CN112756240A - 一种复合改性饰面保护层的制备方法及包含复合改性饰面保护层的发电建材 - Google Patents

一种复合改性饰面保护层的制备方法及包含复合改性饰面保护层的发电建材 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合改性饰面保护层的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)在载体上喷涂底层材料并烘烤；(2)在底层上喷涂面层材料并烘烤；所述底层材料和面层材料均由无机光扩散剂与水玻璃制得，所述底层材料和面层材料中无机光扩散剂与水玻璃的质量比例不同，所述底层材料和面层材料中无机光扩散剂粒径大小不同。由于多层结构中不同层的光扩散剂材料粒径大小及质量浓度的差异，造成了介质纵向分布不均匀，极易发生散射现象，在保证光透过率的同时提高了雾度。采用涂完一层，烘烤一层的方法，由于每层的厚度薄，一方面水汽容易释放，另一方面需要释放的水汽少，不仅解决了烘烤过程中的表面鼓包问题，而且烘烤工艺解决了水玻璃的耐水性问题。

Description

一种复合改性饰面保护层的制备方法及包含复合改性饰面保 护层的发电建材
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种复合改性饰面保护层的制备方法及包含复合改性饰面保护层的发电建材。
背景技术
目前城市与太阳能结合的主要方式是发电建筑一体化(BIPV)，但常规的BIPV所采用的光伏组件一般呈现深蓝色、灰色、黑色，其色彩、质感、肌理不美观，达不到建筑对美学的要求，难以与建筑高度融合，这些缺点限制了光伏组件在建筑中的广泛使用。
虽然可以使发电建材和大理石、花岗岩等天然石材呈现一样的外观，不再局限于玻璃的质感和肌理，但是发电建材的饰面保护层透过率限制了发电建材的效率；而且发电建材的饰面保护层材料耐候性不佳，限制了发电建材的使用寿命。因此实现这一目标的关键因素在于饰面保护层。
单纯的水玻璃用于发电建材饰面保护层，虽然透过率很高，但是存在以下问题：
不烘烤，饰面保护层无鼓包，但是其耐水性差；烘烤能一定程度提高耐水性，但是鼓包非常多。饰面保护层雾度低，全透明，不能实现建材外观。
水玻璃+填料混合用于发电建材饰面保护层，虽然雾度高，可以实现石材外观，但是其透过率较低，而且还存在以下其他问题：
不烘烤，饰面保护层无鼓包，但是其耐水性差；烘烤能提高其耐水性，但是会发生鼓包现象,影响饰面保护层外观。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种采用复合改性水玻璃作饰面保护层的发电建材，通过对发电建材饰面保护层的针对性设计，解决现有发电建材饰面保护层的耐水性差、光透过率与雾度相矛盾，或表面不美观的问题。
为实现上述技术目的，本发明第一方面采用如下技术方案：
一种复合改性饰面保护层的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
(1)在载体上喷涂底层1-3材料并烘烤；
(2)在底层1-3上喷涂面层1-1材料并烘烤；
所述底层材料和面层材料均由无机光扩散剂与水玻璃制得，所述底层材料和面层材料中无机光扩散剂与水玻璃的质量比例不同，所述底层材料和面层材料中无机光扩散剂粒径大小不同。
优选的，在所述饰面保护层的底层1-3和面层1-1之间增加中层1-2，当所述饰面保护层为三层结构时，所述制备方法包括以下步骤：
(1)在载体上喷涂底层1-3材料并烘烤；
(2)在底层1-3上喷涂中层1-2材料并烘烤；
(3)在中层1-2上喷涂面层1-1材料并烘烤。
