第一交通工具，与涂覆有吸收更多的近红外辐射的颜色匹配涂层的第一交通工具相比，所述近红外反射涂层使在第一交通工具和第二交通工具之间的近红外范围内的波长下测量的近红外电磁辐射检测距离增加至少15％。在与近红外反射涂层相比时，所述颜色匹配涂层具有1.5或更小的ΔE颜色匹配值。第二交通工具可以是自主操作的交通工具。
本发明可以包括用于检测第一交通工具与第二交通工具的接近度的***，包括：(a)至少部分涂覆有近红外反射涂层的第一交通工具，与涂覆有吸收更多的近红外辐射的类似颜色匹配涂层的交通工具相比，所述近红外反射涂层使在近红外范围内的波长下测量的近红外电磁辐射检测距离增加至少15％，其中在与近红外反射涂层相比时，所述类似颜色匹配涂层具有1.5或更小的ΔE颜色匹配值；和(b)第二交通工具，其包括：(i)近红外电磁辐射源，其将近红外电磁辐射导向第一交通工具；(ii)近红外检测器，其检测从第一交通工具反射的近红外电磁辐射；(iii)计算装置，其部分地基于检测到的从第一交通工具反射的近红外电磁辐射来确定第一交通工具和第二交通工具之间的检测距离。第二交通工具可以是自主操作的交通工具。
参见图1和2，示出了用于确定检测距离的示例性测试***10。该测试***10包括支架12，板14可枢转地安装在支架12上。板14涂覆有本文前面所述的近红外反射涂层。测试***10还可以包括近红外电磁辐射源16，其将近红外电磁辐射18导向涂覆的板14。涂覆的板14可以与辐射源16垂直的角度(90°)定位(参见图1)或以相对于法线角度成30°角定位(参见图2)。
测试***10还可以包括近红外检测器17，其检测从涂覆的板14反射出的近红外电磁辐射。如图2所示，辐射源16和近红外检测器17可以集成在同一装置/壳体单元中，或者可以是单独的装置(未示出)。如图2所示，辐射源16将近红外辐射18导向涂覆的板14。辐射源16和涂覆的板14之间的距离可以是距离20，其可以由计算装置(未示出)部分基于从涂覆的板14反射出的近红外辐射18来计算。
虽然图1和图2中所示的测试***10仅仅显示了连接到通用支架12的简单板14，但是应当理解，该测试***10的概念可以转换为先前描述的***，其中支架12是交通工具(或其他先前描述的物体)，并且测试板14是交通工具(或其他先前描述的物体)表面上的近红外反射涂层。
实施例
提供以下实施例以说明本发明的一般原理。不应认为本发明限于所提供的具体实施例。
实施例1
使用表1中列出的成分和量制备乙酸丁酸纤维素树脂混合物。
表1
乙酸丁酸纤维素树脂
1可从Eastman Chemical(田纳西州金斯波特)商购获得
合并溶剂并使用连接到气动马达的cowles叶片以低速搅拌。在低速(1000RPM-1400RPM)搅拌的同时，缓慢加入乙酸丁酸纤维素树脂总质量的一半。然后将混合物高速搅拌10分钟。10分钟后，将搅拌速率调节回低(1000RPM-1400RPM)速和缓慢加入剩余的乙酸丁酸纤维素树脂。一旦加入所有乙酸丁酸纤维素，就将混合物高速(约1500RPM)搅拌30分钟或直至乙酸丁酸纤维素完全溶解。
实施例2
使用表2中列出的成分和量合成丙烯酸类树脂。
表2
丙烯酸类树脂
2可从Hexion(俄亥俄州哥伦布市)商购获得
向反应器容器中加入100％N2持续20分钟以进行吹扫，然后设定为回流。10分钟后关闭N2，将反应器设定为回流，并施加10％N2。将TM E-10P与丙二醇甲基醚乙酸酯总质量的94％和二甲苯总质量的75％一起加入反应器中。将混合物加热至290-295°F(143-146℃)的回流温度。一旦溶液回流，就将单体和催化剂进料加入反应器中。在2小时的过程中以6.9kg/min的进料速率加入包括苯乙烯单体、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、冰丙烯酸和叔十二烷硫醇的单体混合物。还在2小时的过程中以9.6kg/min的进料速率加入二叔丁基过氧化物和二甲苯总质量的13％的混合物。2小时后，当单体和催化剂进料完成时，向混合物中加入溶剂。第一次溶剂冲洗包括二甲苯总质量的4％。第二次溶剂冲洗包括二甲苯总质量的2％。在溶剂冲洗后，将反应器保持在回流温度下4小时。4小时后，冷却反应器。一旦反应器达到低于250°F(121℃)的温度，就将反应器的内容物移至稀释罐(thintank)中。将溶剂(包括芳族烃混合物和乙酸正丁酯)加入到反应器中，并将冲洗的内容物加入到稀释罐中。将树脂混合物冷却至125°F(52℃)并将剩余的二甲苯和丙二醇甲基醚乙酸酯加入混合物中。加入量对应于二甲苯总质量的5％和丙二醇甲基醚乙酸酯总质量的6％。将完全配制的树脂通过压机和545(助滤剂，可从Sigma-Aldrich(圣路易斯，密苏里州)商购获得)过滤。
实施例3
分别使用表3和4中列出的成分和量合成二氧化硅分散体1和2。
表3
二氧化硅分散体1
3可从Evonik Industries(德国埃森)商购获得
通过将实施例2中丙烯酸类树脂总质量的30％与乙酸正丁酯总质量的39％和200的总质量的100％合并来制备二氧化硅分散体1。使用连接到气动马达的cowles叶片以高(约1500RPM)速搅拌混合物持续20分钟。使用含有1.7mm-2.4mm Zirconox介质的Premier研磨机研磨该混合物，该介质占研磨机体积的70％。研磨混合物直至使用亥格曼规(Hegman gauge)达到7.0等级。然后在冲刷(washout)步骤中从研磨机中收集混合物，该步骤加入丙烯酸类树脂(实施例2)总质量的3％和乙酸正丁酯总质量的22％。使用连接到气动马达的cowles叶片以低(1000RPM-1400RPM)速搅拌收集的混合物。在以低(1000RPM-1400RPM)速搅拌的同时，缓慢加入丙烯酸类树脂(实施例2)和乙酸正丁酯的剩余质量。添加量对应于丙烯酸类树脂(实施例2)总质量的67％和乙酸正丁酯总质量的39％。使用cowles叶片以高(约1500RPM)速搅拌完全配制的二氧化硅分散体1持续20分钟。
表4
二氧化硅分散体2
4可从Eastman Chemical(田纳西州金斯波特)商购获得
5可从Evonik Industries(德国埃森)商购获得
