一種熱紅外屏蔽涂層材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱紅外屏蔽涂層材料的制備方法，屬于涂層材料合成領(lǐng)域。本發(fā)明首先采用生石灰和石膏在加熱條件下，侵蝕粉煤灰微球，使其表面產(chǎn)生部分缺陷而活化，再將其與菱鎂礦在高溫下燒結(jié)生成多孔石質(zhì)粉末，與金屬氧化物混合后，經(jīng)蚯蚓發(fā)酵后混合均勻，再與醋酸乙酯、聚氨酯樹脂等混合均勻后得到成品。本發(fā)明利用粉煤灰中空心玻璃微珠的球形結(jié)構(gòu)來反射太陽光，減少太陽光的吸收，而且經(jīng)蚯蚓發(fā)酵后，蚯蚓體內(nèi)微生物呼吸作用使微珠內(nèi)富含空氣，在涂層中形成一道有效的熱屏障，使降溫效果大大提高，與菱鎂礦燒結(jié)后降低了其膨脹系數(shù)，提高了抗熱震穩(wěn)定性，使用壽命得以提高。
【專利說明】
一種熱紅外屏蔽涂層材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明公開了一種熱紅外屏蔽涂層材料的制備方法，屬于涂層材料合成領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能是人類的生活的必備條件之一，每秒輻射到地球表面上的太陽光能量大約是750W/m2，目前人類正積極的開發(fā)太陽能以節(jié)約地球上有限的不可再生資源。我國三分之二以上的國土面積每年日照時間在2200小時以上。太陽的強(qiáng)烈輻射使物體表面溫度過高，給工業(yè)生產(chǎn)和日常生活帶來了諸多問題和不便。目前城市大量的市政建設(shè)導(dǎo)致熱島效應(yīng)越來越明顯，因此導(dǎo)致城市市區(qū)溫度高于周圍環(huán)境溫度3?5°C，建筑物屋頂和外墻表面溫度升高使周圍環(huán)境和室內(nèi)的溫度過高，降低了生活環(huán)境的舒適度，增加了空調(diào)制冷用電量，在許多發(fā)達(dá)國家，噴淋裝置、空調(diào)、冷氣機(jī)和電風(fēng)扇等降溫制冷設(shè)備所用的能量占全年總能耗的20%以上。
[0003]因此，運(yùn)用各種方法降低太陽光強(qiáng)烈輻射所引起的物體升溫、節(jié)約能源，是一個重要的研究課題。在降溫的諸多方法中，涂料以其經(jīng)濟(jì)、使用方便和降溫效果好等優(yōu)點越來越受到人們的青睞。
[0004]降溫涂料是近年來在民用領(lǐng)域迅速發(fā)展起來的一種特種功能性涂料，它主要通過提高涂層表面的紅外發(fā)射率和反射率來實現(xiàn)降低被涂覆物體內(nèi)部的輻射溫度，達(dá)到減少空調(diào)能源消耗，節(jié)約能源的目的。根據(jù)降溫機(jī)理和隔熱方式不同，可分為:阻隔型、反射型和輻射型三類。
[0005]阻隔型隔熱涂料:是一種被動式降溫涂料，其隔熱機(jī)理比較簡單，是通過對熱傳遞的阻抗作用實現(xiàn)降溫。該種涂料的優(yōu)點是原材料易得，而且生產(chǎn)設(shè)備簡單，投入少，產(chǎn)出大，施工方便;但是對降低對流和輻射傳熱的效果差，且保溫層較厚，不抗振動，使用壽命短。
[0006]反射型隔熱涂料:該種涂料通過適當(dāng)選擇透明性好的樹脂和反射率高的填料，制得高反射率的涂膜，以達(dá)到反射光和熱的目的。反射型隔熱涂料附著力好，與底漆、中間漆匹配性好，耐候性強(qiáng)，但目前使用較多的都是溶劑型體系，溶劑在使用過程中有毒性和刺激性，對于人流密集或者室內(nèi)環(huán)境不適用，且與阻隔型涂料一樣，僅能減緩但不能阻擋熱量的傳遞。
