CN103694750B - 一种耐高温无机玻璃遮光涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于照明技术领域，公开了一种耐高温无机玻璃遮光涂料及其制备方法和应用。所述耐高温无机玻璃遮光涂料包括如下按质量百分比计的组分：高温粘结剂32～48％，功能填料30～46％，溶剂20～35％；高温粘结剂为羰基铁粉、羰基镍粉和羰基钴粉中的一种以上。将高温粘结剂、功能填料和溶剂按不同的玻璃的膨胀系数设计比例混合、研磨配制成耐高温无机玻璃遮光涂料，所得涂层与玻璃膨胀系数匹配密封，100％不透光、不漏光；耐800℃高温不冒烟；刮不掉，磨不坏；耐水煮，耐酸碱，耐有机溶剂；无毒无害，有轻微醇香，符合ROHS、REACH法规。

Description

一种耐高温无机玻璃遮光涂料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于照明技术领域，具体涉及一种耐高温无机玻璃遮光涂料及其制备方法和应用。

背景技术

目前国内有些厂家生产树脂型低温玻璃涂料，但这类产品存在以下缺点：因其采用的是溶剂型或水性树脂粘结技术，涂层均不耐高温。如点灯时冒烟、长时间工作附着力差、变色、脱落。且遇到水汽或有机溶剂会脱落。另外，油性(溶剂型)涂料气味大影响环境。

国内也有个别厂家用玻璃釉料或低熔点玻璃材料做粘结剂生产高温玻璃涂料，但其烧结后会漏光，且含铅有毒，破坏环境。

国际上的照明公司，如OSRAM、PHILIPS等照明巨头有生产类似产品，但在石英玻璃上使用会开裂、剥落；另外韩国及PHILIPS也有部分产品可耐高温，尽管其使用了独特的树脂，高温不会冒烟，但附着力差，涂料长时间暴露在空气中会胶联凝固，需要存放冰箱中，使用不便。且不耐有机溶剂。另外进口价格昂贵。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种耐高温无机玻璃遮光涂料；该涂料解决了现有涂料在所有类型的玻璃上的通用性、冒烟、附着力差、剥落、变色、胶联凝固等问题。

本发明的另一目的在于提供上述耐高温无机玻璃遮光涂料的制备方法；

本发明的再一目的在于提供上述耐高温无机玻璃遮光涂料的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种耐高温无机玻璃遮光涂料，所述耐高温无机玻璃遮光涂料包括如下按质量百分比计的组分：高温粘结剂32～48％，功能填料30～46％，溶剂20～35％；

所述高温粘结剂为羰基铁粉、羰基镍粉和羰基钴粉中的一种以上；

所述功能填料为耐火材料，或耐火材料与高温色料的混合物；

所述溶剂为正丁醇；所述耐火材料与高温色料的混合物中耐火材料与高温色料的质量比为3：2～5：1。

所述高温粘结剂的粒径D50≤7.0μm，为标准球形形貌，不变形，不粘连；所述羰基铁粉、羰基镍粉和羰基钴粉的质量纯度＞97.0％。

所述耐火材料为硅粉或金钢砂；所述高温色料为铜铬黑、氧化锰或氧化铜；

所述硅粉中Si的质量百分含量为90～98％，硅粉的粒度≤0.05mm；

所述金钢砂中SiC的质量百分含量≥90％，Fe₂O₃的质量百分含量为1～3％，金钢砂的粒度≤0.05mm。

所述耐高温无机玻璃遮光涂料的原料中添加了助剂，所述助剂包括质量百分比为0.3～0.6％的分散剂、质量百分比为0.2～0.6％的流平剂和质量百分比为0.3～0.8％的润湿剂。

