CN115418164B - 一种高温热反射材料及其施工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高温热反射材料及其施工工艺，该高温热反射材料包括以下质量份数的成分组成：硫酸钡；氧化锌；氧化锆微球；二氧化钛；硅烷偶联剂；银粉；二氧化硅；硅酸钠水溶液；硅树脂乳液；钛酸四丁酯；纳米氧化铝；纯水；有机膨润土；该施工工艺包括以下步骤：确定高温热反射材料的施工方向，且施工方向包括涂层施工方向及基本材料施工方向。本发明提供良好的对热辐射的反射能力，能够作为反射物填料应用于涂料中，提供高温下的热反射能力，也可以作为反射骨料应用于高反射基体中，解决了现有热反射材料不耐高温、抗污能力差、耐候性差的问题，同时能够应用于高温节能领域，绿色环保。

Description

一种高温热反射材料及其施工工艺
技术领域
本发明涉及一种高温热反射组合物，能够在1200℃条件下提供良好的对热辐射的反射能力，能够作为反射物填料应用于涂料中，提供高温下的热反射能力，也可以作为反射骨料应用于高反射基体中，具体来说，涉及一种高温热反射材料及其施工工艺。
背景技术
热反射材料，目前主要应用于建筑外墙领域（建筑用热反射涂料）和太阳能光伏发电领域（太阳能反射涂料）。
建筑反射涂料主要由丙烯酸树脂混合功能粉体颗粒对太阳光进行反射，降低建筑物对太阳能的吸收，同时阻止热量传递，从而达到反射和隔热的效果。但是目前的建筑反射涂料，不具备耐高温能力，同时在使用过程中容易沾染污物影响了涂料对热辐射的反射，同时现行反射涂料常采用玻璃珠作为隔热填料，其导热系数稍高，且耐温性能不足。
光伏发电领域，随着光伏发电技术的不断突破，光伏发电站愈发普及。太阳能光伏背板在光伏电池中为重要组件，其作用是封装太阳能电池，同时反射光透过组件照射到背板上的太阳能，从而有效提升了光伏发电的效率。而目前的太阳能反射涂料的耐高温性能和耐老化性能较差，无法满足长期暴露工况，发生黄变、吸水、龟裂等不良现象，而且目前的太阳能反射涂料以溶剂型为主，环保性较差。
以上两种材料各有优缺点，但均无法满足高温使用、长久的优良耐候性以及抗污能力。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种高温热反射材料及其施工工艺，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供了一种高温热反射材料，该高温热反射材料包括以下质量份数的成分组成：
硫酸钡2-10份；
氧化锌2-10份；
氧化锆微球2-10份；
二氧化钛2-10份；
硅烷偶联剂1-3份；
银粉2-10份；
二氧化硅20-40份；
硅酸钠水溶液10-20份；
硅树脂乳液30-60份；
钛酸四丁酯0.3-3份；
纳米氧化铝2-5份；
纯水20-50份；
有机膨润土3-1份；
其中，所述高温热反射材料包括底反射层、可见光反射层及发射保护层，且所述底反射层设置在基材表面，所述底反射层远离所述基材的一端设置有可见光反射层，所述可见光反射层远离底反射层的一端设置有发射保护层。
进一步的，所述底反射层的厚度为0.1-1mm，所述可见光反射层的厚度为0.2-2mm，所述发射保护层的厚度0.1-1mm。
进一步的，所述底反射层包括以下质量份数的成分组成：
硅树脂乳液10-20份；
二氧化硅10-20份；
银粉2-10份；
硅烷偶联剂0.5-1.5份；
有机膨润土1-4份；
钛酸四丁酯0.1-1份；
纯水5-20份。
进一步的，所述硅树脂乳液为甲基苯基硅树脂乳液，固含量40-60%；
所述二氧化硅为亲水型，目数为1000-3000目；
所述银粉为鳞状结构，鳞状结构尺寸20-30微米；
所述硅烷偶联剂为水溶性氨基硅烷偶联剂；
所述底反射层制备时，首先取硅树脂乳液、二氧化硅、银粉、硅烷偶联剂进行分散，且转速100r/min，分散15分钟，同时加入有机膨润土，并100转继续分散15min，再加入钛酸四丁酯，并100转分散5min，即制备完成并使用。
进一步的，所述可见光反射层包括以下质量份数的成分组成：