[0007]輻射型隔熱涂料:此種涂料是通過輻射的形式把吸收的熱量以一定的波長發(fā)射到空氣中，從而達(dá)到良好隔熱降溫效果的一種涂料。該種涂料能夠以熱發(fā)射的形式將吸收的熱量輻射掉，從而使被涂覆物表面及內(nèi)部以同樣的速率降溫，但是輻射型隔熱涂料原材料的選取和燒結(jié)工藝復(fù)雜，所得涂料的發(fā)射率不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對傳統(tǒng)降溫涂層在制備和使用過程中出現(xiàn)的保溫層較厚，抗振動性較差，使用壽命短，降溫效果差，雖能減緩但不能阻擋熱量傳遞的問題，提供了一種熱紅外屏蔽涂層材料的制備方法。本發(fā)明首先采用生石灰和石膏在加熱條件下，侵蝕粉煤灰微球，使其表面產(chǎn)生部分缺陷而活化，再將其與菱鎂礦在高溫下燒結(jié)生成多孔石質(zhì)粉末，與金屬氧化物混合后，經(jīng)蚯蚓發(fā)酵后混合均勻，再與醋酸乙酯、聚氨酯樹脂等混合均勻后得到成品。本發(fā)明利用粉煤灰中空心玻璃微珠的球形結(jié)構(gòu)來反射太陽光，減少太陽光的吸收，而且經(jīng)蚯蚓發(fā)酵后，蚯蚓體內(nèi)微生物呼吸作用使微珠內(nèi)富含空氣，在涂層中形成一道有效的熱屏障，使降溫效果大大提高，與菱鎂礦燒結(jié)后降低了其膨脹系數(shù)，提高了抗熱震穩(wěn)定性，使用壽命得以提尚O
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(1)依次稱取800?900g粉煤灰，60?80g生石灰和60?80g天然二水石膏，加入盛有1000?1500mL去離子水的燒杯中，用玻璃棒攪拌均勻后，將燒杯轉(zhuǎn)入蒸鍋中，在85?95°C條件下，蒸煮2?4h，出料，將燒杯中漿料倒于石磨磨盤上，研磨6?8min，收集研磨后的物料，轉(zhuǎn)入105?110°C烘箱中，烘干至恒重，再經(jīng)研缽研磨后，過325目篩，得活化粉煤灰；
(2)稱取300?400g菱鎂礦，加入萬能粉碎機(jī)中，粉碎后過篩，收集400目菱鎂礦粉末，與800?900g上述所得活化粉煤灰混合均勻后，將混合物轉(zhuǎn)入管式電阻爐中，以8?10°C/min速率逐步升溫至700?720°C，保溫反應(yīng)30?45min后，繼續(xù)以6?8°C/min速率升溫至1200?1250 °C,保溫反應(yīng)3?5h，隨爐冷卻至室溫后取出，得多孔石質(zhì)粉末；
(3)將上述所得多孔石質(zhì)粉末投入盛有600?SOOmL去離子水的燒杯中，再依次加入20?25g氧化鐵，10?15g氧化鎂，30?35g 二氧化鈦，10?15g碳化娃，用玻璃棒攪拌混合10?15min后，將燒杯中物料與避光通風(fēng)處堆放，控制通風(fēng)量，保持室溫在20?25°C，用噴壺噴灑去離子水，保持物料濕度為60?68%，按接種量為30?45%接種蚯蚓，培養(yǎng)3?5天后，分離除去蚯蚓，得水性混合濕料；
(4)在混料機(jī)中，按重量份數(shù)計，依次加入40?50份上述所得水性混合濕料，35?40份聚氨酯樹脂2050，3?5份消光粉，6?8份工業(yè)酒精，7?9份醋酸乙酯，6?8份正丁醇，以600?800r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合50?60min，出料，灌裝，即得熱紅外屏蔽涂層材料。
[0010]本發(fā)明的具體應(yīng)用方法:首先經(jīng)人工對試驗箱基材表面進(jìn)行除污、除銹、除灰處理，隨后噴涂環(huán)氧云母氧化鐵底漆，涂膜厚度為30?40μπι，干燥6?Sh后，噴涂本發(fā)明所得熱紅外屏蔽涂層材料，控制涂膜厚度為25?30μπι，待其完全干燥后，再噴涂第二道，控制總膜厚度為80?ΙΟΟμπι，待干燥后，將試驗箱基材置于陽光下暴曬，經(jīng)檢測，試驗箱內(nèi)溫度與涂刷普通涂料箱體的溫度低10?15°C，移至避光通風(fēng)處后，試驗箱內(nèi)降溫速率較涂刷普通涂料箱體快50?80%。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明所得材料對太陽光的反射率可達(dá)92%以上，能有效阻止熱能向物體內(nèi)部傳導(dǎo)，并將吸收的熱能輻射出去，減少了空調(diào)等降溫設(shè)備帶來的能耗；