所述分散剂为Efka PX4310；所述流平剂为BYK-333；所述润湿剂为TEGO-450。

本发明涂料在常温下不会胶联凝固，可常温保存和回收使用。

上述的耐高温无机玻璃遮光涂料的制备方法，包括以下操作步骤：

(1)在室温条件下将助剂加入3/4体积的溶剂中分散10～15分钟，再加入高温粘结剂和功能填料分散10～20分钟；

(2)用球磨机或研磨机研磨；

(3)涂料磨好后再加入剩余1/4体积的溶剂调配密度和粘度，得到耐高温无机玻璃遮光涂料。

上述的耐高温无机玻璃遮光涂料应用于涂敷在飞机灯、汽车灯、摩托车等前照灯灯泡玻璃上，用于调整遮挡光束的照射角度，达到设计上所需的配光曲线，防止眩光、散光等现象。具体包括以下操作步骤：将玻璃灯泡表面清洁干净，灯泡表面预热至30～60℃，将耐高温无机玻璃遮光涂料涂敷在玻璃灯泡上，3～6秒自然表干后，涂层在530～800℃高温烘烤(电加热烘烤或火焰直接烧烤)1.5分钟以上，退火5～10秒。所得涂层呈灰褐色，有金属的光泽，不透光，不漏光。

本发明的原理：耐高温无机玻璃遮光涂料，是由高温无机粘结剂(熔接剂)、功能填料、有机溶剂、助剂混合研磨而成。高温无机粘结剂是利用某些过渡元素(铁、镍、钴等)的羰基粉末活性大，粒度细，形貌呈特殊的球形结构的特点，以及其良好的成型性和烧结性可以降低烧结温度，从而使涂层形成连续的粘结相；功能填料可以改善涂层致密性、外观、色泽、膨胀系数等；有机溶剂、助剂可以配制成涂料更好的浸涂或喷涂在灯泡上。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及有益效果：本发明的实质特点在于找到了生产高品质无机玻璃遮光涂料的配方及生产工艺，特别是关键的粘结剂种类及其搭配使用方案，以及功能填料、溶剂、添加剂的种类及使用比例。本发明是一种切实可行的耐高温无机玻璃遮光涂料，其优点在于①涂层与玻璃膨胀系数匹配密封，100％不透光、不漏光；②耐800℃高温不冒烟；③刮不掉，磨不坏；④耐水煮，耐酸碱，耐有机溶剂；⑤无毒无害，有轻微醇香，符合ROHS、REACH法规。从而大大提高了飞机灯、汽车灯的品质，高温环保不变色，牢固密实不漏光。杜绝了高温冒烟、剥落等问题，满足了航空、航海、汽车等特殊照明的需求。本涂料经过高温烘烤后，涂层具有独特的性能，能实现高温下理想的遮光，满足特殊照明的需要。受到飞机、汽车、摩托车灯泡、PAR灯灯杯等厂家的欢迎。

附图说明

图1为耐高温无机玻璃遮光涂料生产工艺流程图。

图2为涂料涂敷灯泡操作流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：工艺流程如图1所示：

(1)在室温条件下将助剂(质量百分比0.6％的分散剂PX4310、质量百分比0.6％的流平剂BYK-333和质量百分比0.8％的润湿剂TEGO-450)加入3/4体积的正丁醇(AR级)中分散10～15分钟，再加入质量百分比35％的高温粘结剂(羰基铁粉，粒径D50≤7.0μm，Fe质量含量＞97.0％)和质量百分比30％的功能填料(硅粉，Si质量含量90-98.0％，粒径≤0.05mm)分散10～20分钟；

(2)用球磨机研磨；

(3)涂料磨好后再加入剩余1/4体积的正丁醇(AR级)调配密度和粘度，得到新型耐高温无机玻璃遮光涂料；所用正丁醇的用量为质量百分比33％。

采用本实施例所得新型耐高温无机玻璃遮光涂料与采用树脂粘结技术生产的玻璃遮光涂料涂敷肖特玻璃H4车灯，涂敷过程如图2所示：将肖特玻璃H4车灯表面清洁，灯泡表面预热30～60℃，将新型耐高温无机玻璃遮光涂料浸涂在灯泡玻璃上，3～6秒自然表干后，涂层在530～800℃高温烘烤(电加热烘烤或火焰直接烧烤)1.5分钟以上，退火5～10秒，再对烘干后的涂层进行性能检验，对比数据如表1所示：

