本發(fā)明涉及一種墻體涂層的制備方法。
背景技術：
太陽能是人類生存和生活的必備條件，但強烈的輻射也給工業(yè)生產(chǎn)和日常生活帶來諸多問題和不便。太陽光到達地球的輻射光譜范圍在0.3μm～2.5μm之間，其中5％在紫外線區(qū)，43％在可見光區(qū)，52％在近紅外區(qū)。由于日光的照射，使建筑物內溫度升高，必將增加空調的能耗，據(jù)不完全統(tǒng)計顯示，夏季每天全國空調的耗電量就能達到驚人的40億千瓦時。
解決這個問題的根本方法就是做好室內室外之間的隔熱。目前研制的隔熱涂料根據(jù)隔熱機理主要分為3種類型：阻隔型、輻射型和反射型。其中阻隔型隔熱涂料要求涂層厚度較大，施工工藝上實現(xiàn)困難；輻射型隔熱涂料輻射力強不利于冬季保暖。反射型隔熱涂料通過加入在0.4μm～2.5μm波長具有高反射率的填料，將太陽能直接反射到空中，對建筑物的降溫更有效果。所以，目前研究最多、最有實用價值的還是反射型隔熱涂料。
在反射型隔熱涂料領域，國內外應用最廣泛的是采用中空陶瓷微球作為反射材料制造的涂料，其反射率在40％左右。隨著二十一世紀納米技術的發(fā)展，納米氧化物在對太陽輻射反射方面的性質逐漸進入人們的視野。研究發(fā)現(xiàn)納米二氧化鈦涂層對紅外輻射的反射可達40％以上，氧化鋅納米團簇的反射率也有0.45。但這類材料對可見光也有較高的反射率，其強烈的可見光反射率會造成光污染對人體造成不適感。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明是為了解決由于空調的長時間使用而造成的能源的大量消耗和目前反射型隔熱涂料對可見光也有較高的反射率，會造成光污染對人體造成不適感的技術問題，而提供一種降溫發(fā)光多功能復合墻體涂層的制備方法。
本發(fā)明的一種降溫發(fā)光多功能復合墻體涂層的制備方法是按以下步驟進行的：
一、制備反光涂層基底：將甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙乙烯混合，用震蕩分散器震蕩15min～20min，得到乳液；向乳液中加入滑石粉、輕質碳酸鈣、增稠劑和水，攪拌10min～15min，得到基底涂層，用高壓噴槍將基底涂層均勻的噴涂在墻上1mm～2mm；所述的基底涂層中甲基丙烯酸甲酯的質量分數(shù)為12％、甲基丙烯酸的質量分數(shù)為5％、丙烯酸丁酯的質量分數(shù)為11％、丙烯酸乙酯的質量分數(shù)為10％、丙乙烯的質量分數(shù)為4％、滑石粉的質量分數(shù)為10％、輕質碳酸鈣的質量分數(shù)為10％、增稠劑的質量分數(shù)為0.5％、水的質量分數(shù)為37.5％；
二、制備反光涂層：將甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙乙烯和水混合，用震蕩分散器震蕩15min～20min，得到苯丙乳液，向苯丙乳液中加入分散劑、增稠劑、納米氧化銅粒子和水，用磁力攪拌器攪拌1h～1.5h，然后利用超聲波分散儀分散5min～10min，得到反光涂層，用高壓噴槍將反光涂層均勻的噴涂在墻上的基底涂層上2mm～4mm；所述的苯丙乳液中甲基丙烯酸甲酯的質量分數(shù)為11.4％、甲基丙烯酸的質量分數(shù)為4.8％、丙烯酸丁酯的質量分數(shù)為10.5％、丙烯酸乙酯的質量分數(shù)為9.5％、丙乙烯的質量分數(shù)為3.8％、水的質量分數(shù)為60％；所述的反光涂層中苯丙乳液的質量分數(shù)為35％、分散劑的質量分數(shù)為1％、增稠劑的質量分數(shù)為1％、納米氧化銅粒子的質量分數(shù)為3％、水的質量分數(shù)為60％；