硅酸钠水溶液10-20份；
硅树脂乳液10-20份；
硫酸钡2-10份；
氧化锌2-10份；
氧化锆微球2-10份；
二氧化钛2-10份；
二氧化硅10-20份；
硅烷偶联剂0.5-1.5份；
纯水5-20份；
有机膨润土1-4份；
钛酸四丁酯0.1-1份。
进一步的，所述硫酸钡为高光型硫酸钡，粒径10-45微米；
所述氧化锌的粒径10-45微米；
所述氧化锆微球中值粒径为55微米；
所述二氧化钛为金红石型，粒径200-2000nm；
所述硅烷偶联剂为水溶性氨基硅烷偶联剂；
所述可见光反射层制备时，首先取硅酸钠水溶液、硅树脂乳液及纯水进行混合，且转速400r/min分散5min，并加入硫酸钡、二氧化钛、二氧化硅、硅烷偶联剂，且转速100r/min分散15min，同时加入二氧化锆微球换碎料分散盘，且转速600r/min分散20min；
根据液体粘度加入5-10份纯水及有机膨润土，且转速100r/min分散10min；
加入氧化锌和钛酸四丁酯混合后使用。
进一步的，所述发射保护层包括以下质量份数的成分组成：
硅树脂乳液10-20份；
钛酸四丁酯0.1-1份；
纳米氧化铝2-5份。
进一步的，所述纳米氧化铝的粒径为1-13nm；
所述发射保护层制备时，首先取硅树脂乳液和纳米氧化铝混合，且转速100r/min分散15min；
加入钛酸四丁酯分散5min后，即制备完成并使用。
根据本发明的另一方面，提供了一种高温热反射材料的施工工艺，该施工工艺包括以下步骤：
确定高温热反射材料的施工方向，且施工方向包括涂层施工方向及基本材料施工方向；
若施工方向为涂层施工方向，则首先对基材进行除油及拉毛处理；
施工所述底反射层，经过30-120min且待水分完全挥发后，完成所述可见光反射层的施工，经过4-12h且干燥后，完成所述发射保护层的施工，并表干1-3h；
待所有涂层完全干燥后，将材料加热至180-200℃并固化1-2.5h。
进一步的，所述确定高温热反射材料的施工方向，若施工方向为基本材料施工方向还包括以下步骤：
施工所述底反射层，经过30-120min且待水分完全挥发后，完成所述可见光反射层的施工，且对材料进行抽真空，抽真空的压力为-0.95至-0.99bar，时间为10min，并循环三次；
循环三次后，将材料转移至-60℃环境下干燥3-5天，并使用100%固含量硅树脂进行孔隙封闭，并完成所述发射保护层的施工，同时表干1-3h；
待所有涂层完全干燥后，将材料加热至180-200℃并固化1-2.5h。
本发明的有益效果为：
（1）本发明的一种高温热反射材料，能够在1200℃条件下提供良好的对热辐射的反射能力，能够作为反射物填料应用于涂料中，提供高温下的热反射能力，也可以作为反射骨料应用于高反射基体中。
（2）本发明的一种高温热反射材料，能够在超高温环境下，材料表观稳定，并且提供良好的热反射能力，对可见光以及400-2000nm的红外线具有良好的反射能力，本发明使用硅类交联物配合高反射材料达到耐高温、高热反射的性能，在超高温环境下形成稳定的防火耐热反射层，解决了现有热反射材料不耐高温、抗污能力差、耐候性差的问题，同时能够应用于高温节能领域，绿色环保。
（3）本发明使用有机硅树脂作为透射保护层，获得良好的表面疏水效果，表面具有疏水性，能够产生一定的自清洁效果；本发明使硅树脂、无机交联材料，涂层耐候性强，不会发生黄变、龟裂；本发明材料能够耐受1200℃以上高温，维持材料形态稳定，并保持良好的热反射能力；本发明材料能够在波长200nm-2000nm内，辐射波反射能力大于90%；本发明材料具有一定的隔热效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种高温热反射材料的施工工艺的流程图之一；
图2是根据本发明实施例的一种高温热反射材料的施工工艺的流程图之二；
图3是根据本发明实施例的一种高温热反射材料的材料分布图。