表1 肖特玻璃H4车灯遮光涂料性能对比

实施例2：工艺流程如图1所示：

(1)在室温条件下将助剂(质量百分比0.3％的分散剂PX4310、质量百分比0.2％的流平剂BYK-333和质量百分比0.5％的润湿剂TEGO-450)加入3/4体积的正丁醇(AR级)中分散10～15分钟，再加入质量百分比40％的高温粘结剂(羰基铁粉，粒径为D50≤7.0μm，Fe质量含量＞97.0％)和质量百分比35％的功能填料(金钢砂，其中SiC质量含量≥90％；Fe₂O₃质量含量1-3％，粒径≤0.05mm)分散10～20分钟；

(2)用研磨机研磨；

(3)涂料磨好后再加入剩余1/4体积的正丁醇(AR级)调配密度和粘度，得到新型耐高温无机玻璃遮光涂料；所用正丁醇的用量为质量百分比24％。

采用本实施例所得新型耐高温无机玻璃遮光涂料与同类进口的涂料涂敷石英玻璃H7车灯，涂敷过程如图2所示：将石英玻璃H7车灯表面清洁，灯泡表面预热30～60℃，将新型耐高温无机玻璃遮光涂料浸涂在灯泡玻璃上，3～6秒自然表干后，涂层在530～800℃高温烘烤(电加热烘烤或火焰直接烧烤)1.5分钟以上，退火5～10秒，再对烘干后的涂层进行性能检验，对比数据如表2所示：

表2 石英玻璃H7车灯遮光涂料性能对比

实施例3：工艺流程如图1所示：

(1)在室温条件下将助剂(质量百分比0.4％的分散剂PX4310、质量百分比0.2％的流平剂BYK-333和质量百分比0.4％的润湿剂TEGO-450)加入3/4体积的正丁醇(AR级)中分散10～15分钟，再加入质量百分比48％的高温粘结剂(包括质量百分比38％的羰基铁粉和质量百分比10％的羰基镍粉混合而成；其中羰基镍粉的粒径为D50≤7.0μm，Ni质量含量＞98.0％；羰基铁粉的粒径为D50≤7.0μm，Fe质量含量＞97.0％)和质量百分比30％的功能填料(包括质量百分比3：2的金钢砂和氧化锰的混合物，其中金钢中SiC质量含量≥90％，Fe₂O₃质量含量1-3％，粒径≤0.05mm；氧化锰中二氧化锰质量含量≥90％，D50≤15.0μm)分散10～20分钟；

(2)用球磨机研磨；

(3)涂料磨好后再加入剩余1/4体积的正丁醇(AR级)调配密度和粘度，得到新型耐高温无机玻璃遮光涂料；所用正丁醇的用量为质量百分比21％。

采用本实施例所得新型耐高温无机玻璃遮光涂料与同类进口的涂料涂敷汽车氙气灯，涂敷过程如图2所示：将汽车氙气灯表面清洁，灯泡表面预热30～60℃，将新型耐高温无机玻璃遮光涂料涂敷在灯泡玻璃上，3～6秒自然表干后，涂层在530～800℃高温烘烤(点灯4小时自烘干或火焰直接烧烤)1.5分钟以上，退火5～10秒，再对烘干后的涂层进行性能检验，对比数据如表3所示：

表3 汽车氙气灯遮光涂料性能对比

实施例4：工艺流程如图1所示：

(1)在室温条件下将助剂(质量百分比0.4％的分散剂PX4310、质量百分比0.2％的流平剂BYK-333和质量百分比0.4％的润湿剂TEGO-450)加入3/4体积的正丁醇(AR级)中分散10～15分钟，再加入质量百分比32％的高温粘结剂(包括质量百分比20％的羰基铁粉和质量百分比12％的羰基镍粉混合而成；其中羰基镍粉的粒径为D50≤7.0μm，Ni质量含量＞98.0％；羰基铁粉的粒径为D50≤7.0μm，Fe质量含量＞97.0％)和质量百分比46％的功能填料(包括质量百分比5：1的金钢砂和氧化锰的混合物，其中金钢中SiC质量含量≥90％，Fe₂O₃质量含量1-3％，粒径≤0.05mm；氧化锰中二氧化锰质量含量≥90％，D50≤15.0μm)分散10～20分钟；

