CN104774545A

CN104774545A - 灯管用环保型红外反射涂层

Info

Publication number: CN104774545A
Application number: CN201410019159.8A
Authority: CN
Inventors: 赵岩; 张莉
Original assignee: Tianjin Silicate Research Institute
Current assignee: Tianjin Silicate Research Institute
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2015-07-15

Abstract

本发明涉及一种环保型水性红外反射涂层，主要应用于加热卤钨灯石英质灯体外壁，以水性热固性树脂材料为低温成膜物质，以低熔点、低膨胀系数特制无铅玻璃粘结剂为高温粘结材料，经低温成膜工艺加工制备的一种具有红外反射功能的，耐高温、粘结性强、无毒无污染的水性有机无机复合涂层。该涂层区别于油性涂层体系，以水为溶剂及分散介质，不含有机溶剂，极大的降低了生产使用中VOC排放并使其趋向于0，外观均匀整齐，耐高温900度、抗热冲击性佳、附着力0-1级，红外反射率达80％。该发明是油性涂层及国内外同类产品的替代产品，成本低廉，性能优异。

Description

灯管用环保型红外反射涂层

技术领域：

本发明涉及一种环保型水性红外反射涂层，主要应用于加热卤钨灯石英质灯体外壁，具有提高加热效率，节能降耗的作用。该涂层区别于油性涂层体系，以水为溶剂及分散介质，不含有机溶剂，极大的降低了生产使用中VOC排放并使其趋向于0，同时涂层性能优异，可达外观均匀整齐，耐高温700度、抗热冲击性佳、附着力0-1级。

背景技术：

红外加热技术作为一种新型清洁能源，因其结构紧凑，加热效率高，升温速率快等优点，广泛应用于半导体工业中热电子晶片，吹制PE、TP瓶子，回流焊设备，干燥填料，机动车修理中干燥油漆，医疗应用，复印机色剂定位，印刷电路底板焊料的融化，食品加热和消毒等。红外反射涂层是红外加热***中的重要功能材料，涂层性能好坏直接影响红外加热灯的热效率及寿命。随着环保意识的增强，水性功能涂层必将取代油性产品而占据主导地位。

传统的涂料产品(溶剂型涂料)中含有溶剂，在生产和施工过程中排放大量的VOC(挥发性有机化合物)，危害人类健康，造成环境污染。据统计，目前全球每年向大气排放的VOC为500-600万t。随着人类环保意识的增强，工业发达国家相继制订保护环境的法规，限制VOC排入大气。我国作为工业和人口大国，在追逐经济高速发展的同时，环境污染问题日益突出，已经引起全国人民和国家机关的高度关注。涂料水性化的开展，有益于节约资源、改善环境污染、实施清洁生产，取得有效的社会和经济效益。但是，基于我国在功能性水性涂料方面起步晚，自主研发能力不足，基础研究薄弱等原因，涂料生产及涂装技术方面与工业发达国家相比，仍有较大的差距。

该发明涉及一种水性双组份涂料，其中甲组分含一种含活性氢的水性功能性乳胶基料，乙组分含-re水分散性多异氰酸酯。甲乙组分之一或两者含非红外光吸收型着色颜料。将甲乙组分的混合物涂覆于石英类底材上，固化，制得一种绿色环保型水性涂层，且能牢固地附着于持续高温工作状态下的石英类底材上。

发明内容：

本发明的目的是提供一种特种光源及相关领域中使用的耐高温、无毒无污染的环保型水性反射涂层。

本发明提供的红外反射涂层涂覆载体为金属卤钨灯，即一个玻璃状的透光石英玻璃外壳，经过气密密封，封装着装在外壳中的钨丝灯丝和卤素。

该涂层包围在发光部件管壳的外表面或存在于管壳的一部分上，从而将灯体产生的红外辐射的大部分反射回管壳中，提高了针对恒定电功率消耗的光通量，实现了发光部件的高的热效率，节约能源，减少不必要的红外辐射损耗。

该涂层涂覆于管状石英质红外加热灯管外壁，涂覆1/4～1/2圆面。但本涂层不局限于本特殊实施例的灯，也可采用其它灯、灯型、灯结构及涂覆形式。

本发明提供的红外反射涂层，其组成：水性热固性硅树脂溶液(改性有机硅树脂)15-25％，高温玻璃粘结剂(玻璃状SiO2粘结剂)1-20％，光反射材料(Al₂O₃等)15-50％，去离子水10-50％，其他填料及功能助剂1-10％。

本发明提供的水性热固性硅树脂溶液是一种双组分物质，甲组分含一种含活性氢的水性功能性乳胶基料，乙组分含-re水分散性多异氰酸酯。

本发明提供的红外反射涂层包含了分散在含二氧化硅的玻璃粘结剂中的光反射粒料。其中光反射粒料包括任何折射率与二氧化硅粘合剂不同、不导电、对基质和粘合材料有化学惰性、且不受灯工作温度、灯发射出的辐射或灯工作环境的不利影响的材料，例如，Al₂O₃、BN、Y₂O₃、ZrO₂、Ta₂O₅、Si₃O₄和Nb₂O₅，但不局限于这些例子。