实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种高温热反射材料及其施工工艺。而目前的高温隔热领域，通常以纤维毡配合无机粘合剂进行表面喷涂来满足高温隔热，在高温情况下，由于技术条件或成本限制，通常不考虑热辐射带来的能量损耗。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，根据本发明的一个方面，提供了高温热反射材料，该高温热反射材料包括以下质量份数的成分组成：
硫酸钡2-10份；
氧化锌2-10份；
氧化锆微球2-10份；
二氧化钛2-10份；
硅烷偶联剂1-3份；
银粉2-10份；
二氧化硅20-40份；
硅酸钠水溶液10-20份；
硅树脂乳液30-60份；
钛酸四丁酯0.3-3份；
纳米氧化铝2-5份；
纯水20-50份；
有机膨润土3-1份；
其中，所述高温热反射材料包括底反射层、可见光反射层及发射保护层，且所述底反射层设置在基材表面，所述底反射层远离所述基材的一端设置有可见光反射层，所述可见光反射层远离底反射层的一端设置有发射保护层。如图3所示，A为底反射层，B为可见光反射层，C为发射保护层。
其中，所述底反射层的厚度为0.1-1mm，所述可见光反射层的厚度为0.2-2mm，所述发射保护层的厚度0.1-1mm。
其中，所述底反射层包括以下质量份数的成分组成：
硅树脂乳液10-20份；
二氧化硅10-20份；
银粉2-10份；
硅烷偶联剂0.5-1.5份；
有机膨润土1-4份；
钛酸四丁酯0.1-1份；
纯水5-20份。
其中，所述硅树脂乳液为甲基苯基硅树脂乳液，固含量40-60%；
所述二氧化硅为亲水型，目数为1000-3000目；
所述银粉为鳞状结构，鳞状结构尺寸20-30微米；
所述硅烷偶联剂为水溶性氨基硅烷偶联剂；
所述底反射层制备时，首先取硅树脂乳液、二氧化硅、银粉、硅烷偶联剂进行分散，且转速100r/min，分散15分钟，同时加入有机膨润土，并100转继续分散15min，再加入钛酸四丁酯，并100转分散5min，即制备完成并使用。
其中，所述可见光反射层包括以下质量份数的成分组成：
硅酸钠水溶液10-20份；
硅树脂乳液10-20份；
硫酸钡2-10份；
氧化锌2-10份；
氧化锆微球2-10份；
二氧化钛2-10份；
二氧化硅10-20份；
硅烷偶联剂0.5-1.5份；
纯水5-20份；
有机膨润土1-4份；
钛酸四丁酯0.1-1份。
其中，所述硫酸钡为高光型硫酸钡，粒径10-45微米；
所述氧化锌的粒径10-45微米；
所述氧化锆微球中值粒径为55微米；
所述二氧化钛为金红石型，粒径200-2000nm；
所述硅烷偶联剂为水溶性氨基硅烷偶联剂；
所述可见光反射层制备时，首先取硅酸钠水溶液、硅树脂乳液及纯水进行混合，且转速400r/min分散5min，并加入硫酸钡、二氧化钛、二氧化硅、硅烷偶联剂，且转速100r/min分散15min，同时加入二氧化锆微球换碎料分散盘，且转速600r/min分散20min；
根据液体粘度加入5-10份纯水及有机膨润土，且转速100r/min分散10min；
加入氧化锌和钛酸四丁酯混合后使用。
其中，所述发射保护层包括以下质量份数的成分组成：
硅树脂乳液10-20份；
钛酸四丁酯0.1-1份；
纳米氧化铝2-5份。
其中，所述纳米氧化铝的粒径为1-13nm；
所述发射保护层制备时，首先取硅树脂乳液和纳米氧化铝混合，且转速100r/min分散15min；
加入钛酸四丁酯分散5min后，即制备完成并使用。
实施例一：所述底反射层包括以下质量份数的成分组成：硅树脂乳液10g；二氧化硅10g；银粉2g；硅烷偶联剂0.5g；有机膨润土1g；钛酸四丁酯0.1g；纯水5g。
所述可见光反射层包括以下质量份数的成分组成：硅酸钠水溶液10g；硅树脂乳液10g；硫酸钡2g；氧化锌2g；氧化锆微球2g；二氧化钛2g；二氧化硅10g；硅烷偶联剂0.5g；纯水5g；有机膨润土1g；钛酸四丁酯0.1g。
所述发射保护层包括以下质量份数的成分组成：硅树脂乳液10g；钛酸四丁酯0.1g；纳米氧化铝2g。
通过上述材料制作高温热反射材料，并进行高温测试。