三、制備發(fā)光涂層：將玻璃纖維網(wǎng)格布全部浸入到復合水性涂料中，將玻璃纖維網(wǎng)格布取出，然后將熒光粒子高壓噴槍均勻噴涂到浸入過復合水性涂料的玻璃纖維網(wǎng)格布上，在80℃的烘箱中干燥5min～10min，用苯丙乳液將干燥完的玻璃纖維網(wǎng)格布粘到步驟二的反光涂層上，即完成降溫發(fā)光多功能復合墻體涂層的制備；所述的玻璃纖維網(wǎng)格布的空隙大小為2mm×2mm；所述的熒光粒子為稀土熒光粒子；所述的復合水性涂料為水性丙烯酸涂料；
步驟三中所述的苯丙乳液是按以下步驟制備的：將甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙乙烯和水混合，用震蕩分散器震蕩15min～20min，得到苯丙乳液，所述的苯丙乳液中甲基丙烯酸甲酯的質量分數(shù)為11.4％、甲基丙烯酸的質量分數(shù)為4.8％、丙烯酸丁酯的質量分數(shù)為10.5％、丙烯酸乙酯的質量分數(shù)為9.5％、丙乙烯的質量分數(shù)為3.8％、水的質量分數(shù)為60％。
本發(fā)明研究的反光涂層對近紅外輻射的反射率最高可達77.1％，并且稀土熒光粒子可吸收反光涂層反射的光，在停止光照后仍有長余輝現(xiàn)象，每戶家庭每年可節(jié)省電能360千瓦時，具有很高的實用價值。
本發(fā)明將各種材料的物性有機結合，實現(xiàn)了“降溫—蓄能—發(fā)光”的功能，在降溫的同時，利用了太陽光，有效的節(jié)約了能源。經(jīng)實驗證實，該涂層可使墻體降溫4℃～5℃，夜間指示照明時間約3h，實現(xiàn)了節(jié)能減排的最終目的。
因為納米氧化銅粒子只對紅外光有較好的反射率，而對可見光區(qū)沒有較高的反射率，所以不會造成光污染。
本發(fā)明原理：
1、由于太陽光所輻射到地球的能量有52％集中在近紅外光區(qū)，因此墻體吸收太陽能使建筑物內溫度升高，本發(fā)明采用對近紅外光(NIR)具有高反射率的納米氧化銅粒子作為反光層，可對近紅外光的反射率達50％以上，因此可以減少墻體對太陽光能量的吸收，從而從導熱途徑上減少了墻體不必要的熱吸收，有效避免了額外輸入能量降溫所帶來的能耗；
2、本發(fā)明的發(fā)光涂層中的熒光粒子能直接吸收太陽光中的紫外線波段進行儲能，又可吸收由反光層反射回的光線，兩種光線進行互補，從而實現(xiàn)對太陽光的雙重吸收，可在傍晚發(fā)光起到照明作用從而減少了一段時間的開燈所導致的能源消耗消耗；
3、本發(fā)明用玻璃纖維網(wǎng)格布作為上述兩涂層之間的骨架，將兩涂層有機結合，不會因發(fā)光層的阻擋而使光線無法反射出涂層；
4、本發(fā)明的基底層只作為承載另外兩層的作用，不參與發(fā)光與反光過程。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的降溫發(fā)光多功能復合墻體涂層的示意圖，1為反光涂層基底層，2為反光涂層，3為發(fā)光涂層。
具體實施方式
具體實施方式一：本實施方式為一種降溫發(fā)光多功能復合墻體涂層的制備方法，具體是按以下步驟進行的：
一、制備反光涂層基底：將甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙乙烯混合，用震蕩分散器震蕩15min～20min，得到乳液；向乳液中加入滑石粉、輕質碳酸鈣、增稠劑和水，攪拌10min～15min，得到基底涂層，用高壓噴槍將基底涂層均勻的噴涂在墻上1mm～2mm；所述的基底涂層中甲基丙烯酸甲酯的質量分數(shù)為12％、甲基丙烯酸的質量分數(shù)為5％、丙烯酸丁酯的質量分數(shù)為11％、丙烯酸乙酯的質量分數(shù)為10％、丙乙烯的質量分數(shù)為4％、滑石粉的質量分數(shù)為10％、輕質碳酸鈣的質量分數(shù)為10％、增稠劑的質量分數(shù)為0.5％、水的質量分數(shù)為37.5％；
