CN106905805A - 一种降温发光多功能复合墙体涂层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种降温发光多功能复合墙体涂层的制备方法，涉及一种墙体涂层的制备方法。本发明是为了解决由于空调的长时间使用而造成的能源的大量消耗和目前反射型隔热涂料对可见光也有较高的反射率，会造成光污染对人体造成不适感的技术问题。本发明：一、制备反光涂层基底；二、制备反光涂层；三、制备发光涂层。本发明的反光涂层对近红外辐射的反射率最高可达77.1％，并且稀土荧光粒子可吸收反光涂层反射的光，在停止光照后仍有长余辉现象，每户家庭每年可节省电能360千瓦时，具有很高的实用价值。本发明应用于制备墙体涂层。

Description

一种降温发光多功能复合墙体涂层的制备方法
技术领域
本发明涉及一种墙体涂层的制备方法。
背景技术
太阳能是人类生存和生活的必备条件，但强烈的辐射也给工业生产和日常生活带来诸多问题和不便。太阳光到达地球的辐射光谱范围在0.3μm～2.5μm之间，其中5％在紫外线区，43％在可见光区，52％在近红外区。由于日光的照射，使建筑物内温度升高，必将增加空调的能耗，据不完全统计显示，夏季每天全国空调的耗电量就能达到惊人的40亿千瓦时。
解决这个问题的根本方法就是做好室内室外之间的隔热。目前研制的隔热涂料根据隔热机理主要分为3种类型：阻隔型、辐射型和反射型。其中阻隔型隔热涂料要求涂层厚度较大，施工工艺上实现困难；辐射型隔热涂料辐射力强不利于冬季保暖。反射型隔热涂料通过加入在0.4μm～2.5μm波长具有高反射率的填料，将太阳能直接反射到空中，对建筑物的降温更有效果。所以，目前研究最多、最有实用价值的还是反射型隔热涂料。
在反射型隔热涂料领域，国内外应用最广泛的是采用中空陶瓷微球作为反射材料制造的涂料，其反射率在40％左右。随着二十一世纪纳米技术的发展，纳米氧化物在对太阳辐射反射方面的性质逐渐进入人们的视野。研究发现纳米二氧化钛涂层对红外辐射的反射可达40％以上，氧化锌纳米团簇的反射率也有0.45。但这类材料对可见光也有较高的反射率，其强烈的可见光反射率会造成光污染对人体造成不适感。
发明内容
本发明是为了解决由于空调的长时间使用而造成的能源的大量消耗和目前反射型隔热涂料对可见光也有较高的反射率，会造成光污染对人体造成不适感的技术问题，而提供一种降温发光多功能复合墙体涂层的制备方法。
本发明的一种降温发光多功能复合墙体涂层的制备方法是按以下步骤进行的：
一、制备反光涂层基底：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙乙烯混合，用震荡分散器震荡15min～20min，得到乳液；向乳液中加入滑石粉、轻质碳酸钙、增稠剂和水，搅拌10min～15min，得到基底涂层，用高压喷枪将基底涂层均匀的喷涂在墙上1mm～2mm；所述的基底涂层中甲基丙烯酸甲酯的质量分数为12％、甲基丙烯酸的质量分数为5％、丙烯酸丁酯的质量分数为11％、丙烯酸乙酯的质量分数为10％、丙乙烯的质量分数为4％、滑石粉的质量分数为10％、轻质碳酸钙的质量分数为10％、增稠剂的质量分数为0.5％、水的质量分数为37.5％；
二、制备反光涂层：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙乙烯和水混合，用震荡分散器震荡15min～20min，得到苯丙乳液，向苯丙乳液中加入分散剂、增稠剂、纳米氧化铜粒子和水，用磁力搅拌器搅拌1h～1.5h，然后利用超声波分散仪分散5min～10min，得到反光涂层，用高压喷枪将反光涂层均匀的喷涂在墙上的基底涂层上2mm～4mm；所述的苯丙乳液中甲基丙烯酸甲酯的质量分数为11.4％、甲基丙烯酸的质量分数为4.8％、丙烯酸丁酯的质量分数为10.5％、丙烯酸乙酯的质量分数为9.5％、丙乙烯的质量分数为3.8％、水的质量分数为60％；所述的反光涂层中苯丙乳液的质量分数为35％、分散剂的质量分数为1％、增稠剂的质量分数为1％、纳米氧化铜粒子的质量分数为3％、水的质量分数为60％；
