CN103102715A - 一种红外反射涂层 - Google Patents

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赵岩
张莉
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Abstract

本发明涉及一种红外反射涂层，该涂层涂覆于管状石英质红外加热灯外壁，以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，经特殊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、无毒无污染的有机无机复合涂层。其可将发光部件所产生的红外辐射大部分反射回灯管壳中，从而提高发光部件的热效率；同时，该涂层具有耐高温700℃以上，连续工作5000h，涂层与基体粘结强度高，稳定性好，节能降耗，绿色环保。

Description

一种红外反射涂层
技术领域：
本发明涉及一种红外反射涂层，该涂层涂覆于管状石英质红外加热灯外壁，具有将发光部件所产生的红外辐射大部分反射回灯管壳中的作用，从而提高发光部件的热效率；同时，该涂层具有耐高温700℃以上，连续工作5000h，涂层与基体粘结强度高，稳定性好，节能降耗，绿色环保。
背景技术：
在石英红外线灯管上镀上一层耐高温的白色红外反射涂层的加热灯又叫镀白石英加热管。具有这层红外反射涂层的石英加热管是一种高效加热源，其发出短波红外线，具有效率高，热传递高，热传递快，对控制装置反应灵敏，结构紧凑，重量轻等优点，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。美国、意大利、日本对此进行了较系统的研究，且已基本成熟；而国内尚处于初级阶段，大多为低端产品，存在外观粗糙，表层易脱落，使用寿命短等问题。与国外现有商品相比，市场竞争力较弱，不论外观还是性能方面都急需进一步的改进和提高。国内已见的各种灯管用复合涂层的特点各异，如：一种荧光灯管用的紫外屏蔽复合涂层，由下列物质组成：氧化石墨烯0.1％～5％、SiO280％～90％、TiO25％～15％，利用表面沉积TiO2颗粒的氧化石墨烯乙醇溶液与二氧化硅化学镀膜液配制出紫外屏蔽剂，经过涂覆、干燥固化，获得紫外屏蔽复合涂层[1]；节能灯管用溶胶-凝胶法γ-Al2O3保护膜涂料，其组分及重量百分比为：γ-Al2O3粉体2％～20％，分散剂0.1％～0.3％，粘结剂0.02％～0.15％，其余为水。
该红外反射涂层以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，经特殊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、无毒无污染的有机无机复合涂层。该红外反射涂层的研制、开发具有巨大的经济、社会及环境效益。
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、无毒无污染的有机无机复合涂层。
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1/3～1/2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：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)30-50％，光反射材料(Al2O3等)15-30％，有机溶剂(甲醇等)10-20％，其他填料及功能助剂1-10％。
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好。
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，过筛后与有机溶剂、硅树脂溶液和功能助剂混合并高速剪切30分钟，即制备完成红外反射涂料。采用低温等压喷涂或浸涂的方法，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，以便将溶剂蒸发掉，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，从而使有机物质热解，并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700℃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70％以上。
具体实施方式：
1.配方：
高温玻璃粘结剂(BPOO3)：35
光反射材料(TiO2/Al2O3/SiO2)：15
热固性硅树脂溶液：25
有机溶剂：10
其他填料：10
功能助剂：5
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将过筛后的粉料与有机溶剂、硅树脂溶液和功能助剂混合并高速剪切30分钟，即为红外反射涂料；
④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；
⑤将该涂层在低温250度下干燥半小时，以便将溶剂蒸发掉，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，从而使有机物质热解，并实现高温粘结。

Claims (5)

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：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)30-50％，光反射材料(Al2O3等)15-30％，有机溶剂(甲醇等)10-20％，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。
3.根据权利要求2所述的红外反射涂层，其特征在于，所述的玻璃粘结剂，颗粒度为5um，以SiO2、B2O3为主要成分。
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。
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。
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