通过将表4中所示的乙酸正丁酯总质量的94％与二甲苯总质量的100％和正丁醇总质量的100％合并来制备二氧化硅分散体2。使用连接到气动马达的cowles叶片以低(1000RPM-1400RPM)速搅拌混合物。在低(1000RPM-1400RPM)速搅拌的同时，缓慢加入乙酸丁酸纤维素。一旦加入所有乙酸丁酸纤维素，就将混合物以高(约1500RPM)速搅拌30分钟或直至乙酸丁酸纤维素完全溶解。加入200，将混合物高速搅拌20分钟。使用含有1.7mm-2.4mm Zirconox介质(可从Jyoti Ceramic Industries PVT.LTD.(印度马哈拉施特拉邦)商购获得)的Premier研磨机研磨该混合物，该介质占研磨机体积的70％。将混合物在约2000FPM下研磨，直到使用亥格曼规达到6.0等级。然后在冲刷步骤中从研磨机收集混合物，该步骤加入乙酸正丁酯总质量的6％。使用连接到气动马达的cowles叶片以高(约1500RPM)速搅拌收集的混合物1小时。
实施例4
使用表5中列出的成分和量制备近红外透明黑色调色剂糊料(tint paste)。
表5
近红外透明黑色调色剂糊料
6可从BYK Additives and Instruments(德国维塞尔)商购获得
7可从BASF Corporation(德国路德维希港)商购获得
8可从BASF Corporation(德国路德维希港)商购获得
9可从Borchers(俄亥俄州韦斯特莱克)商购获得
10可从Everlight Chemical Industrial Corp.(台湾)商购获得
通过按照表5中所示的顺序合并组分制备调色剂糊料TB1和TB2。将-161和颜料Black L0086以及Black EH-0788加入到各自的调色剂糊料混合物中，同时使用连接到气动马达的cowles叶片以低速(1000RPM-1400RPM)搅拌。在加入颜料后，使用cowles叶片以高(约1500RPM)速搅拌调色剂糊料混合物20分钟。使用含有1.2mm-1.7mm Zirconox介质(可从Jyoti Ceramic Industries PVT.LTD.(印度马哈拉施特拉邦)商购获得)的Premier研磨机研磨两种调色剂糊料混合物，该介质占研磨机体积的75％。以2300-2600FPM的速度研磨两种调色剂糊料混合物，直到使用亥格曼规达到6.5等级。然后在冲刷步骤中用乙酸乙氧基丙酯和二氧化硅分散体2(实施例3)从研磨机收集调色剂糊料混合物。加入另外的组分，包括Gol OL 17，聚醚改性的聚硅氧烷和74，苯并***UV吸收剂，并使用cowles叶片高速(约1500RPM)搅拌完全配制的调色剂糊料混合物20分钟。
实施例5
使用表6和7中列出的组分制备常规和近红外反射涂层堆叠体(stack)。
表6
涂层堆叠体
11可从ACT(密歇根州希尔斯代尔)商购获得；冷轧钢(CRS)由ACT使用PPGIndustries，Inc.(宾夕法尼亚州匹兹堡)产品和程序如下制备-碱性清洁剂(ChemKleen2010LP)，Versabond预处理(C700)，使用Chemseal 59冲洗液(C59)和电泳漆(ED6465)。
12丙烯酸类聚氨酯密封剂，可从PPG Industries,Inc.(宾夕法尼亚州匹兹堡)商购获得
13丙烯酸类聚氨酯密封剂，可从PPG Industries,Inc.(宾夕法尼亚州匹兹堡)商购获得
14丙烯酸类调色剂糊料，可从PPG Industries,Inc.(宾夕法尼亚州匹兹堡)商购获得
15丙烯酸类聚氨酯清漆，可从PPG Industries,Inc.(宾夕法尼亚州匹兹堡)商购获得
表7
用于制备有色顶涂层的调色剂糊料和树脂
16丙烯酸类调色剂糊料，可从PPG Industries,Inc.(宾夕法尼亚州匹兹堡)商购获得
17丙烯酸类涂料，可从PPG Industries,Inc.(宾夕法尼亚州匹兹堡)商购获得
将丙烯酸类聚氨酯密封剂涂层直接涂覆到常规和近红外反射涂层堆叠体中的基材上。常规体系使用灰色PPGV-SEALTMDAS G6密封剂，和近红外反射体系使用白色PPGV-SEALTMDAS 3021密封剂。通过将DAS 3021或DAS G6灰色(通过将DAS3025和DAS 3027(以实现DAS G6灰色)合并制备)与DCX 3030(可从PPG Industries，Inc.(宾夕法尼亚州匹兹堡)商购获得)和DT 870稀释剂(reducer)(可从PPG Industries，Inc.(宾夕法尼亚州匹兹堡)商购获得)以3：1：1v/v比混合制备密封剂用于喷涂。对于DAS G6密封剂，该比例为2:1:1:1v/v(DAS 3025：DAS 3027：DCX 3030：DT 870)。各组分的相应质量记录在下表8中。在喷涂之前通过搅拌来搅动各混合物。使用高容低压(HVLP)重力送料式喷枪(SATA jet 4000)将密封剂喷涂在基材上，喷枪具有12”扇形喷雾和27psi的喷枪喷嘴(1.4mm开口)。将DAS G6和DAS 3021密封剂各自作为一个涂层施涂在它们各自的基材上。对于近红外反射涂层堆叠体，立即在DAS 3021上施涂白色顶涂层(DMD 1684)。涂层在环境温度(20℃)下固化15分钟。固化后或72小时内施涂顶涂层。
表8
制备用于喷涂的密封剂
实施例6
如下制备和施涂白色顶涂层：
将白色顶涂层(PPGDMD 1684)直接施涂在用于近红外反射涂层堆叠体的DAS 3021密封剂上。在施涂DAS 3021密封剂后立即施涂白色顶涂层。白色顶涂层包括含有二氧化钛(DMD 1684)的亮白色调色剂糊料，所述二氧化钛用DT 870稀释剂以1：1的v/v比稀释。表9中显示了各组分的相应质量。在喷涂之前通过搅拌来搅动混合物。使用HVLP重力送料式喷枪(SATA jet 4000)在DAS 3021上施涂两个涂层，该喷枪具有12”扇形喷雾和27psi的喷枪喷嘴(1.4mm开口)，在涂覆之间具有在环境温度下10分钟的时间段。在施涂任何另外的涂层之前，将涂层在环境温度(20℃)下固化20分钟。
表9
制备用于喷涂的白色顶涂层
实施例7
如下制备和施涂有色顶涂层：
