CN107652721A - 吸热节能环保涂料及其制备方法 - Google Patents

吸热节能环保涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种吸热节能环保涂料及其制备方法，吸热节能环保涂料由填料和成膜料混合而成，所述填料按以下重量份数的原料混合而成：二氧化硅20～35份，氧化铝8～20份，氧化钛4～10份，氧化锆4～10份，氧化锌1～5份，氧化镁1～5份，碳化硅0.8～5份，氧化钇0.02～0.5份，三氧化二铬0.01～1.5份，高岭土0.01～1.5份，稀土材料0.01～1.5份，炭黑0.8～5份，各原料的粒径为1～5μm；所述稀土材料包括碳酸钐0.01～1.5份、硫酸铕0.01～1.5份、碳酸铥0.01～1.5份、碳酸镱0.01～1.5份和碳酸镥0.01～1.5份；所述成膜料为碳酸钾钠。本发明具有涂层粘接牢固、节能效果明显的特点。

Description

吸热节能环保涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种吸热节能环保涂料及其制备方法。
背景技术
中国专利文献号CN 104113223 A于2015年08月26日公开了一种吸热涂料，它由等份的粉状组分A、粉状组分B和组分C组成，其中，组分A，按照重量份数计，每份组分A包括氧化铬绿 6～9份，氧化钴4～5份，氧化锰4～5份，铁红粉10～12份；组分B，按照重量份数计，每份组分 B 包括氧化铝 12～15 份，氧化锌 8-10 份，铝矾土粉 5～6 份，碳化硅32～40份，膨润土4～5份； 组分C，按照重量份数计，每份组分C包括钾水玻璃95份，磷酸硅4～5份。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种涂层粘接牢固、节能效果明显的吸热节能环保涂料及其制备方法，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种吸热节能环保涂料，其特征是由填料和成膜料混合而成，
所述填料按以下重量份数的原料混合而成：
二氧化硅20～35份，氧化铝8～20份，氧化钛4～10份，氧化锆4～10份，氧化锌1～5份，氧化镁1～5份，碳化硅0.8～5份，氧化钇0.02～0.5份，三氧化二铬0.01～1.5份，高岭土0.01～1.5份，稀土材料0.01～1.5份，炭黑0.8～5份，各原料的粒径为1～5μm；
其中，所述稀土材料包括碳酸钐0.01～1.5份、硫酸铕0.01～1.5份、碳酸铥0.01～1.5份、碳酸镱0.01～1.5份和碳酸镥0.01～1.5份；
所述成膜料为碳酸钾钠；所述碳酸钾钠为相同重量的碳酸钾与碳酸钠混合而成；
所述填料与成膜料的重量混合比为2.5：7.5、3.8：6.2或者4.8：5.2。
进一步，一种吸热节能环保涂料的制备方法，其特征是包括以下步骤：
步骤一，填料的制备，首先按重量份数分别称取二氧化硅20～35份，氧化铝8～20份，氧化钛4～10份，氧化锆4～10份，氧化锌1～5份，氧化镁1～5份，碳化硅0.8～5份，氧化钇0.02～0.5份，三氧化二铬0.01～1.5份，高岭土0.01～1.5份，稀土材料0.01～1.5份，炭黑0.8～5份，然后在混料机中将其混合均匀后得到填料；
其中，所述稀土材料包括碳酸钐0.01～1.5份、硫酸铕0.01～1.5份、碳酸铥0.01～1.5份、碳酸镱0.01～1.5份和碳酸镥0.01～1.5份；