实施例二：所述底反射层包括以下质量份数的成分组成：硅树脂乳液15g；二氧化硅10g；银粉6g；硅烷偶联剂0.7g；有机膨润土3g；钛酸四丁酯0.2g；纯水13g。
所述可见光反射层包括以下质量份数的成分组成：硅酸钠水溶液15g；硅树脂乳液15g；硫酸钡6g；氧化锌3g；氧化锆微球6g；二氧化钛6g；二氧化硅15g；硅烷偶联剂1g；纯水13g；有机膨润土2.5g；钛酸四丁酯0.6g。
所述发射保护层包括以下质量份数的成分组成：硅树脂乳液15g；钛酸四丁酯0.6g；纳米氧化铝3.5g。
通过上述材料制作高温热反射材料，并进行高温测试。
实施例三：所述底反射层包括以下质量份数的成分组成：硅树脂乳液20g；二氧化硅20g；银粉10g；硅烷偶联剂1.5g；有机膨润土4g；钛酸四丁酯1g；纯水20g。
所述可见光反射层包括以下质量份数的成分组成：硅酸钠水溶液20g；硅树脂乳液20g；硫酸钡10g；氧化锌5g；氧化锆微球10g；二氧化钛10g；二氧化硅20g；硅烷偶联剂1.5g；纯水20g；有机膨润土4g；钛酸四丁酯1g。
所述发射保护层包括以下质量份数的成分组成：硅树脂乳液20g；钛酸四丁酯1g；纳米氧化铝4g。
通过上述材料制作高温热反射材料，并进行高温测试。
对比例
采用传统的高温热反射材料，并进行高温测试。
本发明的材料能够在波长200nm-2000nm内，辐射波反射能力大于90%，在1200℃以上高温，维持材料形态稳定，具有良好的反射能力。
根据本发明的另一方面，如图1-2，提供了一种高温热反射材料的施工工艺，该施工工艺包括以下步骤：
确定高温热反射材料的施工方向，且施工方向包括涂层施工方向及基本材料施工方向；
若施工方向为涂层施工方向，则首先对基材进行除油及拉毛处理；
施工所述底反射层，经过30-120min且待水分完全挥发后，完成所述可见光反射层的施工，经过4-12h且干燥后，完成所述发射保护层的施工，并表干1-3h；
待所有涂层完全干燥后，将材料加热至180-200℃并固化1-2.5h。
在一个实施例中，所述确定高温热反射材料的施工方向，若施工方向为基本材料施工方向还包括以下步骤：
施工所述底反射层，经过30-120min且待水分完全挥发后，完成所述可见光反射层的施工，且对材料进行抽真空，抽真空的压力为-0.95至-0.99bar，时间为10min，并循环三次；
循环三次后，将材料转移至-60℃环境下干燥3-5天，并使用100%固含量硅树脂进行孔隙封闭，并完成所述发射保护层的施工，同时表干1-3h；
待所有涂层完全干燥后，将材料加热至180-200℃并固化1-2.5h。
综上所述，本发明的一种高温热反射材料，能够在1200℃条件下提供良好的对热辐射的反射能力，能够作为反射物填料应用于涂料中，提供高温下的热反射能力，也可以作为反射骨料应用于高反射基体中。本发明的一种高温热反射材料，能够在超高温环境下，材料表观稳定，并且提供良好的热反射能力，对可见光以及400-2000nm的红外线具有良好的反射能力，本发明使用硅类交联物配合高反射材料达到耐高温、高热反射的性能，在超高温环境下形成稳定的防火耐热反射层，解决了现有热反射材料不耐高温、抗污能力差、耐候性差的问题，同时能够应用于高温节能领域，绿色环保。本发明使用有机硅树脂作为透射保护层，获得良好的表面疏水效果，表面具有疏水性，能够产生一定的自清洁效果；本发明使硅树脂、无机交联材料，涂层耐候性强，不会发生黄变、龟裂；本发明材料能够耐受1200℃以上高温，维持材料形态稳定，并保持良好的热反射能力；本发明材料能够在波长200nm-2000nm内，辐射波反射能力大于90%；本发明材料具有一定的隔热效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高温热反射材料，其特征在于，该高温热反射材料包括以下质量份数的成分组成：
硫酸钡2-10份；
氧化锌2-10份；
氧化锆微球2-10份；
二氧化钛2-10份；
硅烷偶联剂1-3份；
银粉2-10份；
二氧化硅20-40份；
硅酸钠水溶液10-20份；
硅树脂乳液30-60份；
钛酸四丁酯0.3-3份；
纳米氧化铝2-5份；
纯水20-50份；