用多种PPG溶剂型调色剂糊料(DMD 16xx)配制用于常规和近红外反射涂层堆叠体的有色顶涂层，以获得红色(R)、深红色(DR)、黑色(BK)、蓝色(BL)或深蓝色(DBL)的色泽。对于近红外涂层堆叠体，完全除去炭黑调色剂糊料(DMD 1683)并用实施例4中制备的近红外透明苝黑色调色剂糊料(TB1和TB2)的混合物代替。用于常规顶涂层(R1、DR1、BK1、BL1和DBL1)的有色调色剂糊料混合物和用于近红外顶涂层(R2、DR2、BK2、BL2和DBL2)的那些用DT 870稀释剂以1：1v/v比稀释。每种组分的相应质量记录在表10中。在喷涂之前通过搅拌来搅动混合物。使用具有12”扇形喷雾和27psi的喷枪喷嘴(1.4mm开口)的HVLP重力送料式喷枪(SATA jet 4000)喷涂涂层。将含有炭黑的常规顶涂层(R1、DR1、BK1、BL1和DBL1)施涂在DAS G6密封剂上。将含有近红外透明黑色调色剂糊料的涂层(R2、DR2、BK2、BL2和DBL2)施涂在DAS 3021/DMD 1684密封剂/白色顶涂层上。将有色顶涂层在多次涂覆之间闪蒸5-10分钟，并且当涂层不粘时(在20℃下15-20分钟)，认为其是干燥的。
表10
制备用于喷涂的有色顶涂层
实施例8
如下制备和施涂清漆：
通过将DC 4000与硬化剂(DCH 3085)以4：1的v/v比混合来制备PPG溶剂型清漆(Velocity Premium Clearcoat；DC 4000)。表11中显示了各组分的相应质量。在喷涂之前通过搅拌来搅动混合物。使用具有12”扇形喷雾和27psi的喷枪喷嘴(1.4mm开口)的HVLP重力送料式喷枪(SATA jet 4000)将清漆以两个涂层的形式施涂在不粘的顶涂层上方。使用两个涂层施涂清漆持续5-10分钟，在环境温度(20℃)下在涂覆之间闪蒸5-7分钟。将清漆在60℃的对流烘箱中固化20分钟。
表11
制备用于喷涂的清漆
实施例9
如下测量涂层的不透明度：
使用用不同直径的线包裹的不锈钢棒(来自RD Specialties，Inc.(纽约州韦伯斯特))在黑色和白色不透明度图纸(chart)(BYK Leneta)上刮涂实施例6-8中描述的涂层。这确定了每个涂层消除可见光谱(400nm-700nm)中的光透射到下面的涂层或基材所需的干膜厚度。
为了测量不透明度，使用积分球分光光度计(X-rite Color i7)漫射照射样品并测量反射的总光(L*)。L*表示样品的明度，其中L*＝0是黑色，L*＝100是漫射白色。通过取每个涂层的两个L*测量值的比计算不透明度，一个在图纸的黑色侧，一个在图纸的白色侧(等式2)。当达到100的值时，确定涂层是不透明的。表12中报告了用于实现不透明度的实施例6-8中描述的涂层的干膜厚度。
对于近红外反射涂层堆叠体，DAS 3021密封剂通过使用一个DAS 3021涂层和两个白色顶涂层(DMD 1684)的组合实现不透明度。
表12
实现涂层不透明度的干膜厚度
实施例10
通过以下方法将涂层颜色匹配：
在颜色空间中评价常规和近红外反射涂层堆叠体以确定视觉颜色匹配。完整的涂层堆叠体(C-)由颜色(R、DR、BK、BL和DBL)定义。使用积分球分光光度计(X-rite Color i7)来评价常规和近红外体系，其中施涂体系内的每一层以实现不透明度(实施例9)。使用L*，a*和b*值(其定义颜色空间中的坐标)确定常规和近红外反射体系之间的颜色匹配。DeltaE(ΔE)用于根据等式3基于收集的L*，a*和b*值之间的差来计算两种颜色之间的差。在此，大约≤1.5的差被认为是良好的颜色匹配。报告了全涂层堆叠体的ΔE值(表13)。
表13
涂层堆叠体的ΔE值
涂层堆叠体颜色 ΔE
C-R 0.8
C-DR 1.0
C-BK 1.2
C-BL 0.4
C-DBL 0.8
实施例11
通过以下方法表征涂层：
根据实施例6-9制备并根据实施例10和11表征的实施例5中描述的常规和近红外反射涂层堆叠体用于总日光反射率测量。使用UV-Vis-NIR Lambda 950分光光度计测量在近红外波长(700nm-2500nm)内和特别是在905nm(其是某些LIDAR检测器使用的波长)的样品百分比反射(表14)。
表14
在近红外波长的反射率测量
根据实施例6-9制备并根据实施例10和11表征的实施例5中描述的常规和近红外反射涂层堆叠体用于LIDAR测试。完整的涂层堆叠体(C-)通过颜色(R、DR、BK、BL和DBL)和它们是否是常规或近红外反射体系(分别为1或2；表15)来表示。三个不同的LIDAR单元用于测量涂覆的4”x 12”板的室外最大检测范围。这些包括Velodyne VLP-16，Velodyne HDL32e和Velodyne HDL64-S2，它们使用Veloview 3.1.1软件记录收集的数据点(表15)。
表15
LIDAR单元性质
将板安装在架(stand)上，其中12”侧平行于地面取向(参见图1)。在室外以相对于LIDAR源的两个不同入射角测量每个板。将板定位在与LIDAR单元垂直(90°)的角度或定位在相对于法线角成30°角(参见图2)。在每次测量过程中，安装的板定位在LIDAR单元的视线内，并且逐渐远离单元移动，直到使用Veloview 3.1.1软件不再检测到来自板的信号的返回强度。在测试过程中室外的平均环境照明在60勒克斯-80,000勒克斯的范围内。
表16中报告了每个LIDAR单元在每个照射角度下的最大检测范围。检测范围的最大增加通过红色、深红色和黑色着色的近红外反射涂层堆叠体(C-R2、C-DR2和C-BK2)来实现。根据LIDAR单元和入射角，这些涂层堆叠体使检测范围增加最大可达56％。蓝色和深蓝色近红外反射涂层堆叠体(C-BL2和C-DBL2)也使检测范围增加，这些涂层堆叠体使检测范围增加最大可达36％。表17中报告了使用近红外反射涂层堆叠体实现的检测范围的平均百分比改进。
表16
通过LIDAR单元在两个入射角测量的涂层堆叠体的最大检测范围(m)
表17
在905nm波长下由近红外反射涂层堆叠体实现的检测距离的平均百分比改进
实施例12
如下设计和制备常规和改进的近红外反射涂层堆叠体，其减少光透过涂层堆叠体并显示出更乌黑的颜色：
常规体系中使用的涂层含有炭黑颜料。灰色底漆用TiO2和炭黑调色剂糊料调色。如美国专利No.7,959,981的实施例5中所述制备中灰色常规底漆配方(Primer MG1)，其中改变是调节炭黑调色剂水平以实现中灰色(表18)。根据实施例7制备黑色常规和近红外透明底涂层配方(分别为BK1和BK2)。