步骤二，成膜料的制备，所述成膜料为碳酸钾钠；首先按重量份数分别称取碳酸钾与碳酸钠，然后将其混合均匀后得到成膜料；
所述碳酸钾钠为相同重量的碳酸钾与碳酸钠混合而成；
步骤三，将填料和膜料按重量混合比为2.5：7.5、3.8：6.2或者4.8：5.2进行混合分散均匀后得到混合料；
步骤四，将混合料进行球磨6～8小时，然后过筛网得到成品，所述筛网的目数为1～5μm。
进一步，一种吸热节能环保涂料的涂装方法，其特征是包括以下步骤：
步骤一，将被涂基面进行手工除锈或喷砂处理至被涂基面达到国家标准ST3级；
步骤二，首先按重量份数比0.8：1.2～1：1将成品与水混合均匀后得到水性喷涂料，然后通过涂刷或喷涂将水性喷涂料覆盖在被涂基面形成涂层，所述涂层的厚度为20～50μm；
或者，首先按重量份数比2.5：7.5～3：7将成品与改性有机硅树脂混合均匀后得到油性喷涂料，然后通过涂刷或喷涂将油性喷涂料覆盖在被涂基面形成涂层，所述涂层的厚度为20～50μm；
进一步，所述水性喷涂料的干燥温度为65℃～85℃，或者为500℃～600℃。
进一步，所述油性喷涂料的干燥温度为常温或160℃～180℃。
本发明将采用上述技术方案获得的吸热节能环保涂料涂装在物体的加热体表面形成涂层，该涂层能够显著提高加热体表面的热转换效率，经测试，该涂层具有良好的聚热效率，减小了热量的散失，使得加热体的热转换效率得到极大的提高。
本发明获得的涂层可以吸收发热源或发热体散发出来的光波中所携带的热量，从而可以极大的提高热转化率，缩短加热时间，实现节能环保。
本发明中的成品既可以与水混合均匀后得到水性喷涂料，也可以与改性有机硅树脂混合均匀后得到油性喷涂料，当水性喷涂料或油性喷涂料喷涂在加热体表面形成涂层，该涂层与加热体表面之间具有粘接牢靠、不易脱落、热振稳定性好的特点，经测试，本产品具有节能效果显著、使用寿命长的特点、综合节能效率均在50%以上，其各项节能技术指标已达到或超过国际标准，是各行业节能减排、成本优化控制的首选产品。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
第一实施例
本吸热节能环保涂料及其制备方法，吸热节能环保涂料是由填料和成膜料混合而成，所述填料按以下重量份数的原料混合而成：
二氧化硅20份，氧化铝8份，氧化钛4份，氧化锆4份，氧化锌1份，氧化镁1份，碳化硅0.8份，氧化钇0.02份，三氧化二铬0.01份，高岭土0.01份，稀土材料0.01份，炭黑0.8份，各原料的粒径为1～5μm；
其中，所述稀土材料包括碳酸钐0.002份、硫酸铕0.002份、碳酸铥0.002份、碳酸镱0.002份和碳酸镥0.002份；
所述成膜料为碳酸钾钠；所述碳酸钾钠为相同重量的碳酸钾与碳酸钠混合而成；
所述填料与成膜料的重量混合比为2.5：7.5、3.8：6.2。
一种吸热节能环保涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，填料的制备，首先按重量份数分别称取二氧化硅20份，氧化铝8份，氧化钛4份，氧化锆4份，氧化锌1份，氧化镁1份，碳化硅0.8份，氧化钇0.02份，三氧化二铬0.01份，高岭土0.01份，稀土材料0.01份，炭黑0.8份，，然后在混料机中将其混合均匀后得到填料；其中，所述稀土材料包括碳酸钐0.002份、硫酸铕0.002份、碳酸铥0.002份、碳酸镱0.002份和碳酸镥0.002份。
步骤二，成膜料的制备，所述成膜料为碳酸钾钠；首先按重量份数分别称取碳酸钾与碳酸钠，然后将其混合均匀后得到成膜料；
所述碳酸钾钠为相同重量的碳酸钾与碳酸钠混合而成；
