CN117416115A - 一种基于透明复合薄膜的彩色辐射制冷涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于透明复合薄膜的彩色辐射制冷涂层及其制备方法,属于建筑节能用彩色辐射制冷涂料技术领域。基于透明复合薄膜的彩色辐射制冷涂层包括表层透明复合薄膜层和底层辐射制冷复合层;所述底层制备原料包括A、B组分,A组分制备原料包括透明树脂、辐射功能填料;所述辐射功能填料包括硫酸钡颗粒、空心结构介质微球。所述表层制备原料包括A1、B组分,A1组分制备原料包括透明树脂、光稳定剂、紫外光吸收剂。所述基于透明复合薄膜的彩色辐射制冷涂层通过透明复合薄膜使辐射制冷涂料不但能呈现不同的色彩还不影响其对太阳反射率,同时通过辐射制冷复合层和透明复合薄膜层的设置提高了辐射制冷涂料反射辐射性能。

Description

一种基于透明复合薄膜的彩色辐射制冷涂层及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑节能用彩色辐射制冷涂料技术领域,尤其涉及一种基于透明复合薄膜的彩色辐射制冷涂层及其制备方法。
背景技术
随着全球气候变暖的加剧,在不释放温室气体的情况下保持建筑屋顶、墙面以及石油化学储罐等的冷却成了一个挑战,被动辐射制冷技术则有望解决这一问题。
被动辐射制冷技术是一种通过在物体表面覆盖高太阳反射率和高发射率材料或特别设计的结构,将物体表面吸收的太阳热能主要通过8~13um“大气窗口”(该窗口和地球温度230K-300K物体的黑体辐射峰正好重合,因此是地球热辐射的主要部分,从这个“大气窗口”辐射到外太空去),以红外辐射的方式实现物体与低温外太空(温度约3K)及外界环境的辐射传热,从而对物体进行降温的被动制冷技术。
与传统制冷技术(如基于压缩机的主动制冷技术等)相比,辐射制冷技术是一种完全无能耗、无温室气体排放的被动制冷技术,其在节能应用领域具有广泛的应用前景。
当下商用市场上辐射制冷涂料的颜色几乎都为金属白或纯白色单一色彩。这是由于只有尽可能减少对太阳光的吸收才能避免其热效应,因而涂层需要具有金属白或纯白色表面以尽可能充分地反射太阳光。然而,对于实际应用和建筑色彩外观审美而言,具有金属白或纯白色表面的被动辐射制冷涂层并非最佳选择,我们把这类问题归类为辐射制冷涂层“色彩依赖色素彩色颜料导致太阳反射率大幅下降的技术问题”。
从另一个层面看,我们对商业辐射制冷涂料所使用的传统辐射制冷材料进行了深入的研究,发现其大都由一种材料构成,其辐射制冷效果和性能明显不足,我们把这类问题归类为辐射制冷涂层“单一辐射制冷材料反射辐射性能不足的技术问题”。
发明内容
针对现有技术中彩色辐射制冷涂料中彩色色素颜料导致太阳反射率大幅下降及彩色辐射制冷涂料反射辐射性能不足的技术问题,本发明提供了一种基于透明复合薄膜的彩色辐射制冷涂层及其制备方法,所述基于透明复合薄膜的彩色辐射制冷涂层通过透明复合薄膜使辐射制冷涂料不但能呈现不同的色彩还不影响其太阳反射率,同时通过辐射制冷复合层和透明复合薄膜层的设置提高了辐射制冷涂料太阳反射辐射性能。
为解决上述技术问题,本发明提供了如下技术方案:
一种基于透明复合薄膜的彩色辐射制冷涂层,包括表层和底层,所述底层为辐射制冷复合层,所述表层为透明复合薄膜层,表层透光率≥70%;
所述底层制备原料包括A、B组分,其中B组分为异氰酸酯类固化剂,A组分与B组分质量比为1:0.05-0.1;A组分制备原料按质量份数计包括如下组分:
透明树脂……………………………………10-39份,
辐射功能填料………………………………40-80份;
所述辐射功能填料包括硫酸钡颗粒、空心结构介质微球,硫酸钡颗粒、空心结构介质微球的质量比为2:3-3:2。
所述表层制备原料包括A1、B组分,其中B组分为异氰酸酯类固化剂,A1组分与B组分质量比为1:0.05-0.1;A1组分制备原料按质量份数计包括如下组分:
透明树脂……………………………………80-99份,
光稳定剂……………………………………1-10份,
紫外光吸收剂………………………………1-8份,