所述底层材料，中层材料和面层材料均由无机光扩散剂与水玻璃制得，所述底层材料，中层材料和面层材料中无机光扩散剂与水玻璃的质量比例不同，所述底层材料和面层材料中无机光扩散剂粒径大小不同。
优选的，所述底层1-3喷涂材料的制备方法为：首先在模数为2.2至4.0的水玻璃中添加质量浓度为5％-10％的无机光扩散剂材料，该无机光扩散剂材料的粒径大小为微米级，混合均匀；其次将混合均匀的材料喷涂在载体上；最后110-180℃烘烤1-5小时，实现对水玻璃进行复合改性。
优选的，所述面层1-1喷涂材料的制备方法为：首先在模数为2.2至4.0的水玻璃中添加质量浓度为18％-25％的无机光扩散剂材料，该无机光扩散剂材料的粒径大小为纳米级，混合均匀；其次将混合均匀的材料喷涂在底层1-3上；最后110-180℃烘烤1-5小时，实现对水玻璃进行复合改性。
优选的，所述底层1-3的喷涂厚度为50-180μm；所述面层1-1的喷涂厚度为30-90 μm；实现制造厚度为0.08-0.27mm的复合改性饰面保护层1。
优选的，所述中层1-2喷涂材料的制备方法为：首先在模数为2.2至4.0的水玻璃中添加质量浓度为11％-17％的无机光扩散剂材料，该无机光扩散剂材料的粒径大小为纳米级，混合均匀；其次将混合均匀的材料喷涂在底层1-3上；最后110-180℃烘烤1-5小时，实现对水玻璃进行复合改性；所述面层1-1喷涂材料的制备方法为：首先在模数为2.2至4.0 的水玻璃中添加质量浓度为18％-25％的无机光扩散剂材料，该无机光扩散剂材料的粒径大小为纳米级，混合均匀；其次将混合均匀的材料喷涂在中层1-2上；最后110-180℃烘烤 1-5小时，实现对水玻璃进行复合改性。
优选的，所述底层1-3的喷涂厚度为50-180μm；所述中层1-2的喷涂厚度为20-80 μm；所述面层1-1的喷涂厚度为30-90μm；实现制造厚度为0.1-0.35mm的复合改性饰面保护层1。
本发明专利第二方面采用如下技术方案：
所述复合改性饰面保护层包括底层1-3和面层1-1，所述底层1-3和面层1-1至下而上依次叠加；所述底层1-3、面层1-1均通过无机光扩散剂与水玻璃复合改性后得到，所述面层1-1与底层1-3中的无机光扩散剂与水玻璃的质量比例不同，所述面层1-1与底层 1-3中的无机光扩散剂粒径大小不同。
优选的，所述复合改性饰面保护层还包括中层，所述中层1-2通过无机光扩散剂后与水玻璃复合改性后得到，所述底层1-3、中层1-2与面层1-1中的无机光扩散剂与水玻璃的质量比例不同。
本发明专利第三方面采用如下技术方案：
所述发电建材包括复合改性饰面保护层1、光电转化层2、胶膜3和建材基底层4；所述发电建材自上而下依次为复合改性饰面保护层1、光电转化层2、胶膜3和建材基底层4；所述复合改性饰面保护层1透光；所述胶膜3用于对光电转化层2进行密封；所述光电转化层2可利用从复合改性饰面保护层1通过的光进行发电。
与采用单层饰面保护层的制备方法相比，本发明采用多层复合改性饰面保护层的制备方法具有以下有益效果：
本发明在保证光通过率的同时保持了高雾度，实现了发电建材外表面的美观，这是由于构成发电建材饰面保护层的多层结构中光扩散剂材料粒径大小及质量浓度的差异，造成了介质纵向分布不均匀，极易发生散射现象，进而提高了雾度(雾度≥85％)，且光透过率几乎不下降(光通过率≥90％)。本发明采用多次喷涂，多次烘烤的方法，即涂完一层，烘烤一层，由于每层的厚度薄，一方面水汽容易释放，另一方面需要释放的水汽少，因此不会产生鼓包，烘烤后的复合改性水玻璃解决了烘烤过程中的表面鼓包现象，使其面层光滑平整。