步骤三，将填料和膜料按重量混合比为2.5：7.5、3.8：6.2进行混合分散均匀后得到混合料；
步骤四，将混合料进行球磨6～8小时，然后过筛网得到成品，所述筛网的目数为1～5μm。
进一步，一种吸热节能环保涂料的涂装方法，其特征是包括以下步骤：
步骤一，将被涂基面进行手工除锈或喷砂处理至被涂基面达到国家标准ST3级；
步骤二，首先按重量份数比0.8：1.2将成品与水混合均匀后得到水性喷涂料，然后通过涂刷或喷涂将水性喷涂料覆盖在被涂基面形成涂层，所述涂层的厚度为20～50μm；
或者，首先按重量份数比2.5：7.5将成品与改性有机硅树脂混合均匀后得到油性喷涂料，然后通过涂刷或喷涂将油性喷涂料覆盖在被涂基面形成涂层，所述涂层的厚度为20～50μm；
进一步，所述水性喷涂料的干燥温度为65℃～85℃，或者为500℃～600℃。
进一步，所述油性喷涂料的干燥温度为常温或160℃～180℃。
以下以普通锅具进行检测。
1）检测涂层厚度、加热介质、节能效率的关系。普通锅具分别为铁质锅具、不锈钢锅具、陶瓷锅具共三组，每组有8个相同形状，不同涂层厚度的锅具。
检测方法：准备一个原始的锅具，也就是普通锅具，该普通锅具上面没有涂装本产品，和表面涂装有本产品且具有不同涂层厚度的8个锅具，在每个锅具内盛装1升同温度的水，然后采用同一个加热源分别进行加热，直至锅具内的水被烧开，也就是达到100摄氏度。记录时间，进而换算节能效率。所述节能效率以加热时间计算，所有的加热源都为同一个加热源。
铁质锅具 原始厚度 涂层厚度10μm 涂层厚度20μm 涂层厚度30μm 涂层厚度40μm 涂层厚度50μm 涂层厚度60μm 涂层厚度70μm 涂层厚度80μm
所耗时间 10:20 7:30 7:22 7:15 7:00 6:40 6:10 6:00 5:15
相对节能效率 27.4% 28.7% 29.8% 32.3% 35.5% 40.3% 41.9% 49.2%
不锈钢锅具 原始厚度 涂层厚度10μm 涂层厚度20μm 涂层厚度30μm 涂层厚度40μm 涂层厚度50μm 涂层厚度60μm 涂层厚度70μm 涂层厚度80μm
所耗时间 8:30 6:00 5:55 5:45 5;35 5:30 5:10 4:50 4:15
相对节能效率 29.4% 30.4% 32.4% 34.3% 35.3% 39.2% 43.1% 50%
陶瓷锅具 原始厚度 涂层厚度10μm 涂层厚度20μm 涂层厚度30μm 涂层厚度40μm 涂层厚度50μm 涂层厚度60μm 涂层厚度70μm 涂层厚度80μm
所耗时间 14:20 9:00 8:40 8:20 8:00 7:40 7:20 7:00 6:40
相对节能效率 37.2% 39.5% 41.9% 44.2% 46.5% 50% 51.1% 53.5%
2）检测加热对象的多少、加热介质与节能效率的关系。
分别以铁质锅具、不锈钢锅具、陶瓷锅具为测试对象，分别煮开0.5升、1升、1.5升、2升、2.5升和3升同温度的水，记录时间，进而换算节能效率。测试时，可以采用20丝厚度的铁质锅具、不锈钢锅具、陶瓷锅具锅具三种为测试对象。
铁质锅具：
0.5升 1.0升 1.5升 2.0升 2.5升 3.0升
普通铁质锅具 7:30 10:20 12:10 13:30 14:20 15:30
涂装本产品的铁质锅具 4:00 6:10 7:10 8:20 9:10 10:15
相对节能效率 46.7% 40.3% 41.1% 38.3% 36.0% 33.9%
不锈钢锅具：
0.5升 1.0升 1.5升 2.0升 2.5升 3.0升