所述表层制备原料还包括透明复合薄膜,所述透明复合薄膜包括上部波长分光膜、下部介质高反膜;所述波长分光膜为在可见光380-760nm波长范围内、可见光透射率≥50%的窄带干涉截止滤光片;所述介质高反膜为在可见光380-760nm波长范围内,可见光反射率≥99%;所述透明复合薄膜上部可以提供不同的结构色,下部则具有高反射的功能。
所述波长分光膜可以为单层、双层或多层膜系结构,优选为多层膜系结构;进一步,所述波长分光膜膜系结构总厚度不大于1.6mm,径向直径不大于25mm。所述介质高反膜可以为单层、双层或多层膜系结构,优选为多层膜系结构;进一步地,所述介质高反膜膜系结构总厚度不大于1.2mm,径向直径不大于25mm。所述波长分光膜与介质高反膜之间、各波长分光膜之间、各介质高反膜之间均经物理复合而成。
所述透明复合薄膜上部在太阳光照射下,能透射和/或反射单色光,显示透射光颜色和/或反射光颜色及混合单色光颜色;其下部能反射99%以上可见光,同时还能反射除透视光之外剩余可见光的能力,接力提高涂层太阳反射率的性能。
进一步地,所述底层制备原料A组分的制备原料按质量份数计还包括如下组分:
稀释剂………………………………………………0-10份,
分散剂………………………………………………1-10份,
润湿剂………………………………………………0.2-6份,
增稠剂………………………………………………0.5-5份,
成膜助剂……………………………………………0.5-8份,
消泡剂………………………………………………0.1-2份;
进一步地,所述表层厚度为0.1-3mm,底层厚度为0.3-1mm。将底层厚度设置在适当厚度(300um以上),底层中硫酸钡颗粒适中的折射率不会影响其更强的太阳光散射和反射性能的发挥。
所述空心结构介质微球包括空心二氧化硅微球、空心三氧化二铝微球、空心二氧化锆微球、空心白玻璃微球中任意一种或两种以上组合。空心结构介质微球外球面半径为0.2-0.8μm,核壳比(等于空心内球面半径除以微球外球面半径)为0.2-0.4。
更进一步,所述空心结构介质微球为多粒径分布,外球面半径在0.2-0.4μm、0.4-0.6μm、0.6-0.8μm区间的空心结构介质微球质量比为1-8:20-30:1-5。
进一步地,所述硫酸钡粒径主要分布在375-575nm和575-770nm两个区间段,其质量配比为1:1-3。该两区间段分布的主要科学依据是:太阳光能量峰值位于波长475nm处、太阳光子流峰值位于波长670nm处,其目的是通过选取以475nm和670nm为中心的硫酸钡粒径的集中分布,并以375-770nm混合粒径分布的方法来实现其涂层最大的太阳反射率和发射率。
所述底层和表层制备原料中B组分异氰酸酯类固化剂选自万华化学集团股份有限公司的Wannate HT-100、HT-300、HT-600中任意一种,或选自深圳飞扬骏研新材料有限公司的GB805B-100、GB930-100、GB963A-100、GB963B-100中任意一种。优选地为Wannate HT-300或GB930-100。
所述底层和表层制备原料中透明树脂可以为聚天门冬氨酸酯树脂或羟基氟碳树脂。所述聚天门冬氨酸酯树脂可以选用深圳飞扬骏研新材料有限公司市售的聚天门冬氨酸酯树脂,牌号有F157、F322、F330、F2850、F2872及F22X系列、F42X系列、F52X系列等。所述羟基氟碳树脂固体份氟含量≥20%。
所述分散剂为无机颜料用高效分散剂,可选用德国沃克尔特种化学公司的VOK-Disper 4100。
所述润湿剂为无机颜料用高效润湿剂,可选用选自德国赢创特种化学公司的Tego4100。
所述光稳定剂为受阻胺-低分子量类有机物,可选用选自奇钛(上海)化学科技有限公司的Chiguard 101或101WB。
所述紫外线吸收剂为三嗪类有机物,可选用选自奇钛(上海)化学科技有限公司的Chiguard 5400或5400WB。
所述增稠剂可以为有机膨润土类,可选用选自浙江长安仁恒科技股份有限公司的Clayminton HC-30。
所述稀释剂为烷基脂肪族高沸点有机酸脂溶剂,沸点在280-350℃,可选用选自中科院广州化学有限公司的LB-300。
所述成膜助剂为常规适用型号,可选用德国伊士曼DeuReo 281;所述消泡剂为常规适用型号,可选用选自德国赢创公司的Tego 825。
本发明还提供了所述彩色辐射制冷涂层的制备方法,具体包括如下步骤:
(1)底层原料浆料的制备:将A组分各原料按配比混合均匀制得A组分原料浆料,再与B组分混合均匀制得底层原料浆料,备用;
(2)表层原料浆料的制备:将A1组分除透明复合薄膜之外的各原料按配比混合均匀制得A1组分原料浆料,再与B组分混合均匀制得表层原料浆料,备用;
(3)底层浆料的涂覆:将底层原料浆料喷涂或刮涂在基板上,然后放入烘箱烘烤2-4小时,取出再放置4-8h待基料固化,实干后备用;
(4)表层浆料的喷涂、透明复合薄膜片的粘贴:将步骤(2)制备的表层原料浆料先喷涂在步骤(3)涂覆有底层浆料的基板之上,润湿即可,然后粘贴透明复合薄膜片,压平透明复合薄膜后放入烘箱烘烤2-4小时,取出放置4-8h待基料固化,制得彩色辐射制冷涂层。
与现有技术比较,本发明具有以下有益效果:
1、本发明制备的彩色辐射制冷涂层是通过在辐射制冷复合层表层设置透明复合薄膜,透明复合薄膜上部具有透明结构色功能,透明复合薄膜下部还具有理论上100%的可见光反射率性能,接力底层提高整个涂层的太阳反射率。通过上述设置,解决了传统依赖彩色色素颜料着色而致辐射制冷涂层太阳反射率大幅下降的技术问题。
2、本发明按照太阳光能量分布(峰值波长475nm)、太阳光子流分布(峰值波长670nm)特征或其变化规律,有针对性地选取硫酸钡颗粒的粒径尺寸,特别地以475nm和670nm为中心进行合理的聚集和宽粒径分布,能使涂料中针对太阳光子的反射辐射粒径数大幅度地增加,就能实现提高涂层反射辐射太阳光能量的效率。
3、本发明通过在辐射制冷复合层加入空心结构介质微球这一类新型透明功能材料,并针对空心结构介质微球的圆形和空心结构特征及其与太阳光能量聚集波段所表现出的反射辐射特性,设置空心结构介质微球的相应粒径、核壳比,能有效地提高涂层在8-13μm“大气窗口”太阳光的发射性能。
4、本发明将空心结构介质微球这类新型辐射制冷材料与传统辐射制冷材料硫酸钡进行有效结合,能最大程度地提高涂层的辐射制冷功率。硫酸钡材料的电子带隙能较高,具有较高的绝缘特性,其吸收太阳紫外光-可见光-红外光的能量就会比较少;且相较于传统辐射制冷材料,硫酸钡材料涂层在太阳光能量激发下会产生较多的“吸收红外光子的多声子数”,因此其导热率也就会比较高,这有助于涂层热量的快速传递、扩散和发射。同时,单一运用硫酸钡材料也有比较明显的短板:在保持固有高电子带隙能的情况下,无法同时获得材料较高的折射率,这影响了涂层太阳发射率性能进一步的提高。而空心结构介质微球相较于硫酸钡材料而言,其圆形和空心结构特点使其在辐射太阳能量的特征显得比较突出,添加适当量后,涂层的太阳发射率会有较大幅度的提高,这正好弥补了硫酸钡材料在这方面的性能不足。大量实验也证明:两者进行合理配比和复合使用后具有比单一材料使用具有更高的辐射制冷功率。
5、本申请通过对硫酸钡和空心结构介质微球的大小粒径合理配比与分布,有利于辐射制冷涂层填充率的提高,填充率的提高意味着高反射发射细小颗粒会更多、更密集,会带来反射、折射或散射光子数量的增加,导致反射、折射和散射红外波段太阳热效率的大幅度提高。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述。实施例仅用于更加清晰地说明本发明的技术方案,实施方式也不限于此,其不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明各实施例及对比例中聚天门冬氨酸酯树脂购自深圳飞扬骏研新材料有限公司的F420和F520,羟基氟碳树脂购自法国阿科玛(中国)有限公司,稀释剂购自中科院广州化学有限公司LB-300,光稳定剂购自奇钛(上海)化学科技有限公司的受阻胺-低分子量类Chiguard 101或101WB,紫外线吸收剂购自奇钛(上海)化学科技有限公司的三嗪类Chiguard 5400或5400WB。
分散剂购自德国沃克尔特种化学公司的VOK-Disper 4100,润湿剂购自德国赢创特种化学公司的Tego 4100,增稠剂购自浙江长安仁恒科技股份有限公司的ClaymintonHC-30有机膨润土,成膜助剂购自德国伊士曼DeuReo 281,消泡剂购自德国赢创公司的Tego825,固化剂购自万华化学集团股份有限公司的Wannate HT-300和深圳飞扬骏研新材料有限公司的GB930-100。