近红外反射涂层堆叠体在任何涂层中不含炭黑。制备中灰色和白色近红外反射底漆(分别为Primer MG2和Primer W1)(表18)。中灰色底漆用TiO2和实施例4中制备的近红外透明黑色调色剂糊料调色。如美国专利No.7,959,981的实施例5中所述制备近红外反射中灰色底漆，不添加炭黑调色剂，而是添加实施例4中制备的近红外透明黑色调色剂糊料，以获得与常规中灰色底漆匹配的颜色。还制备了白色底漆(如美国专利No.7,959,981的实施例5中所述，改变是消除使用炭黑调色剂糊料)。与仅含有TiO2的白色底漆相比，近红外反射灰色底漆保持高的近红外反射，并且还改进了对下面的涂层的保护，使其免于透射有害波长(400nm-450nm)的光。近红外反射涂层堆叠体的美观性也得到改进，因为如果顶涂层被切削或损坏以露出下面的底漆层，则灰色底漆与深色顶涂层具有较小的视觉对比度。
在近红外反射涂层堆叠体(BK2)中使用的黑色顶涂层含有来自实施例4的近红外透明着色调色剂糊料(调色剂TB1和调色剂TB2)代替炭黑色调色剂糊料。常规涂层堆叠体(BK1)中使用的黑色顶涂层含有炭黑色调色剂糊料。如实施例7中所述制备底涂层混合物。
表18
底漆配方(参考US专利No.7,959,981 B2的实施例5)
18根据美国专利No.7,959,981 B2的实施例5使用；可从INEOS Melamines(瑞士罗尔)商购获得的三聚氰胺-甲醛树脂溶液
19根据美国专利No.7,959,981B2的实施例5制备；聚酯树脂，其包含18％新戊二醇，16％新戊二醇羟基新戊酸酯，8％三羟甲基丙烷，8％己二酸，16％ε-己内酯，和乙酸正丁酯溶剂中的34％间苯二甲酸，固体含量69％，约4,800Mw
20根据美国专利No.7,959,981 B2的实施例5使用；聚酯多元醇树脂中的二氧化钛颜料分散体，PPG Industries，Inc.(宾夕法尼亚州匹兹堡)
21根据美国专利No.7,959,981 B2的实施例5使用；可从DuPont(特拉华州威明顿)商购获得的聚丙烯酸丁酯流动添加剂
22根据美国专利No.7,959,981 B2的实施例5使用；聚酯多元醇树脂中的炭黑颜料分散体，PPG Industries，Inc.(宾夕法尼亚州匹兹堡)
23聚酯多元醇树脂中的黄色氧化铁颜料分散体，PPG Industries，Inc.(宾夕法尼亚州匹兹堡)
在常规和近红外反射涂层堆叠体二者中，清漆(TMAC9000FR，可从PPGIndustries，Inc.(宾夕法尼亚州匹兹堡)商购获得)直接用于施涂在有色顶涂层上。
实施例13
将实施例12中制备的常规和改进的近红外反射涂层配方作为涂层堆叠体喷涂并固化，根据美国专利No.7,959,981。
常规涂层堆叠体包括中灰底漆(Primer MG1)，黑色底涂层(BK1)和清漆(TMAC9000FR)。
近红外涂层堆叠体包括近红外反射中灰底漆(Primer MG2)，近红外透明黑色底涂层(BK2)和清漆(TMAC 9000FR)。在第二实施例中，近红外涂层堆叠体包括近红外反射白色底漆(Primer W1)，近红外透明黑色底涂层(BK2)和清漆(TMAC 9000FR)。
将用于反射率测量的所有涂层堆叠体施涂到用磷酸锌(C700)，Chemseal 59冲洗剂(C59)和ED6465灰色阳离子电泳漆(由ACT(密歇根州希尔斯代尔)供应)预处理的冷轧钢(CRS)板上。
用于透射率测量的所有涂层堆叠体都需要制备为游离膜(free film)。这是通过首先将膜(可从DuPont(特拉华州威明顿)商购获得)施涂到由ACT(密歇根州希尔斯代尔)供应的冷轧钢(CRS)板上来实现的。将膜平滑并粘贴在板上，然后在对流烘箱中在140℃下烘烤30分钟。然后可以按照规定施涂和固化涂层堆叠体，并从膜中完全脱离。
实施例14
根据实施例9测量实施例13中制备的底漆和底涂层配方的不透明度。
表19中报告了用于实现不透明度的实施例12中所述涂层的干膜厚度。
表19
实现涂层不透明度的干膜厚度
涂层 涂层数 干膜厚度(μm)
Primer MG1 1 23
Primer MG2 1 25
Primer W1 1 24
BK1 1 12
BK2 1 8
实施例15
根据实施例10将涂层颜色匹配。
在颜色空间中评价实施例12中制备的中灰色常规和近红外反射底漆(分别为Primer MG1和Primer MG2)以确定视觉颜色匹配。在颜色空间中评价实施例12中制备的常规和近红外透明黑色底涂层(分别为BK1和BK2)，以确定视觉颜色匹配。在每种情况下，在施涂清漆后测量底涂层，对于透明涂覆(clearcoated)的常规底涂层，用“C-BK1”表示，对于透明涂覆的近红外底涂层，用“C-BK2”表示。涂层堆叠体之间的ΔE值表示为表20中的“PrimerMG1”和“Primer MG2”，以及“C-BK1”和“C-BK2”。
表20
涂层堆叠体的ΔE值
实施例16
表征了在实施例13中制备为游离膜的涂层堆叠体的透射率：
使用Perkin Elmer Lambda 950UV-vis光谱仪从200nm至2500nm测量百分比光透射率。表21中报告了每个涂层堆叠体在400nm和450nm之间的透射光总百分比。常规和近红外反射涂层堆叠体(底漆，底涂层，清漆)表示为“Primer MG1-BK1”、“Primer MG2-BK2”和“Primer W1-BK2”。
表21
全涂层堆叠体的透射率测量
实施例17
根据实施例11表征涂层堆叠体的近红外反射。
将根据实施例13制备并根据实施例15和16表征的实施例12中所述的常规和近红外反射涂层堆叠体用于总日光反射率测量。使用UV-Vis-NIR Lambda 950分光光度计测量横跨近红外波长(700nm-2500nm)和特别是在905nm(其是某些LIDAR检测器使用的波长)的样品的百分比反射。常规和近红外反射涂层堆叠体(底漆，底涂层，清漆)表示为“PrimerMG1-BK1”，“Primer MG2-BK2”和“Primer W1-BK2”，并在表22中描述。
表22
在近红外波长下全涂层堆叠体的反射率测量
实施例18
使用表23中列出的成分和量制备白色底漆。
表23
白色底漆
24可从Hexion(俄亥俄州哥伦布市)商购获得
25可从BYK Additives and Instruments(德国维塞尔)商购获得
26可从Momentive Performance Materials(纽约州沃特福德)商购获得
27可从Huntsman Corporation(德克萨斯州伍德兰)商购获得
28可从Huntsman Corporation(德克萨斯州伍德兰)商购获得