(2)本發(fā)明在制備過程中無須投入重型大型設(shè)備，所用原材料來源廣泛，生產(chǎn)工藝簡單，具有廣闊的市場前景，可工業(yè)化擴(kuò)大生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0012]依次稱取800?900g粉煤灰，60?80g生石灰和60?80g天然二水石膏，加入盛有1000?1500mL去離子水的燒杯中，用玻璃棒攪拌均勻后，將燒杯轉(zhuǎn)入蒸鍋中，在85?95°C條件下，蒸煮2?4h，出料，將燒杯中漿料倒于石磨磨盤上，研磨6?8min，收集研磨后的物料，轉(zhuǎn)入105?110°C烘箱中，烘干至恒重，再經(jīng)研缽研磨后，過325目篩，得活化粉煤灰;稱取300?400g菱鎂礦，加入萬能粉碎機(jī)中，粉碎后過篩，收集400目菱鎂礦粉末，與800?900g上述所得活化粉煤灰混合均勻后，將混合物轉(zhuǎn)入管式電阻爐中，以8?10°C/min速率逐步升溫至700?720 °C，保溫反應(yīng)30?45min后，繼續(xù)以6?8°C/min速率升溫至1200?1250 °C，保溫反應(yīng)3?5h，隨爐冷卻至室溫后取出，得多孔石質(zhì)粉末;將上述所得多孔石質(zhì)粉末投入盛有600?800mL去離子水的燒杯中，再依次加入20?25g氧化鐵，10?15g氧化鎂，30?35g二氧化鈦，10?15g碳化娃，用玻璃棒攪拌混合10?15min后，將燒杯中物料與避光通風(fēng)處堆放，控制通風(fēng)量，保持室溫在20?25°C，用噴壺噴灑去離子水，保持物料濕度為60?68%，按接種量為30?45%接種蚯蚓，培養(yǎng)3?5天后，分離除去蚯蚓，得水性混合濕料;在混料機(jī)中，按重量份數(shù)計，依次加入40?50份上述所得水性混合濕料，35?40份聚氨酯樹脂2050，3?5份消光粉，6?8份工業(yè)酒精，7?9份醋酸乙酯，6?8份正丁醇，以600?800r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合50?60min，出料，灌裝，即得熱紅外屏蔽涂層材料。
[0013]實例I
依次稱取800g粉煤灰，60g生石灰和60g天然二水石膏，加入盛有100mL去離子水的燒杯中，用玻璃棒攪拌均勻后，將燒杯轉(zhuǎn)入蒸鍋中，在85 °C條件下，蒸煮2h，出料，將燒杯中漿料倒于石磨磨盤上，研磨6min，收集研磨后的物料，轉(zhuǎn)入105°C烘箱中，烘干至恒重，再經(jīng)研缽研磨后，過325目篩，得活化粉煤灰;稱取300g菱鎂礦，加入萬能粉碎機(jī)中，粉碎后過篩，收集400目菱鎂礦粉末，與SOOg上述所得活化粉煤灰混合均勻后，將混合物轉(zhuǎn)入管式電阻爐中，以8°C/min速率逐步升溫至700°C，保溫反應(yīng)30min后，繼續(xù)以6°C/min速率升溫至1200°C，保溫反應(yīng)3h，隨爐冷卻至室溫后取出，得多孔石質(zhì)粉末;將上述所得多孔石質(zhì)粉末投入盛有600mL去離子水的燒杯中，再依次加入20g氧化鐵，1g氧化鎂，30g二氧化鈦，1g碳化硅，用玻璃棒攪拌混合1min后，將燒杯中物料與避光通風(fēng)處堆放，控制通風(fēng)量，保持室溫在20°C，用噴壺噴灑去離子水，保持物料濕度為60%，按接種量為30%接種蚯蚓，培養(yǎng)3天后，分離除去蚯蚓，得水性混合濕料;在混料機(jī)中，按重量份數(shù)計，依次加入40份上述所得水性混合濕料，35份聚氨酯樹脂2050，3份消光粉，6份工業(yè)酒精，7份醋酸乙酯，6份正丁醇，以600r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合50min，出料，灌裝，即得熱紅外屏蔽涂層材料。