硫酸钡白度为98%以上、纯度为99%以上、硫酸钡折射率约为1.64,购自德国莎哈利本化学有限公司,空心二氧化硅微球购自湖北汇富纳米材料股份有限公司。
实施例1
1、基板准备:选择长宽厚100mm×100mm×1.5mm硅钙板为涂层基板,并在其上涂成白色,备用。
2、透明复合薄膜片的选择与准备:
选择直径为23mm,厚0.56mm的透明复合薄膜片为表层使用的薄膜片材。其中透明复合薄膜上部可见光透过率为75%、反射率小于25%,中心波长为695nm,半带宽为55nm的圆形、片状窄带干涉截止滤光片,膜厚0.3mm;薄膜下部可见光反射率为99.2%的宽带通高反滤光片,膜厚0.26。该薄膜片在太阳光下呈现透射红色,反射剩余其它波段的可见光颜色,该光学薄膜产自美国Alluxa公司。
3、硫酸钡、空心二氧化硅微球粒径的预配:
按质量配比50%和50%,分别选取375-575nm、575-770nm粒径的硫酸钡白色颜料,用超声波分散机分散15分钟后备用。
选取空心二氧化硅微球核壳比为0.3±0.01、外球面半径分布在0.2-0.4μm、0.4-0.6μm、0.6-0.8μm区间的质量比为3:20:2。
4、底层原料浆料的制备:
A组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:聚天门冬氨酸酯树脂(F420、F520质量占比分别为70%和30%)23.5份、稀释剂5份、硫酸钡33份、空心二氧化硅微球33份、分散剂2.2份、润湿剂0.8份、增稠剂0.4份、成膜助剂1.8份、消泡剂0.3份;放入高速分散机中以500-2000转/分,分散120分钟,制得A组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,备用;
A、B组分原料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得底层原料浆料,备用。
5、表层原料浆料的制备:
A1组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:聚天门冬氨酸酯树脂(F420、F520质量占比分别为70%和30%)94份、光稳定剂3.6份,紫外线吸收剂2.4份;放入高速分散机中以500-1500转/分,分散30分钟,制得A1组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,待用;
A1、B组分原料浆料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得表层原料浆料,备用。
6、彩色辐射制冷涂层的制备:
(1)底层浆料的涂覆:将底层原料浆料,用喷涂方法喷涂在白底基板上,喷涂厚度约为600μm,然后放入50℃烘箱烘烤2小时,取出再放置6小时基料固化,备用。
(2)表层浆料的喷涂、透明复合薄膜片的粘贴:将表层原料浆料先喷涂在步骤(1)涂覆有底层浆料的基板之上,润湿即可,然后将透明复合薄膜片下部的一面逐一粘贴在润湿基板上,一层即可,用滚动压辊压平整,放入50℃烘箱烘烤2小时,取出放置6h待基料固化,厚度约为1000μm,制得所述彩色辐射制冷涂层。
实施例2
1、基板准备:选择长宽厚100mm×100mm×1.5mm硅钙板为涂层基板,并在其上涂成白色,备用。
2、透明复合薄膜片的选择与准备:
选择直径为20.5mm,厚1.5mm的透明复合薄膜片为表层使用的薄膜片材。其中透明复合薄膜上部为可见光透过率为70%、反射率小于30%,中心波长为575nm,半带宽为25nm的圆形、片状窄带干涉截止滤光片,膜厚0.9mm;薄膜下部为可见光反射率为99.5%的宽带通高反滤光片,膜厚0.6mm。该薄膜片在太阳光下呈现透射黄色,反射剩余其它波段的可见光颜色,该薄膜片产自美国Alluxa公司。
3、硫酸钡、空心二氧化锆微球粒径的预配:
按质量配比50%和50%,分别选取375-575nm、575-770nm粒径的硫酸钡白色颜料,用超声波分散机分散15分钟后备用。
选取空心二氧化锆微球核壳比为0.25±0.01,外球面半径分布在0.2-0.4μm、0.4-0.6μm、0.6-0.8μm区间的质量比为8:20:5。