将除115x70之外的所有材料称重到玻璃瓶中。首先加入液体组分，例如树脂、液体添加剂和溶剂，并在加入固体颜料之前手动混合。然后将Zirconox介质(1.2mm-1.7mm)以1：1的质量比加入该瓶中。用盖子和胶带密封该瓶，然后将其置于Lau DisperserDAS 200上，分散时间为2小时。最终的分散体具有约7的亥格曼规值。然后加入115x70聚酰胺胺硬化剂并手动混合。加入丙酮作为稀料(thinner)，在Brookfield粘度计上达到30-60cP的喷涂粘度。然后准备喷涂底漆。
实施例19
使用表24中列出的成分和量制备近红外透明调色剂糊料。
表24
近红外透明调色剂糊料
29所用的丙烯酸类分散剂描述于美国专利号8,129,466中。
30可从BASF Corporation(德国路德维希港)商购获得
31可从BASF Corporation(德国路德维希港)商购获得
通过按顺序合并表24中所示的组分来制备调色剂糊料TP1、TP2和TP3。使用Lau分散器DAS 200将调色剂糊料用Potter’s Glass Spheres P2227研磨介质分散16小时。将介质过筛以除去小于75微米的级分并以200％的样品重量装载。通过过滤从研磨糊料中除去介质，得到最终的调色剂糊料。
实施例20
使用表25中列出的组分制备近红外透明单级(single-stage)顶涂层A组分。
表25
近红外透明单级顶涂层A组分
32所用的丙烯酸类树脂描述于美国专利No.6,306,505实施例A中
33聚酯树脂是来自Cardura E 10-P(可从Hexion(俄亥俄州哥伦布市)商购获得)，邻苯二甲酸酐和三羟甲基丙烷的聚酯，在丙二醇甲基醚乙酸酯/芳族溶剂100型(83.5/16.5)中固含量为70％)；羟值为54mg KOH/克；酸值为9.5mg KOH/克；Gardner粘度为Z
34饱和羟基化聚酯树脂，可从Galstaff MultiResine(意大利莫尔纳戈)商购获得
35可从BYK Additives and Instruments(德国维塞尔)商购获得
36可从BASF Corporation(德国路德维希港)商购获得
然后将调色剂糊料与液体制剂组分合并，然后将完整的组分A制剂在Lau分散器上振荡30分钟。将商购PPG中等固体硬化剂F3270和中等稀释剂F3330与这些组分A制剂以及Evolution单级顶涂层FDG9000组分A使用表26中所示的体积比混合。
表26
单级顶涂层SSTC1、SSTC2和FDG9000的体积比
37可从PPG Industries,Inc.(宾夕法尼亚州匹兹堡)商购获得
实施例21
使用表27中列出的组分制备常规和近红外反射涂层堆叠体。
表27
涂层堆叠体
38可从ACT(密歇根州希尔斯代尔)商购获得
39来自实施例18的白色底漆
40聚氨酯单级顶涂层，可从PPG Industries Inc.(宾夕法尼亚州匹兹堡)商购获得
在施涂涂料组合物之前，用OneChoice SXA330脱脂剂清洁仅冷轧钢基材板。在喷涂之前在板上运行粘性擦布。然后使用具有1.8mm喷头的空气雾化HVLP枪将白色底漆喷涂到准备的基材板上。使用涂覆之间的闪蒸时间为10分钟，并使涂覆的板在环境条件下静置至少1小时。底漆的干膜厚度(DFT)约为2.3密耳。
使用具有1.4mm喷头的HVLP喷枪在30psi的压力下施涂顶涂层。施涂两个涂层以达到约1.5密耳的DFT。将涂层环境固化。
实施例22
根据实施例21，将实施例20中所述的涂层喷涂在黑色和白色不透明度图纸(BYKLeneta)上，并根据实施例9测量不透明度。用于实现不透明度的实施例20中所述涂层的干膜厚度为1.5密耳。
实施例23
根据实施例10，对实施例22的涂层进行颜色匹配。使用BYK-maci分光光度计评价常规和近红外体系。报告了来自实施例20的单级顶涂层的ΔE值(表28)。
表28
顶涂层的ΔE值
顶涂层 ΔE
SSTC1 1.0
SSTC2 1.1
实施例24
根据实施例11表征涂层堆叠体的近红外反射：
根据实施例21描述且制备并根据实施例22和23表征的常规和近红外反射涂层堆叠体用于总日光反射率测量。常规和近红外反射涂层堆叠体(底漆，顶涂层)表示为“WP-SSTC1”和“WP-SSTC2”，并在表29中描述。
表29
在近红外波长下全涂层堆叠体的反射率测量
实施例25
制备包含表30中列出的组分的涂料组合物。对于每种涂料组合物，将作为1a-1k列出的一种或多种组分预混合以形成着色的基础涂料组分。然后加入组分2和3、活化剂和稀料，并在即将施涂前将涂料组合物混合至均匀。
实施例26
表31比较了实施例25中制备的涂料组合物中的几种(使用红外透明黑色颜料的组合制备的灰色底漆(Grey 3)和使用炭黑制备的灰色底漆(对比Grey 1))。
表31
来自表31的样品如下制备：将1密耳(25.4微米)的炭黑漆料(可从PPG AerospacePRC-DeSoto商购获得，商品名为HS CA8000/BAC701(加利福尼亚州西尔玛))施涂于3”x 6”的2024T3铝板，以模拟碳纤维复合材料基材的近红外吸收。在此之上，施涂0.8密耳(20.32微米)无铬底漆(可从PPG Aerospace PRC-De-Soto(加利福尼亚州西尔玛)商购获得，商品名为CF/CA7502A)。使用Binks Mach 3HVLP型喷枪和95AS喷雾盖手动喷涂涂料组合物，达到提供完全遮盖的干膜厚度。使用LAMBDA 950S紫外/可见/近红外分光光度计按照ASTM E903-12测量百分比总日光反射率(％TSR)。
还测量了在加热灯下达到的最高温度。这是使用ASTM B4803-10中定义的测试装置进行的，所述装置包括绝缘木箱，IR灯和使用J型热电偶的数字温度计。将两个板并排放置，但不接触，直接在IR灯下方15.5英寸处并监测温度，直到两个板都达到最高温度，该最高温度不再增加。对比Grey 1反射了总日光辐射的43％，而Grey 3反射了72％，性能相对增加了44％。涂有Gray 3的样品的最高温度比对比Grey 1低19.1°F(10.6℃)。
实施例27
将实施例25中制备涂料组合物中的几种施涂到byko-chart Brushout 5DX Card(Byk-Gardner目录号2856)上达到完全遮盖。然后使用积分球采用D65照明和10°观察器在包括镜面的情况下在Datacolor 600TM分光光度计上对样品进行CIELAB颜色的表征，以测量L*，a*，b*，C*，h°和ΔE*颜色值。在CIELAB颜色***中，L*表示明度/暗度，按0＝纯黑色到100＝漫射白色的等级，a*表示绿色-a*到红色+a*的平衡，b表示蓝色-b*至黄色+b*的平衡，C*表示色度，h°表示色调角(hue angle)。ΔE*值表示两种颜色之间的三维颜色模型差异。表32显示了制备的样品的CIELAB表征。