二、制備反光涂層：將甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙乙烯和水混合，用震蕩分散器震蕩15min～20min，得到苯丙乳液，向苯丙乳液中加入分散劑、增稠劑、納米氧化銅粒子和水，用磁力攪拌器攪拌1h～1.5h，然后利用超聲波分散儀分散5min～10min，得到反光涂層，用高壓噴槍將反光涂層均勻的噴涂在墻上的基底涂層上2mm～4mm；所述的苯丙乳液中甲基丙烯酸甲酯的質量分數(shù)為11.4％、甲基丙烯酸的質量分數(shù)為4.8％、丙烯酸丁酯的質量分數(shù)為10.5％、丙烯酸乙酯的質量分數(shù)為9.5％、丙乙烯的質量分數(shù)為3.8％、水的質量分數(shù)為60％；所述的反光涂層中苯丙乳液的質量分數(shù)為35％、分散劑的質量分數(shù)為1％、增稠劑的質量分數(shù)為1％、納米氧化銅粒子的質量分數(shù)為3％、水的質量分數(shù)為60％；
三、制備發(fā)光涂層：將玻璃纖維網(wǎng)格布全部浸入到復合水性涂料中，將玻璃纖維網(wǎng)格布取出，然后將熒光粒子高壓噴槍均勻噴涂到浸入過復合水性涂料的玻璃纖維網(wǎng)格布上，在80℃的烘箱中干燥5min～10min，用苯丙乳液將干燥完的玻璃纖維網(wǎng)格布粘到步驟二的反光涂層上，即完成降溫發(fā)光多功能復合墻體涂層的制備；所述的玻璃纖維網(wǎng)格布的空隙大小為2mm×2mm；所述的熒光粒子為稀土熒光粒子；所述的復合水性涂料為水性丙烯酸涂料；
步驟三中所述的苯丙乳液是按以下步驟制備的：將甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙乙烯和水混合，用震蕩分散器震蕩15min～20min，得到苯丙乳液，所述的苯丙乳液中甲基丙烯酸甲酯的質量分數(shù)為11.4％、甲基丙烯酸的質量分數(shù)為4.8％、丙烯酸丁酯的質量分數(shù)為10.5％、丙烯酸乙酯的質量分數(shù)為9.5％、丙乙烯的質量分數(shù)為3.8％、水的質量分數(shù)為60％。
步驟三中的稀土熒光粒子為東莞市安大稀土發(fā)光材料有限公司的FG104黃綠光夜光粉。
步驟三中的水性丙烯酸涂料是靖江市通高化工有限公司的產(chǎn)品。
具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同的是：步驟一所述的增稠劑為聚乙烯醇。其它與具體實施方式一相同。
具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一不同的是：步驟二所述的增稠劑為聚乙烯醇。其它與具體實施方式一相同。
具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一不同的是：步驟二所述的分散劑為TH-191反滲透阻垢劑。其它與具體實施方式一相同。
具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一不同的是：步驟二所述的納米氧化銅粒子的粒徑為570nm。其它與具體實施方式一相同。
通過以下試驗驗證本發(fā)明的效果：
試驗一：本試驗為一種降溫發(fā)光多功能復合墻體涂層的制備方法，具體是按以下步驟進行的：