普通铁质锅具 6:00 9:10 10:20 11:10 12:20 13:30
涂装本产品的不锈钢锅具 3:50 6:40 7:30 8:20 9:10 10:20
相对节能效率 36.1% 27.3% 27.4% 25.4% 25.7% 23.5%
陶瓷锅具：
0.5升 1.0升 1.5升 2.0升 2.5升 3.0升
普通铁质锅具 8:30 14:20 17:10 18:30 19:20 20:30
涂装本产品的陶瓷锅具 4:30 7:20 9:30 10:40 12:20 13:40
相对节能效率 47.1% 48.8% 44.7% 42.3% 36.2% 33.3%
3）检测涂层面积与节能效率的关系。以铁锅为试验对象测试
检测方法：1个普通铁质锅具，5个喷涂了20个丝厚涂装本产品的铁质锅具，是，在该5个喷涂本产品的铁质锅具的表面，分别喷涂不同的面积，具体为：20%、40%、60%、80%和100%，然后，往这6个锅具里面装满谁，并且烧开整锅水，记录烧开的时间。
喷涂面积 0% 20% 40% 60% 80% 100%
时间 20:00 12:50 12:20 12:00 11:30 11:00
相对节能效率 34% 36% 40% 42% 45%
4）检测同的加热方式、不同加热介质与涂层节能效率的关系。以两种材料同一种涂层厚度锅具为测试对象即可。
检测方法：以不同锅具在不同的炉上烧开同样体积的水，记录时间。锅具涂层以100%面积。
在锅具表面涂装20个丝厚的本产品为标准，加热方式以明火、电磁炉两种来进行测试。
加热方式 普通铁质锅具 涂层铁锅 铁质锅具节能效率 不锈钢锅具 涂层不锈钢锅具 不锈钢节能效率
明火 35% 33%
电磁炉 40% 35%
5）检测应用在不同产品上的节能效率。以20个丝，100%涂层为测试条件。测试产品为电饭锅、电热水器。电饭锅要采购高端一点的，自身有涂层的内胆，电热水器要拆开内胆，在其内胆外面做好涂层。
原始电饭锅 加多涂层后电饭锅 相对节能效率 原始热水器 加多涂层后的热水器 相对节能效率
40% 45%
第二实施例
在本实施例中，吸热节能环保涂料是由填料和成膜料混合而成，所述填料按以下重量份数的原料混合而成：
二氧化硅35份，氧化铝20份，氧化钛10份，氧化锆10份，氧化锌5份，氧化镁5份，碳化硅5份，氧化钇0.5份，三氧化二铬1.5份，高岭土1.5份，稀土材料1.5份，炭黑5份，各原料的粒径为1～5μm；
其中，所述稀土材料包括碳酸钐0.3份、硫酸铕0.3份、碳酸铥0.3份、碳酸镱0.3份和碳酸镥0.3份；
所述成膜料为碳酸钾钠；所述碳酸钾钠为相同重量的碳酸钾与碳酸钠混合而成；
所述填料与成膜料的重量混合比为4.8：5.2。
其余未述部分见第一实施例，不再赘述。
第三实施例
在本实施例中，吸热节能环保涂料是由填料和成膜料混合而成，所述填料按以下重量份数的原料混合而成：
二氧化硅27.5份，氧化铝16份，氧化钛7份，氧化锆7份，氧化锌3份，氧化镁3份，碳化硅2.9份，氧化钇0.26份，三氧化二铬0.75份，高岭土0.75份，稀土材料0.75份，炭黑2.8份，各原料的粒径为1～5μm；
其中，所述稀土材料包括碳酸钐0.15份、硫酸铕0.15份、碳酸铥0.15份、碳酸镱0.15份和碳酸镥0.15份；
所述成膜料为碳酸钾钠；所述碳酸钾钠为相同重量的碳酸钾与碳酸钠混合而成；
所述填料与成膜料的重量混合比为3.8：6.2。
其余未述部分见第一实施例，不再赘述。
第四实施例
在本实施例中，吸热节能环保涂料是由填料和成膜料混合而成，所述填料按以下重量份数的原料混合而成：
