CN103923559B - 一种高紫红外线屏蔽率涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高紫红外线屏蔽率涂料及其制备方法，该涂料中各成份的重量百分比为：乙醇20～30%，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮2-3%，聚酰胺树脂1-3%，铁氧体复合粉料25-30%,没食子酸丙酯5-8%，其余为聚氨酯。该涂料具有优异紫外和红外电磁能衰减作用和效果，制备其没有大量使用稀贵元素，并采用废高炉炉渣做原料，生产原料成本低、生产过程简单，具有很高的应用前景。

Description

一种高紫红外线屏蔽率涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料组合物技术领域，具体说是一种高紫红外线屏蔽率涂料及其制备方法。
背景技术
CN01102763.0号申请涉及一种抗紫外线、红外线节能涂料。该涂料中加入了纳米二氧化硅NMSiO2－X。它主要由纯丙乳液或苯丙乳液,成膜助剂,钛白粉,纳米,分散剂、消泡剂、防霉剂、流平剂、颜料、水组成，该涂料可反射75－80％各种波长的紫外线、红外线，从而可大幅度降低紫外线对材料的破坏,具有抗老化、抗减色及隔热的效能，节省能量的消耗。上述涂料存在的问题是，生产成本高，并且涂料的紫外线反射程度有待提高，不能满足需要更高防紫红外线要求的需求。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种成本低、紫红外线屏蔽效果好的高紫红外线屏蔽率涂料。
本发明的另一目的是提供该高紫红外线屏蔽率涂料的制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种高紫红外线屏蔽率涂料，各成份的重量百分比为：乙醇20～30％，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮2-3％，聚酰胺树脂1-3％，铁氧体复合粉料25-30％,没食子酸丙酯5-8％，其余为聚氨酯；
所述铁氧体复合粉料由掺杂铁氧体和高炉炉渣按重量比1：0.2-0.4组成，其中掺杂铁氧体中各成份的重量百分比为ZnO3-13％，MnO30-40％，TiO26-8％，CaCO30.04-0.06％，Nb2O50.03-0.07％，Sn02O.05-0.15％，Co2O30.01-0.03％，其余为Fe203；
所述高炉炉渣中各成份的重量百分比为CaO35-40％，Al2O312-15％，MgO7-9％，FeO0.3-0.5％，其余SiO2，所述铁氧体复合粉料的粒径为150-170微米。
上述高紫红外线屏蔽率涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)掺杂铁氧体粉体准备
各原料按重量百分比：ZnO3-13％，MnO30-40％，TiO26-8％，CaCO30.04-0.06％，Nb2O50.03-0.07％，Sn02O.05％，Co2O30.01-0.03％，其余为Fe203进行配料，将各原料在砂磨机中混合均匀并进行破碎，然后在120-135℃的温度下烘干、过180-200目筛，在930-980℃的温度下预烧100-120分钟，将预烧后所得掺杂铁氧体研磨成掺杂铁氧体粉体，该粉体粒径为500-700微米；
2)高炉炉渣粉体准备
取上述成分的高炉炉渣研磨成高炉炉渣粉体，该粉体粒径为500-700微米的；
3)制备铁氧体复合粉体
按照掺杂铁氧体和高炉炉渣的比例，将步骤1)所得的掺杂铁氧体粉体和步骤2)所得的高炉炉渣粉体混合均匀，然后在1250-1300℃温度下进行烧结4-5小时，然后粉碎研磨成粒度尺寸为150-170微米的铁氧体复合粉料；
4)制备高紫红外线屏蔽率涂料
将各成份按照重量百分比为：上述铁氧体复合粉料25-30％、乙醇20～30％、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮2-3％、聚酰胺树脂1-3％、没食子酸丙酯5-8％、其余为聚氨酯混合均匀，即得到高紫红外线屏蔽率涂料。
本发明的高紫红外线屏蔽率涂料可以应用于纺织、建筑、军事等领域。
本发明具有以下有益效果：
本发明的高紫红外线屏蔽率涂料中，铁氧体复合粉体由多孔的炉渣和多相掺杂铁氧体构成，因此形成了许多界面。这些界面对紫外线发生折射、反射、散射起强烈作用。2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和掺杂铁氧体及炉渣中的氧化铁、氧化铌、氧化钴具有吸收紫外线的功能。同时掺杂铁氧体具有强烈衰减电磁能的作用即具有优异紫外和红外电磁能衰减作用。聚酰胺树脂可起聚氨酯固化的作用。没食子酸丙酯具有抗氧化作用，可降低涂料自氧化反应速度、延缓涂料老化降解。