一、制備反光涂層基底：將甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙乙烯混合，用震蕩分散器震蕩15min，得到乳液；向乳液中加入滑石粉、輕質碳酸鈣、增稠劑和水，攪拌10min，得到基底涂層，用高壓噴槍將基底涂層均勻的噴涂在墻上2mm；所述的基底涂層中甲基丙烯酸甲酯的質量分數(shù)為12％、甲基丙烯酸的質量分數(shù)為5％、丙烯酸丁酯的質量分數(shù)為11％、丙烯酸乙酯的質量分數(shù)為10％、丙乙烯的質量分數(shù)為4％、滑石粉的質量分數(shù)為10％、輕質碳酸鈣的質量分數(shù)為10％、增稠劑的質量分數(shù)為0.5％、水的質量分數(shù)為37.5％；
二、制備反光涂層：將甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙乙烯和水混合，用震蕩分散器震蕩15min，得到苯丙乳液，向苯丙乳液中加入分散劑、增稠劑、納米氧化銅粒子和水，用磁力攪拌器攪拌1h，然后利用超聲波分散儀分散10min，得到反光涂層，用高壓噴槍將反光涂層均勻的噴涂在墻上的基底涂層上2mm；所述的苯丙乳液中甲基丙烯酸甲酯的質量分數(shù)為11.4％、甲基丙烯酸的質量分數(shù)為4.8％、丙烯酸丁酯的質量分數(shù)為10.5％、丙烯酸乙酯的質量分數(shù)為9.5％、丙乙烯的質量分數(shù)為3.8％、水的質量分數(shù)為60％；所述的反光涂層中苯丙乳液的質量分數(shù)為35％、分散劑的質量分數(shù)為1％、增稠劑的質量分數(shù)為1％、納米氧化銅粒子的質量分數(shù)為3％、水的質量分數(shù)為60％；
三、制備發(fā)光涂層：將玻璃纖維網(wǎng)格布全部浸入到復合水性涂料中，將玻璃纖維網(wǎng)格布取出，然后將熒光粒子高壓噴槍均勻噴涂到浸入過復合水性涂料的玻璃纖維網(wǎng)格布上，在80℃的烘箱中干燥5min，用苯丙乳液將干燥完的玻璃纖維網(wǎng)格布粘到步驟二的反光涂層上，即完成降溫發(fā)光多功能復合墻體涂層的制備；所述的玻璃纖維網(wǎng)格布的空隙大小為2mm×2mm；所述的熒光粒子為稀土熒光粒子；所述的復合水性涂料為水性丙烯酸涂料；
步驟三中所述的苯丙乳液是按以下步驟制備的：將甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙乙烯和水混合，用震蕩分散器震蕩15min～20min，得到苯丙乳液，所述的苯丙乳液中甲基丙烯酸甲酯的質量分數(shù)為11.4％、甲基丙烯酸的質量分數(shù)為4.8％、丙烯酸丁酯的質量分數(shù)為10.5％、丙烯酸乙酯的質量分數(shù)為9.5％、丙乙烯的質量分數(shù)為3.8％、水的質量分數(shù)為60％。
步驟三中的稀土熒光粒子為東莞市安大稀土發(fā)光材料有限公司的FG104黃綠光夜光粉。
步驟三中的水性丙烯酸涂料是靖江市通高化工有限公司的產(chǎn)品。
步驟一所述的增稠劑為聚乙烯醇；
步驟二所述的增稠劑為聚乙烯醇；
步驟二所述的分散劑為TH-191反滲透阻垢劑；
步驟二所述的納米氧化銅粒子的粒徑為570nm。
本試驗的反光涂層對近紅外輻射的反射率最高可達77.1％，并且稀土熒光粒子可吸收反光涂層反射的光，在停止光照后仍有長余輝現(xiàn)象，每戶家庭每年可節(jié)省電能360千瓦時，具有很高的實用價值。
本試驗將各種材料的物性有機結合，實現(xiàn)了“降溫—蓄能—發(fā)光”的功能，在降溫的同時，利用了太陽光，有效的節(jié)約了能源。經(jīng)試驗證實，該涂層可使墻體降溫4℃～5℃，夜間指示照明時間約3h，實現(xiàn)了節(jié)能減排的最終目的。
因為納米氧化銅粒子只對紅外光有較好的反射率，而對可見光區(qū)沒有較高的反射率，所以不會造成光污染。