三、制备发光涂层：将玻璃纤维网格布全部浸入到复合水性涂料中，将玻璃纤维网格布取出，然后将荧光粒子高压喷枪均匀喷涂到浸入过复合水性涂料的玻璃纤维网格布上，在80℃的烘箱中干燥5min～10min，用苯丙乳液将干燥完的玻璃纤维网格布粘到步骤二的反光涂层上，即完成降温发光多功能复合墙体涂层的制备；所述的玻璃纤维网格布的空隙大小为2mm×2mm；所述的荧光粒子为稀土荧光粒子；所述的复合水性涂料为水性丙烯酸涂料；
步骤三中所述的苯丙乳液是按以下步骤制备的：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙乙烯和水混合，用震荡分散器震荡15min～20min，得到苯丙乳液，所述的苯丙乳液中甲基丙烯酸甲酯的质量分数为11.4％、甲基丙烯酸的质量分数为4.8％、丙烯酸丁酯的质量分数为10.5％、丙烯酸乙酯的质量分数为9.5％、丙乙烯的质量分数为3.8％、水的质量分数为60％。
本发明研究的反光涂层对近红外辐射的反射率最高可达77.1％，并且稀土荧光粒子可吸收反光涂层反射的光，在停止光照后仍有长余辉现象，每户家庭每年可节省电能360千瓦时，具有很高的实用价值。
本发明将各种材料的物性有机结合，实现了“降温—蓄能—发光”的功能，在降温的同时，利用了太阳光，有效的节约了能源。经实验证实，该涂层可使墙体降温4℃～5℃，夜间指示照明时间约3h，实现了节能减排的最终目的。
因为纳米氧化铜粒子只对红外光有较好的反射率，而对可见光区没有较高的反射率，所以不会造成光污染。
本发明原理：
1、由于太阳光所辐射到地球的能量有52％集中在近红外光区，因此墙体吸收太阳能使建筑物内温度升高，本发明采用对近红外光(NIR)具有高反射率的纳米氧化铜粒子作为反光层，可对近红外光的反射率达50％以上，因此可以减少墙体对太阳光能量的吸收，从而从导热途径上减少了墙体不必要的热吸收，有效避免了额外输入能量降温所带来的能耗；
2、本发明的发光涂层中的荧光粒子能直接吸收太阳光中的紫外线波段进行储能，又可吸收由反光层反射回的光线，两种光线进行互补，从而实现对太阳光的双重吸收，可在傍晚发光起到照明作用从而减少了一段时间的开灯所导致的能源消耗消耗；
3、本发明用玻璃纤维网格布作为上述两涂层之间的骨架，将两涂层有机结合，不会因发光层的阻挡而使光线无法反射出涂层；
4、本发明的基底层只作为承载另外两层的作用，不参与发光与反光过程。
附图说明
图1为本发明的降温发光多功能复合墙体涂层的示意图，1为反光涂层基底层，2为反光涂层，3为发光涂层。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式为一种降温发光多功能复合墙体涂层的制备方法，具体是按以下步骤进行的：
一、制备反光涂层基底：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙乙烯混合，用震荡分散器震荡15min～20min，得到乳液；向乳液中加入滑石粉、轻质碳酸钙、增稠剂和水，搅拌10min～15min，得到基底涂层，用高压喷枪将基底涂层均匀的喷涂在墙上1mm～2mm；所述的基底涂层中甲基丙烯酸甲酯的质量分数为12％、甲基丙烯酸的质量分数为5％、丙烯酸丁酯的质量分数为11％、丙烯酸乙酯的质量分数为10％、丙乙烯的质量分数为4％、滑石粉的质量分数为10％、轻质碳酸钙的质量分数为10％、增稠剂的质量分数为0.5％、水的质量分数为37.5％；
二、制备反光涂层：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙乙烯和水混合，用震荡分散器震荡15min～20min，得到苯丙乳液，向苯丙乳液中加入分散剂、增稠剂、纳米氧化铜粒子和水，用磁力搅拌器搅拌1h～1.5h，然后利用超声波分散仪分散5min～10min，得到反光涂层，用高压喷枪将反光涂层均匀的喷涂在墙上的基底涂层上2mm～4mm；所述的苯丙乳液中甲基丙烯酸甲酯的质量分数为11.4％、甲基丙烯酸的质量分数为4.8％、丙烯酸丁酯的质量分数为10.5％、丙烯酸乙酯的质量分数为9.5％、丙乙烯的质量分数为3.8％、水的质量分数为60％；所述的反光涂层中苯丙乳液的质量分数为35％、分散剂的质量分数为1％、增稠剂的质量分数为1％、纳米氧化铜粒子的质量分数为3％、水的质量分数为60％；