本发明的高紫红外线屏蔽率涂料具有优异紫外和红外电磁能衰减作用和效果。本发明制备中，没有大量使用稀贵元素，并采用废高炉炉渣做原料，生产原料成本低，制备工艺条件简便，生产过程简单，具有很高的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例一制备的高紫红外线屏蔽率涂料涂覆在织物上的组织图；
由图可见，组织均匀致密。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作进一步描述：以下各实施例中高炉炉渣中各成份的重量百分比为CaO35-40％，Al2O312-15％，MgO7-9％，FeO0.3-0.5％，其余SiO2。
实施例一：
本发明高紫红外线屏蔽率涂料，其制备方法如下：
1、掺杂铁氧体粉体准备
原料重量百分比为ZnO3％，MnO30％，TiO28％，CaCO30.06％，Nb2O50.07％，Sn02O.05％，Co2O30.01％，其余为Fe203，各原料的纯度均大于99.9％，将原料在砂磨机中进行混合均匀和破碎后在120℃的温度下烘干、过180目筛，然后在980℃的温度下预烧100分钟，将预烧后所得掺杂铁氧体研磨成粒径为500-700微米的掺杂铁氧体粉体。
2、高炉炉渣粉体准备
将高炉炉渣研磨成粒径为500-700微米的高炉炉渣粉体。
3、制备铁氧体复合粉体
按照掺杂铁氧体和高炉炉渣的重量比为1：0.2，将步骤1所得的掺杂铁氧体粉体和步骤2所得的高炉炉渣粉体进行混合均匀，然后在1300℃温度下进行烧结5小时，然后粉碎研磨成粒度尺寸为150-170微米的铁氧体复合粉料。
4、制备高紫红外线屏蔽率涂料
将各成份按照重量百分比为：步骤3所得的铁氧体复合粉料25％、乙醇20％、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮2％、聚酰胺树脂1％、没食子酸丙酯5％、其余为聚氨酯的比例进行混合均匀，即得到高紫红外线屏蔽率涂料。
实施例二：
本发明高紫红外线屏蔽率涂料，其制备方法如下：
1、掺杂铁氧体粉体准备
原料重量百分比为ZnO13％，MnO40％，TiO26％，CaCO30.04％，Nb2O50.03％，Sn02O.15％，Co2O30.03％，其余为Fe203，各原料的纯度均大于99.9％，将原料在砂磨机中进行混合均匀和破碎后在135℃的温度下烘干、过200目筛，然后在930℃的温度下预烧120分钟，将预烧后所得掺杂铁氧体研磨成粒径为500-700微米的掺杂铁氧体粉体。
2、高炉炉渣粉体准备
将高炉炉渣研磨成粒径为500-700微米的高炉炉渣粉体。
3、制备铁氧体复合粉体
按照掺杂铁氧体和高炉炉渣的重量比为1：0.4，将步骤1所得的掺杂铁氧体粉体和步骤2所得的高炉炉渣粉体进行混合均匀，然后在1250℃温度下进行烧结4小时，然后粉碎研磨成粒度尺寸为150-170微米的铁氧体复合粉料。
4、制备高紫红外线屏蔽率涂料
将各成份按照重量百分比为：步骤3所得的铁氧体复合粉料30％、乙醇30％、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮3％、聚酰胺树脂3％、没食子酸丙酯8％、其余为聚氨酯的比例进行混合均匀，即得到高紫红外线屏蔽率涂料。
实施例三：
本发明高紫红外线屏蔽率涂料，其制备方法如下：
1、掺杂铁氧体粉体准备
原料重量百分比为ZnO8％，MnO35％，TiO27％，CaCO30.05％，Nb2O50.05％，Sn02O.05％，Co2O30.02％，其余为Fe203，各原料的纯度均大于99.9％，将原料在砂磨机中进行混合均匀和破碎后在130℃的温度下烘干、过190目筛，然后在930℃的温度下预烧120分钟，将预烧后所得掺杂铁氧体研磨成粒径为500-700微米的掺杂铁氧体粉体。
2、高炉炉渣粉体准备
将高炉炉渣研磨成粒径为500-700微米的高炉炉渣粉体。
3、制备铁氧体复合粉体
按照掺杂铁氧体和高炉炉渣的重量比为1：0.3，将步骤1所得的掺杂铁氧体粉体和步骤2所得的高炉炉渣粉体进行混合均匀，然后在1250℃温度下进行烧结4小时，然后粉碎研磨成粒度尺寸为150-170微米的铁氧体复合粉料。
4、制备高紫红外线屏蔽率涂料
将各成份按照重量百分比为：步骤3所得的铁氧体复合粉料27％、乙醇26％、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮2.5％、聚酰胺树脂2％、没食子酸丙酯7％、其余为聚氨酯的比例进行混合均匀，即得到高紫红外线屏蔽率涂料。
实施例四(步骤4中成份配比不在本发明设计比例范围内)：
一种紫红外线屏蔽涂料，其制备方法如下：
步骤1-3同实施例3中的步骤1-3。
4、制备紫红外线屏蔽涂料
