燈管用環(huán)保型紅外反射涂層的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001 ] 本發(fā)明涉及一種環(huán)保型水性紅外反射涂層，主要應(yīng)用于加熱鹵鎢燈石英質(zhì)燈體外壁，具有提高加熱效率，節(jié)能降耗的作用。該涂層區(qū)別于油性涂層體系，以水為溶劑及分散介質(zhì)，不含有機(jī)溶劑，極大的降低了生產(chǎn)使用中VOC排放并使其趨向于0，同時(shí)涂層性能優(yōu)異，可達(dá)外觀均勻整齊，耐高溫700度、抗熱沖擊性佳、附著力0-1級(jí)。
【背景技術(shù)】
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[0002]紅外加熱技術(shù)作為一種新型清潔能源，因其結(jié)構(gòu)緊湊，加熱效率高，升溫速率快等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)中熱電子晶片，吹制PE、TP瓶子，回流焊設(shè)備，干燥填料，機(jī)動(dòng)車修理中干燥油漆，醫(yī)療應(yīng)用，復(fù)印機(jī)色劑定位，印刷電路底板焊料的融化，食品加熱和消毒等。紅外反射涂層是紅外加熱系統(tǒng)中的重要功能材料，涂層性能好壞直接影響紅外加熱燈的熱效率及壽命。隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，水性功能涂層必將取代油性產(chǎn)品而占據(jù)主導(dǎo)地位。
[0003]傳統(tǒng)的涂料產(chǎn)品(溶劑型涂料)中含有溶劑，在生產(chǎn)和施工過程中排放大量的VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物)，危害人類健康，造成環(huán)境污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球每年向大氣排放的VOC為500-600萬t。隨著人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，工業(yè)發(fā)達(dá)國家相繼制訂保護(hù)環(huán)境的法規(guī)，限制VOC排入大氣。我國作為工業(yè)和人口大國，在追逐經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)，環(huán)境污染問題日益突出，已經(jīng)引起全國人民和國家機(jī)關(guān)的高度關(guān)注。涂料水性化的開展，有益于節(jié)約資源、改善環(huán)境污染、實(shí)施清潔生產(chǎn)，取得有效的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。但是，基于我國在功能性水性涂料方面起步晚，自主研發(fā)能力不足，基礎(chǔ)研究薄弱等原因，涂料生產(chǎn)及涂裝技術(shù)方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比,仍有較大的差距。
[0004]該發(fā)明涉及一種水性雙組份涂料，其中甲組分含一種含活性氫的水性功能性乳膠基料，乙組分含_re水分散性多異氰酸酯。甲乙組分之一或兩者含非紅外光吸收型著色顏料。將甲乙組分的混合物涂覆于石英類底材上，固化，制得一種綠色環(huán)保型水性涂層，且能牢固地附著于持續(xù)高溫工作狀態(tài)下的石英類底材上。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本發(fā)明的目的是提供一種特種光源及相關(guān)領(lǐng)域中使用的耐高溫、無毒無污染的環(huán)保型水性反射涂層。
[0006]本發(fā)明提供的紅外反射涂層涂覆載體為金屬鹵鎢燈，即一個(gè)玻璃狀的透光石英玻璃外殼，經(jīng)過氣密密封，封裝著裝在外殼中的鎢絲燈絲和鹵素。
[0007]該涂層包圍在發(fā)光部件管殼的外表面或存在于管殼的一部分上，從而將燈體產(chǎn)生的紅外輻射的大部分反射回管殼中，提高了針對(duì)恒定電功率消耗的光通量，實(shí)現(xiàn)了發(fā)光部件的高的熱效率，節(jié)約能源，減少不必要的紅外輻射損耗。