4、底层原料浆料的制备:
A组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:羟基氟碳树脂12份、稀释剂2.5份、硫酸钡22份、空心二氧化锆微球22份、分散剂2.2份、润湿剂0.8份、增稠剂0.4份、成膜助剂1.8份、消泡剂0.3份;放入高速分散机中以500-2000转/分,分散120分钟,制得A组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备GB930-100固化剂5份,备用;
A、B组分原料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.05配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得底层原料浆料,备用。
5、表层原料浆料的制备:
A1组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:羟基氟碳树脂80份、光稳定剂3.6份,紫外线吸收剂3份;放入高速分散机中以500-1500转/分,分散30分钟,制得A1组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备GB930-100固化剂5份,待用;
A1、B组分原料浆料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.05配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得表层原料浆料,备用。
6、彩色辐射制冷涂层的制备:
(1)底层浆料的涂覆:将底层A、B组分原料浆料,用喷涂方法喷涂在白底基板上,喷涂厚度约为600μm,然后放入50℃烘箱烘烤2小时,取出再放置6小时基料固化,备用。
(2)表层浆料的喷涂、透明复合薄膜片的粘贴:将表层原料浆料先喷涂在步骤(1)涂覆有底层浆料的基板之上,润湿即可,然后将透明复合薄膜片下部的一面逐一粘贴在润湿基板上,一层即可,用滚动压辊压平整,放入烘箱50℃烘烤3小时,取出放置5h待基料固化,厚度约为2100μm,制得所述彩色辐射制冷涂层。
实施例3
1、基板准备:选择长宽厚100mm×100mm×1.5mm硅钙板为涂层基板,并在其上涂成白色,备用。
2、透明复合薄膜片的选择与准备:
选择直径为24.5mm,厚1.8mm的透明复合薄膜片为表层使用的薄膜片材。其中透明复合薄膜上部为可见光透过率为77%、反射率小于23%,中心波长为465nm,半带宽为25nm的圆形、片状窄带干涉截止滤光片,膜厚1.0mm;薄膜下部为可见光反射率为99.7%的宽带通高反滤光片,膜厚0.8mm。该薄膜片在太阳光下呈现透射蓝色,反射剩余其它波段的可见光颜色,该光学薄膜产自美国Alluxa公司。
3、硫酸钡、空心白玻璃微球粒径的预配:
按质量配比60%和40%,分别选取375-575nm、575-770nm粒径的硫酸钡白色颜料,用超声波分散机分散15分钟后备用。
选取空心白玻璃微球核壳比为0.35±0.01,外球面半径在0.2-0.4μm、0.4-0.6μm,0.6-0.8μm区间的质量比为3:30:2。
4、底层原料浆料的制备:
A组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:羟基氟碳树脂35份、硫酸钡50份、空心白玻璃微球25份、分散剂3.2份、润湿剂0.8份、增稠剂1.4份、成膜助剂1.8份、消泡剂0.3份;放入高速分散机中以500-2000转/分,分散120分钟,制得A组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,备用;
A、B组分原料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得底层原料浆料,备用。
5、表层原料浆料的制备:
A1组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:羟基氟碳树脂93.5份、光稳定剂3.6份,紫外线吸收剂2.9份;放入高速分散机中以500-1500转/分,分散30分钟,制得A1组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,待用;