表32
如表32中所包括的测量所示，通过共混两种红外透明颜料(苝颜料)实现Grey 5(来自实施例25)的灰色。Grey 5共混了绿色色泽苝颜料和紫色色泽苝颜料。
对比Purple 1和对比Green 1中的单独的苝颜料每种以足够高的浓度单独使用并以合适的干膜厚度施涂，产生对人眼呈现黑色的涂层。然而，当在单个涂层中苝颜料与二氧化钛组合使用时(如在实施例25的对比Purple 1和对比Green 1中)，一种IR透明黑色颜料产生紫色色泽，另一种产生绿色色泽。这通过比较Grey 5与对比Purple 1和对比Green 1来说明。Grey 5是使用两种IR透明黑色颜料的共混物制成的中性灰色。对于对比Purple 1和对比Green 1，该共混物被替换为当量(重量)的只是单独的颜料调色剂。
表32显示Grey 5和对比Purple 1之间存在颜色差异，ΔE为19.61，Grey 5和对比Green 1之间的存在颜色差异，ΔE为5.45。L*，a*和b*值表明Grey 5表现出灰白色或灰色色泽，而L*和h°表明对比Purple 1表现出紫色色泽和对比Green 1表现出绿色色泽。
实施例28
如下将来自实施例25的几种涂料组合物施涂在不同的基材和涂层堆叠体上。将未调色的白色底涂层(可从PPG Aerospace PRC-DeSoto商购获得，商品名为HS CA8000/BAC7067(加利福尼亚州西尔玛))喷涂在镀铝纸(可作为部件20PAP10X15SV从Alufoil Products Co.,Inc.(纽约州哈帕克)商购获得)上。使用Binks Mach 3HVLP型喷枪和95AS喷雾盖将涂料组合物手动喷涂达到提供完全遮盖的干膜厚度。使用ASTM D6762在Leneta黑色和白色遮盖条上测定遮盖。表33中样品的固化膜涂层密度为1.57g/cc。这些样品的CIELAB颜色表征，％TSR和完全遮盖所需的厚度显示在表33中。
表33
考虑到具有360.5m2表面积(对于使用碳纤维复合材料的波音787型飞机而言通常的表面积)的飞机机翼，这种薄涂层将导致飞机机翼上的漆料范围为21-38千克，如表33所示。为了使％TSR最大化，需要施涂更厚的层并引起显著的重量代价(penalty)。因此，对比White 2虽然具有最佳的TSR％，但会增加过高(prohibitive)的重量。同时，对比Grey 1具有最低重量，但具有相对低的TSR％。
实施例29
表34中所示的样品(使用来自实施例25的涂料组合物)如实施例26中所述制备，使用黑色涂层，接着是底漆涂层，然后最后是Grey3或对比White 1。如下制备另外的样品：喷涂对比White 1作为高度日光反射底层，而灰色3作为着色顶涂层喷涂在其上面，产生双层涂层体系。使用ASTM D6762在Leneta黑色和白色遮盖条上测定遮盖。这些样品的结果显示在表34中。
表34
比较％TSR，使用两层体系确实导致从Grey 3(72)到两层体系(75)的增加。然而，与对于Grey 3的1.8密耳相比，使用两层体系，两层的总厚度为4.0密耳。因此，Grey 3比在对比White 1上的Gray 3表现出55％的重量节省，而没有显著的％TSR损失。
本发明还包括以下条款的主题。
条款1：用于增加由近红外电磁辐射照射的物体表面的检测距离的方法，包括：(a)将来自近红外电磁辐射源的近红外电磁辐射导向至少部分涂覆有近红外反射涂层的物体，与涂覆有吸收更多相同的近红外辐射的颜色匹配涂层的相同物体相比，所述近红外反射涂层使如在近红外范围内的波长下测量的近红外电磁辐射检测距离增加至少15％，其中所述颜色匹配涂层与所述近红外反射涂层相比具有1.5或更小的ΔE颜色匹配值，所述ΔE颜色匹配值使用积分球采用D65照明、10°观察器在包括镜面分量的情况下测量；和(b)检测从近红外反射涂层反射的反射近红外电磁辐射。
条款2：条款1的方法，其中所述近红外反射涂层表现出35或更小的CIELAB L*值，该CIELAB L*值使用积分球采用D65照明、10°观察器在包括镜面分量的情况下测量。
条款3：条款1或2的方法，其中所述近红外反射涂层包含至少一种可见吸收的近红外透明颜料和/或染料。
条款4：前述条款中任一项的方法，其中所述近红外反射涂层基本上不含炭黑。
条款5：前述条款中任一项的方法，其中所述近红外反射涂层包括第一涂层和第二涂层。
条款6：条款5的方法，其中所述第一涂层包含至少一种可见吸收的近红外透明颜料和/或染料，和所述第二涂层包含至少一种近红外反射颜料。
条款7：条款5或6的方法，其中所述第二涂层位于所述第一涂层的至少一部分的下面。
条款8：条款5-7中任一项的方法，其中所述第二涂层包含：成膜树脂；分散在成膜树脂中的多种近红外透明颜料和/或染料，所述多种近红外透明颜料和/或染料包含第一苝颜料和不同于第一苝颜料的第二苝颜料；和分散在成膜树脂中的近红外反射颜料，所述近红外反射颜料不同于第一苝颜料和第二苝颜料，其中所述第二涂层表现出灰白色或灰色，和其中所述第二涂层基本上不含炭黑。
条款9：条款5-8中任一项的方法，其中所述第二涂层包含：成膜树脂；分散在成膜树脂中的多种着色剂，所述多种着色剂包含近红外透明颜料或染料，其中所述近红外透明颜料或染料包含第一近红外透明颜料或染料和不同于第一近红外透明颜料或染料的第二近红外透明颜料或染料；和分散在成膜树脂中的近红外反射颜料，所述近红外反射颜料不同于第一近红外透明颜料或染料和第二近红外透明颜料或染料，其中所述第二涂层表现出灰白色或灰色，和其中所述第二涂层基本上不含炭黑。
条款10：前述条款中任一项的方法，其中所述物体是交通工具、道路、道路交通安全产品、标牌或服装。
条款11：前述条款中任一项的方法，其中所述近红外反射涂层在所述物体处反射至少20％的在步骤(a)中导向的近红外范围内波长下的辐射。
条款12：前述条款中任一项的方法，其中所述近红外反射涂层反射具有至少一个在700nm至2500nm范围内的波长的电磁辐射。
条款13：前述条款中任一项的方法，其中所述近红外反射涂层反射具有至少一个在900nm至1600nm范围内的波长的电磁辐射。
条款14：条款5-13中任一项的方法，还包括位于第一涂层的至少一部分上方的透明清漆层。