有机膨润土3-8份；
其中，所述高温热反射材料包括底反射层、可见光反射层及发射保护层，且所述底反射层设置在基材表面，所述底反射层远离所述基材的一端设置有可见光反射层，所述可见光反射层远离底反射层的一端设置有发射保护层；
所述底反射层包括以下质量份数的成分组成：
硅树脂乳液10-20份；
二氧化硅10-20份；
银粉2-10份；
硅烷偶联剂0.5-1.5份；
有机膨润土1-4份；
钛酸四丁酯0.1-1份；
纯水5-20份；
所述可见光反射层包括以下质量份数的成分组成：
硅酸钠水溶液10-20份；
硅树脂乳液10-20份；
硫酸钡2-10份；
氧化锌2-10份；
氧化锆微球2-10份；
二氧化钛2-10份；
二氧化硅10-20份；
硅烷偶联剂0.5-1.5份；
纯水5-20份；
有机膨润土1-4份；
钛酸四丁酯0.1-1份；
所述发射保护层包括以下质量份数的成分组成：
硅树脂乳液10-20份；
钛酸四丁酯0.1-1份；
纳米氧化铝2-5份。
2.根据权利要求1所述的一种高温热反射材料，其特征在于，所述底反射层的厚度为0.1-1mm，所述可见光反射层的厚度为0.2-2mm，所述发射保护层的厚度0.1-1mm。
3.根据权利要求1所述的一种高温热反射材料，其特征在于，所述硅树脂乳液为甲基苯基硅树脂乳液，固含量40-60%；
所述二氧化硅为亲水型，目数为1000-3000目；
所述银粉为鳞状结构，鳞状结构尺寸20-30微米；
所述硅烷偶联剂为水溶性氨基硅烷偶联剂；
所述底反射层制备时，首先取硅树脂乳液、二氧化硅、银粉、硅烷偶联剂进行分散，且转速100r/min，分散15分钟，同时加入有机膨润土，并100转继续分散15min，再加入钛酸四丁酯，并100转分散5min，即制备完成并使用。
4.根据权利要求1所述的一种高温热反射材料，其特征在于，所述硫酸钡为高光型硫酸钡，粒径10-45微米；
所述氧化锌的粒径10-45微米；
所述氧化锆微球中值粒径为55微米；
所述二氧化钛为金红石型，粒径200-2000nm；
所述硅烷偶联剂为水溶性氨基硅烷偶联剂；
所述可见光反射层制备时，首先取硅酸钠水溶液、硅树脂乳液及纯水进行混合，且转速400r/min分散5min，并加入硫酸钡、二氧化钛、二氧化硅、硅烷偶联剂，且转速100r/min分散15min，同时加入二氧化锆微球换碎料分散盘，且转速600r/min分散20min；
根据液体粘度加入5-10份纯水及有机膨润土，且转速100r/min分散10min；
加入氧化锌和钛酸四丁酯混合后使用。
5.根据权利要求1所述的一种高温热反射材料，其特征在于，所述纳米氧化铝的粒径为1-13nm；
所述发射保护层制备时，首先取硅树脂乳液和纳米氧化铝混合，且转速100r/min分散15min；
加入钛酸四丁酯分散5min后，即制备完成并使用。
6.一种高温热反射材料的施工工艺，用于实现权利要求1-5中任一项所述的高温热反射材料的施工，其特征在于，该施工工艺包括以下步骤：
确定高温热反射材料的施工方向，且施工方向包括涂层施工方向及基本材料施工方向；
若施工方向为涂层施工方向，则首先对基材进行除油及拉毛处理；
施工所述底反射层，经过30-120min且待水分完全挥发后，完成所述可见光反射层的施工，经过4-12h且干燥后，完成所述发射保护层的施工，并表干1-3h；
待所有涂层完全干燥后，将材料加热至180-200℃并固化1-2.5h；
所述确定高温热反射材料的施工方向，若施工方向为基本材料施工方向还包括以下步骤：
施工所述底反射层，经过30-120min且待水分完全挥发后，完成所述可见光反射层的施工，且对材料进行抽真空，抽真空的压力为-0.95至-0.99bar，时间为10min，并循环三次；
循环三次后，将材料转移至-60℃环境下干燥3-5天，并使用100%固含量硅树脂进行孔隙封闭，并完成所述发射保护层的施工，同时表干1-3h；
待所有涂层完全干燥后，将材料加热至180-200℃并固化1-2.5h。
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