A1、B组分原料浆料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得表层原料浆料,备用。
6、彩色辐射制冷涂层的制备:
(1)底层浆料的涂覆:将底层原料浆料,用喷涂方法喷涂在白底基板上,喷涂厚度约为700μm,然后放入50℃烘箱烘烤2小时,取出再放置6小时基料固化,备用。
(2)表层浆料的喷涂、透明复合薄膜片的粘贴:将表层原料浆料先喷涂在步骤(1)涂覆有底层浆料的基板之上,润湿即可,然后将透明复合薄膜片下部的一面逐一粘贴在润湿基板上,一层即可,用滚动压辊压平整,放入烘箱50℃烘烤4小时,取出放置4h待基料固化,厚度约为2500μm,制得所述彩色辐射制冷涂层。
实施例4
1、基板准备:选择长宽厚100mm×100mm×1.5mm硅钙板为涂层基板,并在其上涂成白色,备用。
2、透明复合薄膜片的选择与准备:
选择直径为20.5mm,厚1.5mm的透明复合薄膜片为表层使用的薄膜片材。其中透明复合薄膜上部为可见光透过率为80%、反射率小于20%,中心波长为515nm,半带宽为35nm的圆形、片状窄带干涉截止滤光片,膜厚0.8mm;薄膜下部为可见光反射率为99.4%的宽带通高反滤光片,膜厚0.7mm。该薄膜片在太阳光下呈现透射绿色,反射剩余其它波段的可见光颜色,该光学薄膜产自美国Alluxa公司。
3、硫酸钡、空心二氧化硅微球粒径的预配:
按质量配比60%和40%,分别选取375-575nm、575-770nm粒径的硫酸钡白色颜料,用超声波分散机分散15分钟后备用。
选取空心二氧化硅微球核壳比为0.3±0.01,外球面半径在0.2-0.4μm、0.4-0.6μm、0.6-0.8μm区间的质量比为3:30:2。
4、底层原料浆料的制备:
A组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:羟基氟碳树脂26.5份、硫酸钡22份、空心二氧化硅微球44份、分散剂3.2份、润湿剂0.8份、增稠剂1.4份、成膜助剂1.8份、消泡剂0.3份;放入高速分散机中以500-2000转/分,分散120分钟,制得A组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备GB930-100固化剂10份,备用;
A、B组分原料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.08配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得底层原料浆料,备用。
5、表层原料浆料的制备:
A1组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:羟基氟碳树脂94份、光稳定剂3.6份,紫外线吸收剂2.4份;放入高速分散机中以500-1500转/分,分散30分钟,制得A1组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备GB930-100固化剂10份,待用;
A1、B组分原料浆料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.08配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得表层原料浆料,备用。
6、彩色辐射制冷涂层的制备:
(1)底层浆料的涂覆:将底层原料浆料,用喷涂方法喷涂在白底基板上,喷涂厚度约为800μm,然后放入50℃烘箱烘烤2小时,取出再放置6小时基料固化,备用。
(2)表层浆料的喷涂、透明复合薄膜片的粘贴:将表层原料浆料先喷涂在步骤(1)涂覆有底层浆料的基板之上,润湿即可,然后将透明复合薄膜片下部的一面逐一粘贴在润湿基板上,一层即可,用滚动压辊压平整,放入烘箱烘烤2小时,取出放置8h待基料固化,厚度约为1800μm,制得所述彩色辐射制冷涂层。
实施例5
1、基板准备:选择长宽厚100mm×100mm×1.5mm硅钙板为涂层基板,并在其上涂成白色,备用。