[0014]本發(fā)明的具體應(yīng)用方法:首先經(jīng)人工對試驗箱基材表面進(jìn)行除污、除銹、除灰處理，隨后噴涂環(huán)氧云母氧化鐵底漆，涂膜厚度為30μπι，干燥6h后，噴涂本發(fā)明所得熱紅外屏蔽涂層材料，控制涂膜厚度為25μπι，待其完全干燥后，再噴涂第二道，控制總膜厚度為80μπι，待干燥后，將試驗箱基材置于陽光下暴曬，經(jīng)檢測，試驗箱內(nèi)溫度與涂刷普通涂料箱體的溫度低I (TC，移至避光通風(fēng)處后，試驗箱內(nèi)降溫速率較涂刷普通涂料箱體快50%。
[0015]實例2
依次稱取850g粉煤灰，70g生石灰和70g天然二水石膏，加入盛有1200mL去離子水的燒杯中，用玻璃棒攪拌均勻后，將燒杯轉(zhuǎn)入蒸鍋中，在90 °C條件下，蒸煮3h，出料，將燒杯中漿料倒于石磨磨盤上，研磨7min，收集研磨后的物料，轉(zhuǎn)入108°C烘箱中，烘干至恒重，再經(jīng)研缽研磨后，過325目篩，得活化粉煤灰;稱取350g菱鎂礦，加入萬能粉碎機(jī)中，粉碎后過篩，收集400目菱鎂礦粉末，與860g上述所得活化粉煤灰混合均勻后，將混合物轉(zhuǎn)入管式電阻爐中，以9°C/min速率逐步升溫至710°C，保溫反應(yīng)40min后，繼續(xù)以7°C/min速率升溫至1220°C，保溫反應(yīng)4h，隨爐冷卻至室溫后取出，得多孔石質(zhì)粉末;將上述所得多孔石質(zhì)粉末投入盛有700mL去離子水的燒杯中，再依次加入22g氧化鐵，12g氧化鎂，32g二氧化鈦，12g碳化硅，用玻璃棒攪拌混合12min后，將燒杯中物料與避光通風(fēng)處堆放，控制通風(fēng)量，保持室溫在22 °C,用噴壺噴灑去離子水，保持物料濕度為66%，按接種量為40%接種蚯蚓，培養(yǎng)4天后，分離除去蚯蚓，得水性混合濕料;在混料機(jī)中，按重量份數(shù)計，依次加入45份上述所得水性混合濕料，38份聚氨酯樹脂2050，4份消光粉，7份工業(yè)酒精，8份醋酸乙酯，7份正丁醇，以700r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合55min，出料，灌裝，即得熱紅外屏蔽涂層材料。
[0016]本發(fā)明的具體應(yīng)用方法:首先經(jīng)人工對試驗箱基材表面進(jìn)行除污、除銹、除灰處理，隨后噴涂環(huán)氧云母氧化鐵底漆，涂膜厚度為35μπι，干燥7h后，噴涂本發(fā)明所得熱紅外屏蔽涂層材料，控制涂膜厚度為26μπι，待其完全干燥后，再噴涂第二道，控制總膜厚度為90μπι，待干燥后，將試驗箱基材置于陽光下暴曬，經(jīng)檢測，試驗箱內(nèi)溫度與涂刷普通涂料箱體的溫度低12 °C，移至避光通風(fēng)處后，試驗箱內(nèi)降溫速率較涂刷普通涂料箱體快60%。
[0017]實例3
依次稱取900g粉煤灰，80g生石灰和80g天然二水石膏，加入盛有1500mL去離子水的燒杯中，用玻璃棒攪拌均勻后，將燒杯轉(zhuǎn)入蒸鍋中，在95 °C條件下，蒸煮4h，出料，將燒杯中漿料倒于石磨磨盤上，研磨Smin，收集研磨后的物料，轉(zhuǎn)入110 °C烘箱中，烘干至恒重，再經(jīng)研缽研磨后，過325目篩，得活化粉煤灰;稱取400g菱鎂礦，加入萬能粉碎機(jī)中，粉碎后過篩，收集400目菱鎂礦粉末，與900g上述所得活化粉煤灰混合均勻后，將混合物轉(zhuǎn)入管式電阻爐中，以10°C/min速率逐步升溫至720°C，保溫反應(yīng)45min后，繼續(xù)以8°C/min速率升溫至1250°C，保溫反應(yīng)5h，隨爐冷卻至室溫后取出，得多孔石質(zhì)粉末;將上述所得多孔石質(zhì)粉末投入盛有800mL去離子水的燒杯中，再依次加入25g氧化鐵，15g氧化鎂，35g二氧化鈦，15g碳化硅，用玻璃棒攪拌混合15min后，將燒杯中物料與避光通風(fēng)處堆放，控制通風(fēng)量，保持室溫在25°C，用噴壺噴灑去離子水，保持物料濕度為68%，按接種量為45%接種蚯蚓，培養(yǎng)5天后，分離除去蚯蚓，得水性混合濕料;在混料機(jī)中，按重量份數(shù)計，依次加入50份上述所得水性混合濕料，40份聚氨酯樹脂2050，5份消光粉，8份工業(yè)酒精，9份醋酸乙酯，8份正丁醇，以SOOr/min轉(zhuǎn)速攪拌混合60min，出料，灌裝，即得熱紅外屏蔽涂層材料。
[0018]本發(fā)明的具體應(yīng)用方法:首先經(jīng)人工對試驗箱基材表面進(jìn)行除污、除銹、除灰處理，隨后噴涂環(huán)氧云母氧化鐵底漆，涂膜厚度為40μπι，干燥Sh后，噴涂本發(fā)明所得熱紅外屏蔽涂層材料，控制涂膜厚度為30μπι，待其完全干燥后，再噴涂第二道，控制總膜厚度為100μm，待干燥后，將試驗箱基材置于陽光下暴曬，經(jīng)檢測，試驗箱內(nèi)溫度與涂刷普通涂料箱體的溫度低15 °C，移至避光通風(fēng)處后，試驗箱內(nèi)降溫速率較涂刷普通涂料箱體快80%。
【主權(quán)項】
1.一種熱紅外屏蔽涂層材料的制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)依次稱取800?900g粉煤灰，60?80g生石灰和60?80g天然二水石膏，加入盛有.1000?1500mL去離子水的燒杯中，用玻璃棒攪拌均勻后，將燒杯轉(zhuǎn)入蒸鍋中，在85?95°C條件下，蒸煮2?4h，出料，將燒杯中漿料倒于石磨磨盤上，研磨6?8min，收集研磨后的物料，轉(zhuǎn)入105?110°C烘箱中，烘干至恒重，再經(jīng)研缽研磨后，過325目篩，得活化粉煤灰； (2)稱取300?400g菱鎂礦，加入萬能粉碎機(jī)中，粉碎后過篩，收集400目菱鎂礦粉末，與.800?900g上述所得活化粉煤灰混合均勻后，將混合物轉(zhuǎn)入管式電阻爐中，以8?10°C/min速率逐步升溫至700?720°C，保溫反應(yīng)30?45min后，繼續(xù)以6?8°C/min速率升溫至1200?.1250 °C,保溫反應(yīng)3?5h，隨爐冷卻至室溫后取出，得多孔石質(zhì)粉末； (3)將上述所得多孔石質(zhì)粉末投入盛有600?SOOmL去離子水的燒杯中，再依次加入20?25g氧化鐵，10?15g氧化鎂，30?35g 二氧化鈦，10?15g碳化娃，用玻璃棒攪拌混合10?.15min后，將燒杯中物料與避光通風(fēng)處堆放，控制通風(fēng)量，保持室溫在20?25°C，用噴壺噴灑去離子水，保持物料濕度為60?68%，按接種量為30?45%接種蚯蚓，培養(yǎng)3?5天后，分離除去蚯蚓，得水性混合濕料； (4)在混料機(jī)中，按重量份數(shù)計，依次加入40?50份上述所得水性混合濕料，35?40份聚氨酯樹脂2050，3?5份消光粉，6?8份工業(yè)酒精，7?9份醋酸乙酯，6?8份正丁醇，以600?800r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合50?60min，出料，灌裝，即得熱紅外屏蔽涂層材料。
【文檔編號】C09D5/33GK105925163SQ201610508845
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月2日
【發(fā)明人】郭迎慶, 許博偉
【申請人】郭迎慶