制备复合改性饰面保护层采用的材料为全无机材料，水玻璃可以起到粘结固化的作用，替代了传统的有机物粘结固化，不仅节能环保，而且烘烤解决了普通水玻璃的耐水性，保护了发电建材的饰面保护层，提高了发电建材寿命。
附图说明
图1为本发明一种采用复合改性饰面保护层的二层结构的剖视图；
图2为本发明一种采用复合改性饰面保护层的三层结构的剖视图；
图3为本发明一种采用包含二层结构的复合改性饰面保护层的发电建材剖视图；
图4为本发明一种采用包含三层结构的复合改性饰面保护层的发电建材剖视图；
图中：1、发电建材饰面保护层；1-1、面层；1-2、中层；1-3、底层；2、光电转化层；
3、胶膜；4、建材基底层。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
本实施例1提供了一种复合改性饰面保护层的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)在载体上喷涂底层1-3材料并烘烤；
(2)在底层1-3上喷涂面层1-1材料并烘烤；
所述底层材料和面层材料均由无机光扩散剂与水玻璃制得，所述底层材料和面层材料中无机光扩散剂与水玻璃的质量比例不同，所述底层材料和面层材料中无机光扩散剂粒径大小不同。所述载体包括：无机玻璃，有机玻璃，透明陶瓷，玻璃陶瓷等。光扩散剂的材料特点是：吸收光≤5％，反射光≤5％，大部分光经散射而入射。
所述底层1-3喷涂材料的制备方法为：首先在模数为4.0的钠水玻璃中添加质量浓度为8％的无机光扩散剂材料，该无机光扩散剂为CaCO3、BaSO4或者SiO2的微米级无机光扩散剂材料中的一种，该实施例选择CaCO3材料，混合均匀；其次将混合均匀的材料喷涂在载体上；最后120℃烘烤2小时，实现对水玻璃进行复合改性。
所述面层1-1喷涂材料的制备方法为：首先在模数为4.0的钠水玻璃中添加质量浓度为20％的无机光扩散剂材料，该无机光扩散剂为CaCO3、BaSO4或者SiO2的纳米级无机光扩散剂材料中的一种，该实施例选择CaCO3材料，混合均匀；其次将混合均匀的材料喷涂在底层1-3上；最后120℃烘烤2小时，实现对水玻璃进行复合改性。
所述底层1-3的喷涂厚度为100μm；所述面层1-1的喷涂厚度为60μm；实现制造厚度为0.16mm的复合改性饰面保护层1，如图1所示。饰面保护层为两层的特点是：雾度＝75％，透过率＝92％。此时雾度相对较低，呈现出的石材质感的效果不是特别好。
实施例2
在所述饰面保护层的底层1-3和面层1-1之间增加中层1-2，本实施例2提供了一种复合改性饰面保护层的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)在载体上喷涂底层1-3材料并烘烤；
(2)在底层(1-3)上喷涂中层1-2材料并烘烤；
(3)在中层(1-2)上喷涂面层1-1材料并烘烤。
所述底层材料，中层材料和面层材料均由无机光扩散剂与水玻璃制得，所述底层材料，中层材料和面层材料中无机光扩散剂与水玻璃的质量比例不同，所述底层材料和面层材料中无机光扩散剂粒径大小不同。所述载体包括：无机玻璃，有机玻璃，透明陶瓷，玻璃陶瓷等。光扩散剂的材料特点是：吸收光≤5％，反射光≤5％，大部分光经散射而入射。
所述底层1-3喷涂材料的制备方法为：首先在模数为4.0的钠水玻璃中添加质量浓度为8％的无机光扩散剂材料，该无机光扩散剂为CaCO3、BaSO4或者SiO2的微米级无机光扩散剂材料中的一种，该实施例选择CaCO3材料，混合均匀；其次将混合均匀的材料喷涂在载体上；最后120℃烘烤2小时，实现对水玻璃进行复合改性。