将各成份按照重量百分比为：步骤3所得的铁氧体复合粉料20％、乙醇15％、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.5％、聚酰胺树脂0.5％、没食子酸丙酯4％、其余为聚氨酯的比例进行混合均匀，即得到紫红外线屏蔽涂料。
实施例五(步骤4中成份配比不在本发明设计比例范围内)：
一种紫红外线屏蔽涂料，其制备方法如下：
步骤1-3同实施例3中的步骤1-3。
4、制备紫红外线屏蔽涂料
将各成份按照重量百分比为：步骤3所得的铁氧体复合粉料34％、乙醇35％、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮4％、聚酰胺树脂4％、没食子酸丙酯10％、其余为聚氨酯的比例进行混合均匀，即得到紫红外线屏蔽涂料。
测定实例：
将实施例一至五得到的涂料，分别在TA1000全棉府绸织物上(100％棉，J50XJ50，140X88)，单面刮涂一遍，涂层厚度为300微米左右，120℃烘干5分钟；分别对应得到涂层织物1-5。
采用如上同样织物和涂覆方法，CN01102763.0号申请的涂料得到对比涂层织物。
对各产品分别进行紫外线红外线反射率测定，测定结果如表1。
表1
涂料组分 反射率％
对比涂层织物 CN01102763.0号申请中的成份 70-80
涂层织物1 实施例一对应的成份 98
涂层织物2 实施例二对应的成份 99
涂层织物3 实施例三对应的成份 99
涂层织物4 实施例四对应的成份 96
涂层织物5 实施例五对应的成份 95
由上表可见，本发明的高紫红外线屏蔽率涂料能够达到很高的紫红外线反射率，具有非常好的紫红外线屏蔽效果。同时，涂料中各组分的配比比例对紫红外线屏蔽效果有一定影响，其中，乙醇起稀释作用，聚氨酯起基体作用，聚酰胺树脂固化作用，过少涂料不均匀、没强度，过多降低材料的反射功能。2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和铁氧体复合材料过少反射功能不强，过多削弱涂料强度，反而损伤反射功能。没食子酸丙酯过多降低材料的反射功能。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种高紫红外线屏蔽率涂料，其特征在于，该涂料中各成份的重量百分比为：乙醇20～30%，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮2-3%，聚酰胺树脂1-3%，铁氧体复合粉料25-30%,没食子酸丙酯5-8%，其余为聚氨酯；
所述铁氧体复合粉料由掺杂铁氧体和高炉炉渣按重量比1：0.2-0.4组成，其中掺杂铁氧体中各成份的重量百分比为ZnO3-13％，MnO30-40％，TiO26-8％，CaCO30.04-0.06％，Nb2O50.03-0.07％，Sn02O.05-0.15％，Co2O30.01-0.03％，其余为Fe203；
所述高炉炉渣中各成份的重量百分比为CaO35-40%，Al2O312-15%，MgO7-9%，FeO0.3-0.5%，其余SiO2。
2.根据权利要求1所述高紫红外线屏蔽率涂料，其特征在于，所述铁氧体复合粉料的粒径为150-170微米。
3.权利要求1所述高紫红外线屏蔽率涂料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1）掺杂铁氧体粉体准备
各原料按重量百分比：ZnO3-13％，MnO30-40％，TiO26-8％，CaCO30.04-0.06％，Nb2O50.03-0.07％，Sn02O.05％，Co2O30.01-0.03％，其余为Fe203进行配料，将各原料在砂磨机中混合均匀并进行破碎，然后在120-135℃的温度下烘干、过180-200目筛，在930-980℃的温度下预烧100-120分钟，将预烧后所得掺杂铁氧体研磨成掺杂铁氧体粉体，该粉体粒径为500-700微米；
2）高炉炉渣粉体准备
取上述成分的高炉炉渣研磨成高炉炉渣粉体，该粉体粒径为500-700微米的；
3）制备铁氧体复合粉体
按照掺杂铁氧体和高炉炉渣的比例，将步骤1）所得的掺杂铁氧体粉体和步骤2）所得的高炉炉渣粉体混合均匀，然后在1250-1300℃温度下进行烧结4-5小时，然后粉碎研磨成粒度尺寸为150-170微米的铁氧体复合粉料；
4）制备高紫红外线屏蔽率涂料
将各成份按照重量百分比为：上述铁氧体复合粉料25-30%、乙醇20～30%、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮2-3%、聚酰胺树脂1-3%、没食子酸丙酯5-8%、其余为聚氨酯混合均匀，即得到高紫红外线屏蔽率涂料。
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