2、透明复合薄膜片的选择与准备:
选择直径为24.5mm,厚1.8mm的透明复合薄膜片为表层使用的薄膜片材。其中透明复合薄膜上部为可见光透过率为77%、反射率小于23%,中心波长为465nm,半带宽为25nm的圆形、片状窄带干涉截止滤光片,膜厚1.4mm;薄膜下部为可见光反射率为99.7%的宽带通高反滤光片,膜厚0.4mm。该薄膜片在太阳光下呈现透射蓝色,反射剩余其它波段的可见光颜色,该光学薄膜产自美国Alluxa公司。
3、硫酸钡、空心二氧化硅微球粒径的预配:
按质量配比40%和60%,分别选取375-575nm、575-770nm粒径的硫酸钡白色颜料,用超声波分散机分散15分钟后备用。
选取空心二氧化硅微球核壳比为0.3±0.01,外球面半径在0.2-0.4μm,0.4-0.6μm,0.6-0.8μm区间的质量比为3:30:2。
4、底层原料浆料的制备:
A组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:羟基氟碳树脂26.5份、硫酸钡44份、空心二氧化硅微球22份、分散剂3.2份、润湿剂0.8份、增稠剂1.4份、成膜助剂1.8份、消泡剂0.3份;放入高速分散机中以500-2000转/分,分散120分钟,制得A组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,备用;
A、B组分原料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得底层原料浆料,备用。
5、表层原料浆料的制备:
A1组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:羟基氟碳树脂94份、光稳定剂3.6份,紫外线吸收剂2.4份;放入高速分散机中以500-1500转/分,分散30分钟,制得A1组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,待用;
A1、B组分原料浆料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得表层原料浆料,备用。
6、彩色辐射制冷涂层的制备:
(1)底层浆料的涂覆:将底层A、B组分原料浆料,用喷涂方法喷涂在白底基板上,喷涂厚度约为700μm,然后放入50℃烘箱烘烤2小时,取出再放置6小时基料固化,备用。
(2)表层浆料的喷涂、透明复合薄膜片的粘贴:将表层原料浆料A1和B先喷涂在步骤(1)涂覆有底层浆料的基板上,润湿即可,然后将透明复合薄膜片下部的一面逐一粘贴在润湿基板上,一层即可,用滚动压辊压平整,放入烘箱50℃烘烤3小时,取出放置6h待基料固化,厚度约为2400μm,制得所述彩色辐射制冷涂层。
实施例6
1、基板准备:选择长宽厚100mm×100mm×1.5mm硅钙板为涂层基板,并在其上涂成白色,备用。
2、透明复合薄膜片的选择与准备:
选择直径为20.5mm,厚1.1mm的透明复合薄膜片为表层使用的薄膜片材。其中透明复合薄膜的上部为可见光透过率为80%、反射率小于20%,中心波长为515nm,半带宽为35nm的圆形、片状窄带干涉截止滤光片,膜厚0.2mm;薄膜下部为可见光透射率为99.4%的宽带通高反滤光片,膜厚0.9mm。该薄膜片在太阳光下呈现透射绿色,反射剩余其它波段的可见光颜色,该光学薄膜产自美国Alluxa公司。
3、硫酸钡、空心二氧化硅微球粒径的预配:
按质量配比40%和60%,分别选取375-575nm、575-770nm粒径的硫酸钡白色颜料,用超声波分散机分散15分钟后备用。
选取空心二氧化硅微球外核壳比为0.3±0.01,球面半径在0.2-0.4μm、0.4-0.6μm、0.6-0.8μm区间的质量比为3:30:2。
4、底层原料浆料的制备:
A组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:羟基氟碳树脂26.5份、硫酸钡22份、空心二氧化硅微球44份、分散剂3.2份、润湿剂0.8份、增稠剂1.4份、成膜助剂1.8份、消泡剂0.3份;放入高速分散机中以500-2000转/分,分散120分钟,制得A组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备GB930-100固化剂10份,备用;