(2)用球磨机研磨；

(3)涂料磨好后再加入剩余1/4体积的正丁醇(AR级)调配密度和粘度，得到新型耐高温无机玻璃遮光涂料；所用正丁醇的用量为质量百分比21％。

采用本实施例所得新型耐高温无机玻璃遮光涂料与同类进口的涂料涂敷汽车氙气灯，涂敷过程如图2所示：将汽车氙气灯表面清洁，灯泡表面预热30～60℃，将新型耐高温无机玻璃遮光涂料涂敷在灯泡玻璃上，3～6秒自然表干后，涂层在530～800℃高温烘烤(点灯4小时自烘干或火焰直接烧烤)1.5分钟以上，退火5～10秒，再对烘干后的涂层进行性能检验，对比数据如表4所示：

表4 汽车氙气灯遮光涂料性能对比

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种耐高温无机玻璃遮光涂料，其特征在于：所述耐高温无机玻璃遮光涂料包括如下按质量百分比计的组分：高温粘结剂32～48％，功能填料30～46％，溶剂20～35％；

所述高温粘结剂为羰基铁粉、羰基镍粉和羰基钴粉中的一种以上；

所述功能填料为耐火材料，或耐火材料与高温色料的混合物；

所述高温粘结剂的粒径D50≤7.0μm，为标准球形形貌；所述羰基铁粉、羰基镍粉和羰基钴粉的质量纯度＞97.0％。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温无机玻璃遮光涂料，其特征在于：所述溶剂为正丁醇；所述耐火材料与高温色料的混合物中耐火材料与高温色料的质量比为3：2～5：1。

3.根据权利要求1所述的一种耐高温无机玻璃遮光涂料，其特征在于：所述耐火材料为硅粉或金钢砂；所述高温色料为铜铬黑、氧化锰或氧化铜；

所述硅粉中Si的质量百分含量为90～98％，硅粉的粒度≤0.05mm；

所述金钢砂中SiC的质量百分含量≥90％，Fe₂O₃的质量百分含量为1～3％，金钢砂的粒度≤0.05mm。

4.根据权利要求1所述的一种耐高温无机玻璃遮光涂料，其特征在于：所述耐高温无机玻璃遮光涂料的原料中添加了助剂，所述助剂包括质量百分比为0.3～0.6％的分散剂、质量百分比为0.2～0.6％的流平剂和质量百分比为0.3～0.8％的润湿剂。

5.根据权利要求4所述的一种耐高温无机玻璃遮光涂料，其特征在于：所述分散剂为Efka PX4310；所述流平剂为BYK-333；所述润湿剂为TEGO-450。

6.根据权利要求4或5所述的耐高温无机玻璃遮光涂料的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：

(1)在室温条件下将助剂加入3/4体积的溶剂中分散10～15分钟，再加入高温粘结剂和功能填料分散10～20分钟；

(2)用球磨机或研磨机研磨；

(3)涂料磨好后再加入剩余1/4体积的溶剂调配密度和粘度，得到耐高温无机玻璃遮光涂料。

7.根据权利要求6所述的耐高温无机玻璃遮光涂料涂敷在玻璃灯泡上应用，其特征在于：所述玻璃灯泡为飞机灯、汽车灯或摩托车前照灯。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述应用包括以下操作步骤：将玻璃灯泡表面清洁干净，灯泡表面预热至30～60℃，将耐高温无机玻璃遮光涂料涂敷在玻璃灯泡上，3～6秒自然表干后，涂层在530～800℃高温烘烤1.5分钟以上，退火5～10秒。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述高温烘烤是电加热烘烤或火焰直接烧烤。