二氧化硅28份，氧化铝16份，氧化钛8份，氧化锆8份，氧化锌4份，氧化镁4份，碳化硅4份，氧化钇0.4份，三氧化二铬1.2份，高岭土1.2份，稀土材料1.2份，炭黑4份，各原料的粒径为1～5μm；
其中，所述稀土材料包括碳酸钐0.24份、硫酸铕0.24份、碳酸铥0.24份、碳酸镱0.24份和碳酸镥0.24份；
所述成膜料为碳酸钾钠；所述碳酸钾钠为相同重量的碳酸钾与碳酸钠混合而成；
所述填料与成膜料的重量混合比为3.8：6.2。
其余未述部分见第一实施例，不再赘述。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种吸热节能环保涂料，其特征是由填料和成膜料混合而成，
所述填料按以下重量份数的原料混合而成：
二氧化硅20～35份，氧化铝8～20份，氧化钛4～10份，氧化锆4～10份，氧化锌1～5份，氧化镁1～5份，碳化硅0.8～5份，氧化钇0.02～0.5份，三氧化二铬0.01～1.5份，高岭土0.01～1.5份，稀土材料0.01～1.5份，炭黑0.8～5份，各原料的粒径为1～5μm；
其中，所述稀土材料包括碳酸钐0.01～1.5份、硫酸铕0.01～1.5份、碳酸铥0.01～1.5份、碳酸镱0.01～1.5份和碳酸镥0.01～1.5份；
所述成膜料为碳酸钾钠；所述碳酸钾钠为相同重量的碳酸钾与碳酸钠混合而成；
所述填料与成膜料的重量混合比为2.5∶7.5、3.8∶6.2或者4.8∶5.2。
2.根据权利要求1所述的吸热节能环保涂料的制备方法，其特征是包括以下步骤：
步骤一，填料的制备，首先按重量份数分别称取二氧化硅20～35份，氧化铝8～20份，氧化钛4～10份，氧化锆4～10份，氧化锌1～5份，氧化镁1～5份，碳化硅0.8～5份，氧化钇0.02～0.5份，三氧化二铬0.01～1.5份，高岭土0.01～1.5份，稀土材料0.01～1.5份，炭黑0.8～5份，然后在混料机中将其混合均匀后得到填料；
其中，所述稀土材料包括碳酸钐0.01～1.5份、硫酸铕0.01～1.5份、碳酸铥0.01～1.5份、碳酸镱0.01～1.5份和碳酸镥0.01～1.5份；
步骤二，成膜料的制备，所述成膜料为碳酸钾钠；首先按重量份数分别称取碳酸钾与碳酸钠，然后将其混合均匀后得到成膜料；
所述碳酸钾钠为相同重量的碳酸钾与碳酸钠混合而成；
步骤三，将填料和膜料按重量混合比为2.5∶7.5、3.8∶6.2或者4.8∶5.2进行混合分散均匀后得到混合料；
步骤四，将混合料进行球磨6～8小时，然后过筛网得到成品，所述筛网的目数为1～5μm。
3.根据权利要求2所述的吸热节能环保涂料的涂装方法，其特征是包括以下步骤：
步骤一，将被涂基面进行手工除锈或喷砂处理至被涂基面达到国家标准ST3级；
步骤二，首先按重量份数比0.8∶1.2～1∶1将成品与水混合均匀后得到水性喷涂料，然后通过涂刷或喷涂将水性喷涂料覆盖在被涂基面形成涂层，所述涂层的厚度为20～50μm；
或者，首先按重量份数比2.5∶7.5～3∶7将成品与改性有机硅树脂混合均匀后得到油性喷涂料，然后通过涂刷或喷涂将油性喷涂料覆盖在被涂基面形成涂层，所述涂层的厚度为20～50μm。
4.根据权利要求3所述的吸热节能环保涂料的涂装方法，其特征是所述水性喷涂料的干燥温度为65℃～85℃，或者为500℃～600℃。
5.根据权利要求3所述的吸热节能环保涂料的涂装方法，其特征是所述油性喷涂料的干燥温度为常温或160℃～180℃。
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