三、制备发光涂层：将玻璃纤维网格布全部浸入到复合水性涂料中，将玻璃纤维网格布取出，然后将荧光粒子高压喷枪均匀喷涂到浸入过复合水性涂料的玻璃纤维网格布上，在80℃的烘箱中干燥5min～10min，用苯丙乳液将干燥完的玻璃纤维网格布粘到步骤二的反光涂层上，即完成降温发光多功能复合墙体涂层的制备；所述的玻璃纤维网格布的空隙大小为2mm×2mm；所述的荧光粒子为稀土荧光粒子；所述的复合水性涂料为水性丙烯酸涂料；
步骤三中所述的苯丙乳液是按以下步骤制备的：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙乙烯和水混合，用震荡分散器震荡15min～20min，得到苯丙乳液，所述的苯丙乳液中甲基丙烯酸甲酯的质量分数为11.4％、甲基丙烯酸的质量分数为4.8％、丙烯酸丁酯的质量分数为10.5％、丙烯酸乙酯的质量分数为9.5％、丙乙烯的质量分数为3.8％、水的质量分数为60％。
步骤三中的稀土荧光粒子为东莞市安大稀土发光材料有限公司的FG104黄绿光夜光粉。
步骤三中的水性丙烯酸涂料是靖江市通高化工有限公司的产品。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一所述的增稠剂为聚乙烯醇。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二所述的增稠剂为聚乙烯醇。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二所述的分散剂为TH-191反渗透阻垢剂。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二所述的纳米氧化铜粒子的粒径为570nm。其它与具体实施方式一相同。
通过以下试验验证本发明的效果：
试验一：本试验为一种降温发光多功能复合墙体涂层的制备方法，具体是按以下步骤进行的：
一、制备反光涂层基底：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙乙烯混合，用震荡分散器震荡15min，得到乳液；向乳液中加入滑石粉、轻质碳酸钙、增稠剂和水，搅拌10min，得到基底涂层，用高压喷枪将基底涂层均匀的喷涂在墙上2mm；所述的基底涂层中甲基丙烯酸甲酯的质量分数为12％、甲基丙烯酸的质量分数为5％、丙烯酸丁酯的质量分数为11％、丙烯酸乙酯的质量分数为10％、丙乙烯的质量分数为4％、滑石粉的质量分数为10％、轻质碳酸钙的质量分数为10％、增稠剂的质量分数为0.5％、水的质量分数为37.5％；
二、制备反光涂层：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙乙烯和水混合，用震荡分散器震荡15min，得到苯丙乳液，向苯丙乳液中加入分散剂、增稠剂、纳米氧化铜粒子和水，用磁力搅拌器搅拌1h，然后利用超声波分散仪分散10min，得到反光涂层，用高压喷枪将反光涂层均匀的喷涂在墙上的基底涂层上2mm；所述的苯丙乳液中甲基丙烯酸甲酯的质量分数为11.4％、甲基丙烯酸的质量分数为4.8％、丙烯酸丁酯的质量分数为10.5％、丙烯酸乙酯的质量分数为9.5％、丙乙烯的质量分数为3.8％、水的质量分数为60％；所述的反光涂层中苯丙乳液的质量分数为35％、分散剂的质量分数为1％、增稠剂的质量分数为1％、纳米氧化铜粒子的质量分数为3％、水的质量分数为60％；
三、制备发光涂层：将玻璃纤维网格布全部浸入到复合水性涂料中，将玻璃纤维网格布取出，然后将荧光粒子高压喷枪均匀喷涂到浸入过复合水性涂料的玻璃纤维网格布上，在80℃的烘箱中干燥5min，用苯丙乳液将干燥完的玻璃纤维网格布粘到步骤二的反光涂层上，即完成降温发光多功能复合墙体涂层的制备；所述的玻璃纤维网格布的空隙大小为2mm×2mm；所述的荧光粒子为稀土荧光粒子；所述的复合水性涂料为水性丙烯酸涂料；
步骤三中所述的苯丙乳液是按以下步骤制备的：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙乙烯和水混合，用震荡分散器震荡15min～20min，得到苯丙乳液，所述的苯丙乳液中甲基丙烯酸甲酯的质量分数为11.4％、甲基丙烯酸的质量分数为4.8％、丙烯酸丁酯的质量分数为10.5％、丙烯酸乙酯的质量分数为9.5％、丙乙烯的质量分数为3.8％、水的质量分数为60％。