[0008]該涂層涂覆于管狀石英質(zhì)紅外加熱燈管外壁，涂覆1/4?1/2圓面。但本涂層不局限于本特殊實(shí)施例的燈，也可采用其它燈、燈型、燈結(jié)構(gòu)及涂覆形式。
[0009]本發(fā)明提供的紅外反射涂層，其組成:水性熱固性硅樹脂溶液(改性有機(jī)硅樹脂)15-25 %，高溫玻璃粘結(jié)劑(玻璃狀Si02粘結(jié)劑)1-20 %，光反射材料(Al2O3等)15-50 %，去離子水10-50%，其他填料及功能助劑1-10%。
[0010]本發(fā)明提供的水性熱固性硅樹脂溶液是一種雙組分物質(zhì)，甲組分含一種含活性氫的水性功能性乳膠基料，乙組分含-re水分散性多異氰酸酯。
[0011]本發(fā)明提供的紅外反射涂層包含了分散在含二氧化硅的玻璃粘結(jié)劑中的光反射粒料。其中光反射粒料包括任何折射率與二氧化硅粘合劑不同、不導(dǎo)電、對(duì)基質(zhì)和粘合材料有化學(xué)惰性、且不受燈工作溫度、燈發(fā)射出的輻射或燈工作環(huán)境的不利影響的材料，例如，Al2O3' BN、Y2O3> ZrO2, Ta2O5' Si3O4 和 Nb2O5,但不局限于這些例子。
[0012]本發(fā)明的高溫玻璃粘結(jié)劑為低熔點(diǎn)、低膨脹系數(shù)的進(jìn)口無鉛玻璃粉，其顆粒度為5um,以Si02、B203為主成分，與石英材料潤濕性能和膨脹系數(shù)匹配度佳。
[0013]本發(fā)明提供的紅外反射涂層，其制備方法:光反射功能材料，無機(jī)顏填料及高溫玻璃粘結(jié)劑經(jīng)高速研磨改性處理，過篩后與去離子水、水性機(jī)硅樹脂溶液和功能助劑混合并低速攪拌I小時(shí)，即制備完成紅外反射涂料。采用低溫等壓噴涂的方法，嚴(yán)格控制噴涂室內(nèi)溫度濕度，將該涂料均勻涂覆于石英燈外壁。控制涂層厚度為20-40um.將該涂層在低溫下干燥，之后將涂有該紅外反射涂層的燈在空氣中漸漸加熱，使其溫度上升至玻粉膨脹軟化溫度，使高溫玻璃粘結(jié)劑與管殼牢固粘結(jié)。
[0014]技術(shù)參數(shù)為:
[0015]1.外觀:整齊，平滑
[0016]2.附著力:附著力0-1級(jí)；
[0017]3.耐高溫:可滿足900°C工作溫度使用要求；
[0018]4.紅外反射性能:在波段0.76-5um,紅外反射率80%以上。
【具體實(shí)施方式】
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[0019]1.配方
[0020]高溫玻璃粘結(jié)劑(BPOO3):15
[0021]光反射材料(Ti02/Al203/Si02):15
[0022]乳化改性水性硅樹脂溶液:15
[0023]有機(jī)溶劑:35
[0024]其他填料:12
[0025]功能助劑:8
[0026]2.制備:
[0027]①將光反射功能材料，無機(jī)顏填料、高溫玻璃粘結(jié)劑加入少量改性助劑按上述比例高速研磨6小時(shí)；
[0028]②將上述研磨后的粉末過篩800目；
[0029]③將水性有機(jī)硅溶液與去離子水及功能助劑混合并低速攪拌I小時(shí),形成均質(zhì)粘稠膠體；
[0030]④將過篩后的粉料與上術(shù)膠體高速剪切30分鐘，即為水性紅外反射涂料；
[0031]⑤采用低溫等壓噴涂的方法，將該涂料均勻涂覆于石英燈外壁，涂層厚度為30um ；
[0032]⑥將該涂層在低溫100度下干燥半小時(shí)，使其充分干燥，之后將涂有該紅外反射涂層的燈在空氣中漸漸加熱，使其溫度上升至620度，使有機(jī)硅樹脂形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)高溫粘結(jié)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種紅外反射涂層，其特征在于，涂層的組分及百分含量為:水性熱固性硅樹脂溶液(改性有機(jī)硅樹脂)15-25 %，高溫玻璃粘結(jié)劑(玻璃狀Si02粘結(jié)劑)1-20%，光反射材料(Al2O3等)15-50%，去離子水10-50%，其他填料及功能助劑1_10%。