所述中层1-2喷涂材料的制备方法为：首先在模数为4.0的钠水玻璃中添加质量浓度为15％的无机光扩散剂材料，该无机光扩散剂为CaCO3、BaSO4或者SiO2的纳米级无机光扩散剂材料中的一种，该实施例选择CaCO3材料，混合均匀；其次将混合均匀的材料喷涂在底层1-3上；最后120℃烘烤2小时，实现对水玻璃进行复合改性。
所述面层1-1喷涂材料的制备方法为：首先在模数为4.0的钠水玻璃中添加质量浓度为20％的无机光扩散剂材料，该无机光扩散剂为CaCO3、BaSO4或者SiO2的纳米级无机光扩散剂材料中的一种，该实施例选择CaCO3材料，混合均匀；其次将混合均匀的材料喷涂在中层1-2上；最后120℃烘烤2小时，实现对水玻璃进行复合改性。
所述底层1-3的喷涂厚度为100μm；所述中层1-2的喷涂厚度为50μm；所述面层1-1的喷涂厚度为60μm；实现制造厚度为0.21mm的复合改性饰面保护层1，如图2所示。饰面保护层为三层的特点是：雾度＝85％，透过率＝90％，在两层基础上，增加一层中层可大幅提高雾度，呈现出的石材质感的效果已经很好，但是透过率下降很少。
进一步改进方案，所述饰面保护层1还可以为四层结构，在底层1-3和面层1-1之间增加两层中层1-2，所述底层1-3、中层1-2、中层1-2、面层1-1至下而上依次叠加。饰面保护层为四层的特点是：雾度＝90％，透过率＝82％，在两层基础上，增加两层中层可大幅提高雾度，呈现出的石材质感的效果也很好，而其透过率下降较多。
实施例3
本实施例3提供了一种包含复合改性饰面保护层的发电建材，如图3所示，根据实施例1中的复合改性饰面保护层1，所述发电建材包括复合改性饰面保护层1、光电转化层2、胶膜3和建材基底层4。复合改性饰面保护层1和光电转化层2中间为载体，载体在图中未标识。所述发电建材自上而下依次为复合改性饰面保护层1、光电转化层2、胶膜3和建材基底层4；所述复合改性饰面保护层1透光；所述胶膜3用于对光电转化层2进行密封；所述光电转化层2可利用从复合改性饰面保护层1通过的光进行发电。该发电建材光电转换效率为17.6％。
实施例4
本实施例4提供了一种包含复合改性饰面保护层的发电建材，如图4所示，根据实施例2中的复合改性饰面保护层1，所述发电建材包括复合改性饰面保护层1、光电转化层2、胶膜3和建材基底层4。复合改性饰面保护层1和光电转化层2中间为载体，载体在图中未标识。所述发电建材自上而下依次为复合改性饰面保护层1、光电转化层2、胶膜3和建材基底层4；所述复合改性饰面保护层1透光；所述胶膜3用于对光电转化层2进行密封；所述光电转化层2可利用从复合改性饰面保护层1通过的光进行发电。该发电建材光电转换效率为17.2％。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种复合改性饰面保护层的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
(1)在载体上喷涂底层(1-3)材料并烘烤；
(2)在底层(1-3)上喷涂面层(1-1)材料并烘烤；
所述底层材料和面层材料均由无机光扩散剂与水玻璃制得，所述底层材料和面层材料中无机光扩散剂与水玻璃的质量比例不同，所述底层材料和面层材料中无机光扩散剂粒径大小不同。
2.根据权利要求1所述的复合改性饰面保护层的制备方法，其特征在于：在所述饰面保护层的底层(1-3)和面层(1-1)之间增加中层(1-2)，当所述饰面保护层为三层结构时，所述制备方法包括以下步骤：
(1)在载体上喷涂底层(1-3)材料并烘烤；
(2)在底层(1-3)上喷涂中层(1-2)材料并烘烤；
(3)在中层(1-2)上喷涂面层(1-1)材料并烘烤。