步骤三中的稀土荧光粒子为东莞市安大稀土发光材料有限公司的FG104黄绿光夜光粉。
步骤三中的水性丙烯酸涂料是靖江市通高化工有限公司的产品。
步骤一所述的增稠剂为聚乙烯醇；
步骤二所述的增稠剂为聚乙烯醇；
步骤二所述的分散剂为TH-191反渗透阻垢剂；
步骤二所述的纳米氧化铜粒子的粒径为570nm。
本试验的反光涂层对近红外辐射的反射率最高可达77.1％，并且稀土荧光粒子可吸收反光涂层反射的光，在停止光照后仍有长余辉现象，每户家庭每年可节省电能360千瓦时，具有很高的实用价值。
本试验将各种材料的物性有机结合，实现了“降温—蓄能—发光”的功能，在降温的同时，利用了太阳光，有效的节约了能源。经试验证实，该涂层可使墙体降温4℃～5℃，夜间指示照明时间约3h，实现了节能减排的最终目的。
因为纳米氧化铜粒子只对红外光有较好的反射率，而对可见光区没有较高的反射率，所以不会造成光污染。

Claims (5)

1.一种降温发光多功能复合墙体涂层的制备方法，其特征在于降温发光多功能复合墙体涂层的制备方法是按以下步骤进行的：
一、制备反光涂层基底：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙乙烯混合，用震荡分散器震荡15min～20min，得到乳液；向乳液中加入滑石粉、轻质碳酸钙、增稠剂和水，搅拌10min～15min，得到基底涂层，用高压喷枪将基底涂层均匀的喷涂在墙上1mm～2mm；所述的基底涂层中甲基丙烯酸甲酯的质量分数为12％、甲基丙烯酸的质量分数为5％、丙烯酸丁酯的质量分数为11％、丙烯酸乙酯的质量分数为10％、丙乙烯的质量分数为4％、滑石粉的质量分数为10％、轻质碳酸钙的质量分数为10％、增稠剂的质量分数为0.5％、水的质量分数为37.5％；
二、制备反光涂层：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙乙烯和水混合，用震荡分散器震荡15min～20min，得到苯丙乳液，向苯丙乳液中加入分散剂、增稠剂、纳米氧化铜粒子和水，用磁力搅拌器搅拌1h～1.5h，然后利用超声波分散仪分散5min～10min，得到反光涂层，用高压喷枪将反光涂层均匀的喷涂在墙上的基底涂层上2mm～4mm；所述的苯丙乳液中甲基丙烯酸甲酯的质量分数为11.4％、甲基丙烯酸的质量分数为4.8％、丙烯酸丁酯的质量分数为10.5％、丙烯酸乙酯的质量分数为9.5％、丙乙烯的质量分数为3.8％、水的质量分数为60％；所述的反光涂层中苯丙乳液的质量分数为35％、分散剂的质量分数为1％、增稠剂的质量分数为1％、纳米氧化铜粒子的质量分数为3％、水的质量分数为60％；
三、制备发光涂层：将玻璃纤维网格布全部浸入到复合水性涂料中，将玻璃纤维网格布取出，然后将荧光粒子高压喷枪均匀喷涂到浸入过复合水性涂料的玻璃纤维网格布上，在80℃的烘箱中干燥5min～10min，用苯丙乳液将干燥完的玻璃纤维网格布粘到步骤二的反光涂层上，即完成降温发光多功能复合墙体涂层的制备；所述的玻璃纤维网格布的空隙大小为2mm×2mm；所述的荧光粒子为稀土荧光粒子；所述的复合水性涂料为水性丙烯酸涂料；
步骤三中所述的苯丙乳液是按以下步骤制备的：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙乙烯和水混合，用震荡分散器震荡15min～20min，得到苯丙乳液，所述的苯丙乳液中甲基丙烯酸甲酯的质量分数为11.4％、甲基丙烯酸的质量分数为4.8％、丙烯酸丁酯的质量分数为10.5％、丙烯酸乙酯的质量分数为9.5％、丙乙烯的质量分数为3.8％、水的质量分数为60％。
2.根据权利要求1所述的一种降温发光多功能复合墙体涂层的制备方法，其特征在于步骤一所述的增稠剂为聚乙烯醇。
3.根据权利要求1所述的一种降温发光多功能复合墙体涂层的制备方法，其特征在于步骤二所述的增稠剂为聚乙烯醇。
4.根据权利要求1所述的一种降温发光多功能复合墙体涂层的制备方法，其特征在于步骤二所述的分散剂为TH-191反渗透阻垢剂。
5.根据权利要求1所述的一种降温发光多功能复合墙体涂层的制备方法，其特征在于步骤二所述的纳米氧化铜粒子的粒径为570nm。
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