条款15：条款10-14中任一项的方法，其中所述物体是交通工具，和所述近红外反射涂层覆盖所述交通工具的外表面区域的至少10％。
条款16：前述条款中任一项的方法，其中所述近红外电磁辐射源和近红外检测器连接到交通工具。
条款17：前述条款中任一项的方法，其中所述近红外反射涂层能够使近红外电磁辐射检测距离增加至少25％。
条款18：条款8-17中任一项的方法，其中所述第一苝颜料包含绿色色泽苝颜料，所述第二苝颜料包含紫色色泽苝颜料。
条款19：条款8-18的方法，其中使用积分球采用D65照明、10°观察器在包括镜面分量的情况下，所述第二涂层表现出以下CIELAB值：范围为40-95的L*值；范围为-2至2的a*值；和范围为-6至6的b*值。
条款20：条款8-19中任一项的方法，其中所述近红外反射颜料包含二氧化钛。
条款21：条款20的方法，其中所述二氧化钛以粉末形式分散在成膜树脂中。
条款22：条款8-21中任一项的方法，其中所述第二涂层在小于或等于2.5密耳的干膜厚度下完全遮盖物体的表面。
条款23：前述条款中任一项的方法，其中如在905nm下测量，所述至少部分涂覆有近红外反射涂层的物体使近红外电磁检测距离增加至少15％。
条款24：前述条款中任一项的方法，其中如在1550nm下测量，所述至少部分涂覆有近红外反射涂层的物体使近红外电磁检测距离增加至少15％。
条款25：前述条款中任一项的方法，其中近红外反射涂层包含至少一种近红外荧光颜料和/或染料。
条款26：条款5-25中任一项的方法，其中所述第一和/或第二涂层包含至少一种近红外荧光颜料和/或染料。
条款27：条款5-26中任一项的方法，其中所述第一涂层是近红外反射涂层的顶层。
条款28：用于检测交通工具接近度的***，包括：至少部分涂覆有近红外反射涂层的第一交通工具，与涂覆有吸收更多的近红外辐射的颜色匹配涂层的第一交通工具相比，所述近红外反射涂层使在第一交通工具和第二交通工具之间的近红外范围内的波长下测量的近红外电磁辐射检测距离增加至少15％，其中在与近红外反射涂层相比时，所述颜色匹配涂层具有1.5或更小的ΔE颜色匹配值，所述ΔE颜色匹配值使用积分球采用D65照明、10°观察器在包括镜面分量的情况下测量。
条款29：条款28的***，其中所述近红外反射涂层基本上不含炭黑。
条款30：条款28或29的***，其中所述近红外反射涂层覆盖所述第一交通工具的外表面区域的至少10％。
条款31：条款28-30中任一项的***，其中所述第二交通工具包括电磁辐射源和电磁辐射检测器。
条款32：条款28-31中任一项的***，其中所述近红外反射涂层包含至少一种可见吸收的近红外透明颜料和/或染料。
条款33：条款28-32中任一项的***，其中所述近红外反射涂层包括至少第一涂层和第二涂层，其中所述第一涂层包含至少一种可见吸收的近红外透明颜料和/或染料，和所述第二涂层包含至少一种近红外反射颜料。
条款34：条款28-33中任一项的***，其中所述近红外反射涂层包括位于第一涂层下方的第二涂层，所述第一涂层包含至少一种可见吸收的近红外透明颜料和/或染料，其中所述第二涂层包含：成膜树脂；分散在成膜树脂中的多种近红外透明颜料和/或染料，所述多种近红外透明颜料和/或染料包含第一苝颜料和不同于第一苝颜料的第二苝颜料；和分散在成膜树脂中的近红外反射颜料，所述近红外反射颜料不同于第一苝颜料和第二苝颜料，其中所述第二涂层表现出灰白色或灰色，和其中所述第二涂层基本上不含炭黑。
条款35：条款28-34中任一项的***，其中所述近红外反射涂层包括位于第一涂层下方的第二涂层，所述第一涂层包含至少一种可见吸收的近红外透明颜料和/或染料，其中所述第二涂层包含：成膜树脂；分散在成膜树脂中的多种着色剂，所述多种着色剂包含近红外透明颜料或染料，其中所述近红外透明颜料或染料包含第一近红外透明颜料或染料和不同于第一近红外透明颜料或染料的第二近红外透明颜料或染料；和分散在成膜树脂中的近红外反射颜料，所述近红外反射颜料不同于第一近红外透明颜料或染料和第二近红外透明颜料或染料，其中所述第二涂层表现出灰白色或灰色，和其中所述第二涂层基本上不含炭黑。
条款36：条款28-35中任一项的***，其中所述近红外反射涂层对于具有近红外范围的波长的电磁辐射具有至少20％的反射率。
条款37：条款28-36中任一项的***，其中所述第二交通工具是自主操作的交通工具。
条款38：条款28-37中任一项的***，其中所述近红外反射涂层对于具有近红外范围的波长的电磁辐射具有至少70％的反射率。
条款39：条款28-38中任一项的***，其中所述近红外反射涂层反射具有至少一个在700nm至2500nm范围内的波长的电磁辐射。
条款40：条款28-39中任一项的***，其中所述近红外反射涂层反射具有至少一个在900nm至1600nm范围内的波长的电磁辐射。
条款41：用于检测第一交通工具与第二交通工具的接近度的***，包括：(a)至少部分涂覆有近红外反射涂层的第一交通工具，与涂覆有吸收更多的近红外辐射的类似颜色匹配涂层的交通工具相比，所述近红外反射涂层使在近红外范围内的波长下测量的近红外电磁辐射检测距离增加至少15％，其中在与近红外反射涂层相比时，所述类似颜色匹配涂层具有1.5或更小的ΔE颜色匹配值，所述ΔE颜色匹配值使用积分球采用D65照明、10°观察器在包括镜面分量的情况下测量；和(b)第二交通工具，其包括：(i)近红外电磁辐射源，其将近红外电磁辐射导向第一交通工具；(ii)近红外检测器，其检测从第一交通工具反射的近红外电磁辐射；和(iii)计算装置，其部分地基于检测到的从第一交通工具反射的近红外电磁辐射来确定第一交通工具和第二交通工具之间的检测距离。
尽管以上为了说明的目的已经描述了本发明的特定实施方案，但是对于本领域技术人员来说显然的是，在不背离本如所附权利要求书中所定义的发明的情况下，可以对本发明的细节进行多种变化。

Claims (22)

1.用于增加由近红外电磁辐射照射的物体表面的检测距离的方法，包括：
(a)将来自近红外电磁辐射源的近红外电磁辐射导向至少部分涂覆有近红外反射涂层的物体，与涂覆有吸收更多相同的近红外辐射的颜色匹配涂层的相同物体相比，所述近红外反射涂层使在近红外范围内的波长下测量的近红外电磁辐射检测距离增加至少15％，其中所述颜色匹配涂层在与所述近红外反射涂层相比时具有1.5或更小的ΔE颜色匹配值，所述ΔE颜色匹配值使用积分球采用D65照明、10°观察器在包括镜面分量的情况下测量；和