本发明的高温玻璃粘结剂为低熔点、低膨胀系数的进口无铅玻璃粉，其颗粒度为5um，以SiO2、B2O3为主成分，与石英材料润湿性能和膨胀系数匹配度佳。

本发明提供的红外反射涂层，其制备方法：光反射功能材料，无机颜填料及高温玻璃粘结剂经高速研磨改性处理，过筛后与去离子水、水性机硅树脂溶液和功能助剂混合并低速搅拌1小时，即制备完成红外反射涂料。采用低温等压喷涂的方法，严格控制喷涂室内温度湿度，将该涂料均匀涂覆于石英灯外壁。控制涂层厚度为20-40um.将该涂层在低温下干燥，之后将涂有该红外反射涂层的灯在空气中渐渐加热，使其温度上升至玻粉膨胀软化温度，使高温玻璃粘结剂与管壳牢固粘结。

技术参数为：

1.外观：整齐，平滑

2.附着力：附着力0-1级；

3.耐高温：可满足900℃工作温度使用要求；

4.红外反射性能：在波段0.76-5um，红外反射率80％以上。

具体实施方式：

1.配方

高温玻璃粘结剂(BPOO₃)：15

光反射材料(TiO₂/Al₂O₃/SiO₂)：15

乳化改性水性硅树脂溶液：15

有机溶剂：35

其他填料：12

功能助剂：8

2.制备：

①将光反射功能材料，无机颜填料、高温玻璃粘结剂加入少量改性助剂按上述比例高速研磨6小时；

②将上述研磨后的粉末过筛800目；

③将水性有机硅溶液与去离子水及功能助剂混合并低速搅拌1小时，形成均质粘稠胶体；

④将过筛后的粉料与上术胶体高速剪切30分钟，即为水性红外反射涂料；

⑤采用低温等压喷涂的方法，将该涂料均匀涂覆于石英灯外壁，涂层厚度为30um；

⑥将该涂层在低温100度下干燥半小时，使其充分干燥，之后将涂有该红外反射涂层的灯在空气中渐渐加热，使其温度上升至620度，使有机硅树脂形成网状结构，并实现高温粘结。

Claims

1.一种红外反射涂层，其特征在于，涂层的组分及百分含量为：水性热固性硅树脂溶液(改性有机硅树脂)15-25％，高温玻璃粘结剂(玻璃状SiO2粘结剂)1-20％，光反射材料(Al₂O₃等)15-50％，去离子水10-50％，其他填料及功能助剂1-10％。涂层包围在透光发光部件管壳外部。

2.根据权利要求1所述的红外反射涂层，其特征在于，所述的高温玻璃粘结剂为低熔点，低膨胀系数，无铅玻璃粉，颗粒度为5um，以SiO₂、B₂O₃为主要成分。

3.根据权利要求1所述的红外反射涂层，其特征在于，所述的光反射材料的折射率与与二氧化硅粘合剂不同、不导电、对基质和粘合材料有化学惰性、且不受灯工作温度、灯发射出的辐射或灯工作环境的不利影响的材料，反射材料为：Al₂O₃、BN、Y₂O₃、ZrO₂、Ta₂O₅、Si₃O₄和Nb₂O₅，但不局限于这些例子。

4.根据权利要求1所述的红外反射涂层，其特征在于，所述的水性有机硅树脂溶液为一种双组分物质，甲组分含一种含活性氢的水性功能性乳胶基料，乙组分含-re水分散性多异氰酸酯。

5.根据权利要求1所述的红外反射涂层，其特征在于，所述涂层厚度为20-40um。

6.根据权利要求1所述的红外反射涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

①将光反射功能材料，无机颜填料、高温玻璃粘结剂加入少量改性助剂高速研磨、过筛，然后与水性有机硅溶液及去离子水的混合胶体进行高速剪切，即得水性红外反射涂料；

②将该涂料均匀涂覆于石英灯外壁，干燥后将涂有该红外反射涂层的灯在空气中加热，最终得到该红外放射涂层。

7.根据权利要求6所述的红外反射涂层的制备方法，其特征在于，所述的光反射功能材料，无机盐填料，高温玻璃粘结剂加入少量改性助剂高速研磨的时间在4-8小时，高速剪切时间在20-60分钟。

8.根据权利要求7所述的红外反射涂层的制备方法，其特征在于，所述红外反射涂层干燥温度低于100摄氏度，干燥时间20-80分钟。

9.根据权利要求8所述的红外反射涂层的制备方法，其特征在于，所述红外反射涂层干燥后在空气中加热方式为渐进式，加热最高温度在580-700摄氏度之间。