涂層包圍在透光發(fā)光部件管殼外部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外反射涂層，其特征在于，所述的高溫玻璃粘結(jié)劑為低熔點(diǎn)，低膨脹系數(shù)，無鉛玻璃粉，顆粒度為5um，以Si02、B203為主要成分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外反射涂層，其特征在于，所述的光反射材料的折射率與與二氧化硅粘合劑不同、不導(dǎo)電、對(duì)基質(zhì)和粘合材料有化學(xué)惰性、且不受燈工作溫度、燈發(fā)射出的輻射或燈工作環(huán)境的不利影響的材料，反射材料為:A1203、BN、Y2O3> ZrO2, Ta2O5, Si3O4和Nb2O5,但不局限于這些例子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外反射涂層，其特征在于，所述的水性有機(jī)硅樹脂溶液為一種雙組分物質(zhì)，甲組分含一種含活性氫的水性功能性乳膠基料，乙組分含-re水分散性多異氰酸酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外反射涂層，其特征在于，所述涂層厚度為20-40um。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外反射涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: ①將光反射功能材料，無機(jī)顏填料、高溫玻璃粘結(jié)劑加入少量改性助劑高速研磨、過篩，然后與水性有機(jī)硅溶液及去離子水的混合膠體進(jìn)行高速剪切，即得水性紅外反射涂料； ②將該涂料均勻涂覆于石英燈外壁，干燥后將涂有該紅外反射涂層的燈在空氣中加熱，最終得到該紅外放射涂層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紅外反射涂層的制備方法，其特征在于，所述的光反射功能材料，無機(jī)鹽填料，高溫玻璃粘結(jié)劑加入少量改性助劑高速研磨的時(shí)間在4-8小時(shí)，高速剪切時(shí)間在20-60分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的紅外反射涂層的制備方法，其特征在于，所述紅外反射涂層干燥溫度低于100攝氏度，干燥時(shí)間20-80分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的紅外反射涂層的制備方法，其特征在于，所述紅外反射涂層干燥后在空氣中加熱方式為漸進(jìn)式，加熱最高溫度在580-700攝氏度之間。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種環(huán)保型水性紅外反射涂層，主要應(yīng)用于加熱鹵鎢燈石英質(zhì)燈體外壁，以水性熱固性樹脂材料為低溫成膜物質(zhì)，以低熔點(diǎn)、低膨脹系數(shù)特制無鉛玻璃粘結(jié)劑為高溫粘結(jié)材料，經(jīng)低溫成膜工藝加工制備的一種具有紅外反射功能的，耐高溫、粘結(jié)性強(qiáng)、無毒無污染的水性有機(jī)無機(jī)復(fù)合涂層。該涂層區(qū)別于油性涂層體系，以水為溶劑及分散介質(zhì)，不含有機(jī)溶劑，極大的降低了生產(chǎn)使用中VOC排放并使其趨向于0，外觀均勻整齊，耐高溫900度、抗熱沖擊性佳、附著力0-1級(jí)，紅外反射率達(dá)80％。該發(fā)明是油性涂層及國內(nèi)外同類產(chǎn)品的替代產(chǎn)品，成本低廉，性能優(yōu)異。
【IPC分類】C09D5-33, F21V3-04, C08G18-61, C09D7-12, C09D175-04
【公開號(hào)】CN104774545
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410019159
【發(fā)明人】趙巖, 張莉
【申請(qǐng)人】天津市硅酸鹽研究所有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2014年1月10日