(b)检测从近红外反射涂层反射的反射近红外电磁辐射。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述近红外反射涂层表现出35或更小的CIELAB L*值，所述CIELAB L*值使用积分球采用D65照明、10°观察器在包括镜面分量的情况下测量。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述近红外反射涂层包含至少一种可见吸收的近红外透明颜料和/或染料。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述近红外反射涂层基本上不含炭黑。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述近红外反射涂层包含第一涂层和第二涂层。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一涂层包含至少一种可见吸收的近红外透明颜料和/或染料，和所述第二涂层包含至少一种近红外反射颜料。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二涂层位于所述第一涂层的至少一部分的下面。
8.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二涂层包含：
成膜树脂；
分散在成膜树脂中的多种近红外透明颜料和/或染料，所述多种近红外透明颜料和/或染料包含第一苝颜料和不同于第一苝颜料的第二苝颜料；和
分散在成膜树脂中的近红外反射颜料，所述近红外反射颜料不同于第一苝颜料和第二苝颜料，
其中所述第二涂层表现出灰白色或灰色，和
其中所述第二涂层基本上不含炭黑。
9.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二涂层包含：
成膜树脂；
分散在成膜树脂中的多种着色剂，所述多种着色剂包含近红外透明颜料或染料，其中所述近红外透明颜料或染料包含第一近红外透明颜料或染料和不同于第一近红外透明颜料或染料的第二近红外透明颜料或染料；和
分散在成膜树脂中的近红外反射颜料，所述近红外反射颜料不同于第一近红外透明颜料或染料和第二近红外透明颜料或染料，
其中所述第二涂层表现出灰白色或灰色，和
其中所述第二涂层基本上不含炭黑。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述物体是交通工具、道路、道路交通安全产品、标牌或服装。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述近红外反射涂层在所述物体处反射至少20％的在步骤(a)中导向的近红外范围内波长下的辐射。
12.用于检测交通工具接近度的***，包括：
至少部分涂覆有近红外反射涂层的第一交通工具，与涂覆有吸收更多的近红外辐射的颜色匹配涂层的第一交通工具相比，所述近红外反射涂层使在第一交通工具和第二交通工具之间的近红外范围内的波长下测量的近红外电磁辐射检测距离增加至少15％，其中在与近红外反射涂层相比时，所述颜色匹配涂层具有1.5或更小的ΔE颜色匹配值，所述ΔE颜色匹配值使用积分球采用D65照明、10°观察器在包括镜面分量的情况下测量。
13.根据权利要求12所述的***，其中所述近红外反射涂层基本上不含炭黑。
14.根据权利要求12所述的***，其中所述近红外反射涂层覆盖所述第一交通工具的外表面区域的至少10％。
15.根据权利要求12所述的***，其中所述第二交通工具包括电磁辐射源和电磁辐射检测器。
16.根据权利要求12所述的***，其中所述近红外反射涂层包含至少一种可见吸收的近红外透明颜料和/或染料。
17.根据权利要求12所述的***，其中所述近红外反射涂层包含至少第一涂层和第二涂层，其中所述第一涂层包含至少一种可见吸收的近红外透明颜料和/或染料，和所述第二涂层包含至少一种近红外反射颜料。
18.根据权利要求12所述的***，其中所述近红外反射涂层包含位于第一涂层下方的第二涂层，所述第一涂层包含至少一种可见吸收的近红外透明颜料和/或染料，其中所述第二涂层包含：
成膜树脂；
分散在成膜树脂中的多种近红外透明颜料和/或染料，所述多种近红外透明颜料和/或染料包含第一苝颜料和不同于第一苝颜料的第二苝颜料；和
分散在成膜树脂中的近红外反射颜料，所述近红外反射颜料不同于第一苝颜料和第二苝颜料，
其中所述第二涂层表现出灰白色或灰色，和
其中所述第二涂层基本上不含炭黑。
19.根据权利要求12所述的***，其中所述近红外反射涂层包含位于第一涂层下方的第二涂层，所述第一涂层包含至少一种可见吸收的近红外透明颜料和/或染料，其中所述第二涂层包含：
成膜树脂；
分散在成膜树脂中的多种着色剂，所述多种着色剂包含近红外透明颜料或染料，其中所述近红外透明颜料或染料包含第一近红外透明颜料或染料和不同于第一近红外透明颜料或染料的第二近红外透明颜料或染料；和
分散在成膜树脂中的近红外反射颜料，所述近红外反射颜料不同于第一近红外透明颜料或染料和第二近红外透明颜料或染料，
其中所述第二涂层表现出灰白色或灰色，和
其中所述第二涂层基本上不含炭黑。
20.根据权利要求12所述的***，其中所述近红外反射涂层对于具有近红外范围的波长的电磁辐射具有至少20％的反射率。
21.根据权利要求12所述的***，其中所述第二交通工具是自主操作的交通工具。
22.用于检测第一交通工具与第二交通工具的接近度的***，包括：
(a)至少部分涂覆有近红外反射涂层的第一交通工具，与涂覆有吸收更多的近红外辐射的类似颜色匹配涂层的交通工具相比，所述近红外反射涂层使在近红外范围内的波长下测量的近红外电磁辐射检测距离增加至少15％，其中在与近红外反射涂层相比时，所述类似颜色匹配涂层具有1.5或更小的ΔE颜色匹配值，所述ΔE颜色匹配值使用积分球采用D65照明、10°观察器在包括镜面分量的情况下测量；和
(b)第二交通工具，其包括：
(i)近红外电磁辐射源，其将近红外电磁辐射导向第一交通工具；
(ii)近红外检测器，其检测从第一交通工具反射的近红外电磁辐射；和
(iii)计算装置，其部分地基于检测到的从第一交通工具反射的近红外电磁辐射来确定第一交通工具和第二交通工具之间的检测距离。
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