所述底层材料，中层材料和面层材料均由无机光扩散剂与水玻璃制得，所述底层材料，中层材料和面层材料中无机光扩散剂与水玻璃的质量比例不同，所述底层材料和面层材料中无机光扩散剂粒径大小不同。
3.根据权利要求1或2所述的复合改性饰面保护层的制备方法，其特征在于：所述底层(1-3)喷涂材料的制备方法为：首先在模数为2.2至4.0的水玻璃中添加质量浓度为5％-10％的无机光扩散剂材料，该无机光扩散剂材料的粒径大小为微米级，混合均匀；其次将混合均匀的材料喷涂在载体上；最后110-180℃烘烤1-5小时，实现对水玻璃进行复合改性。
4.根据权利要求1所述的复合改性饰面保护层的制备方法，其特征在于：所述面层(1-1)喷涂材料的制备方法为：首先在模数为2.2至4.0的水玻璃中添加质量浓度为18％-25％的无机光扩散剂材料，该无机光扩散剂材料的粒径大小为纳米级，混合均匀；其次将混合均匀的材料喷涂在底层(1-3)上；最后110-180℃烘烤1-5小时，实现对水玻璃进行复合改性。
5.根据权利要求1所述的复合改性饰面保护层的制备方法，其特征在于：所述底层(1-3)的喷涂厚度为50-180μm；所述面层(1-1)的喷涂厚度为30-90μm；实现制造厚度为0.08-0.27mm的复合改性饰面保护层(1)。
6.根据权利要求2所述的复合改性饰面保护层的制备方法，其特征在于：所述中层(1-2)喷涂材料的制备方法为：首先在模数为2.2至4.0的水玻璃中添加质量浓度为11％-17％的无机光扩散剂材料，该无机光扩散剂材料的粒径大小为纳米级，混合均匀；其次将混合均匀的材料喷涂在底层(1-3)上；最后110-180℃烘烤1-5小时，实现对水玻璃进行复合改性；所述面层(1-1)喷涂材料的制备方法为：首先在模数为2.2至4.0的水玻璃中添加质量浓度为18％-25％的无机光扩散剂材料，该无机光扩散剂材料的粒径大小为纳米级，混合均匀；其次将混合均匀的材料喷涂在中层(1-2)上；最后110-180℃烘烤1-5小时，实现对水玻璃进行复合改性。
7.根据权利要求2所述的复合改性饰面保护层的制备方法，其特征在于：所述底层(1-3)的喷涂厚度为50-180μm；所述中层(1-2)的喷涂厚度为20-80μm；所述面层(1-1)的喷涂厚度为30-90μm；实现制造厚度为0.1-0.35mm的复合改性饰面保护层(1)。
8.权利要求1～7任一项所述的制备方法制得的复合改性饰面保护层，其特征在于：所述复合改性饰面保护层包括底层(1-3)和面层(1-1)，所述底层(1-3)和面层(1-1)至下而上依次叠加；所述底层(1-3)、面层(1-1)均通过无机光扩散剂与水玻璃复合改性后得到，所述面层(1-1)与底层(1-3)中的无机光扩散剂与水玻璃的质量比例不同，所述面层(1-1)与底层(1-3)中的无机光扩散剂粒径大小不同。
9.权利要求8所述的复合改性饰面保护层，其特征在于：所述复合改性饰面保护层还包括中层，所述中层(1-2)通过无机光扩散剂后与水玻璃复合改性后得到，所述底层(1-3)、中层(1-2)与面层(1-1)中的无机光扩散剂与水玻璃的质量比例不同。
10.一种包含权利要求8或9所述的复合改性饰面保护层的发电建材，其特征在于：所述发电建材包括复合改性饰面保护层(1)、光电转化层(2)、胶膜(3)和建材基底层(4)；所述发电建材自上而下依次为复合改性饰面保护层(1)、光电转化层(2)、胶膜(3)和建材基底层(4)；所述复合改性饰面保护层(1)透光；所述胶膜(3)用于对光电转化层(2)进行密封；所述光电转化层(2)可利用从复合改性饰面保护层(1)通过的光进行发电。
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