A、B组分原料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.08配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得底层原料浆料,备用。
5、表层原料浆料的制备:
A1组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:羟基氟碳树脂94份、光稳定剂3.6份,紫外线吸收剂2.4份;放入高速分散机中以500-1500转/分,分散30分钟,制得A1组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备GB930-100固化剂10份,待用;
A1、B组分原料浆料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.08配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得表层原料浆料,备用。
6、彩色辐射制冷涂层的制备:
(1)底层浆料的涂覆:将底层A、B组分原料浆料,用喷涂方法喷涂在白底基板上,喷涂厚度约为1000μm,然后放入50℃烘箱烘烤2小时,取出再放置6小时基料固化,备用。
(2)表层浆料的喷涂、透明复合薄膜片的贴合:将表层原料浆料A1和B先喷涂在步骤(1)涂覆有底层浆料的基板之上,润湿即可,然后将透明复合薄膜片下部的一面逐一粘贴在润湿基板上,一层即可,用滚动压辊压平整,放入烘箱烘烤3小时,取出放置6h待基料固化,厚度约为1400μm,制得所述彩色辐射制冷涂层。
实施例7
1、基板准备:选择长宽厚100mm×100mm×1.5mm硅钙板为涂层基板,并在其上涂成白色,备用。
2、透明复合薄膜片的选择与准备:
选择直径为23mm,厚0.56mm的透明复合薄膜片为表层使用的薄膜片材。其中透明复合薄膜上部可见光透过率为75%、反射率小于25%,中心波长为695nm,半带宽为55nm的圆形、片状窄带干涉截止滤光片,膜厚0.3mm;薄膜下部可见光反射率为99.2%的宽带通高反滤光片,膜厚0.26。该薄膜片在太阳光下呈现透射红色,反射剩余其它波段的可见光颜色,该光学薄膜产自美国Alluxa公司。
3、硫酸钡、空心二氧化硅微球粒径的预配:
按质量配比50%和50%,分别选取375-575nm、575-770nm粒径的硫酸钡白色颜料,用超声波分散机分散15分钟后备用。
选取空心二氧化硅微球核壳比为0.3±0.01,球面半径在0.2-0.4μm区间的质量份为33份。
4、底层原料浆料的制备:
A组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:聚天门冬氨酸酯树脂(F420、F520质量占比分别为70%和30%)23.5份、稀释剂5份、硫酸钡33份、空心二氧化硅微球33份、分散剂2.2份、润湿剂0.8份、增稠剂0.4份、成膜助剂1.8份、消泡剂0.3份;放入高速分散机中以500-2000转/分,分散120分钟,制得A组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,备用;
A、B组分原料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得底层原料浆料,备用。
5、表层原料浆料的制备:
A1组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:聚天门冬氨酸酯树脂(F420、F520质量占比分别为70%和30%)94份、光稳定剂3.6份,紫外线吸收剂2.4份;放入高速分散机中以500-1500转/分,分散30分钟,制得A1组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,待用;
A1、B组分原料浆料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得表层原料浆料,备用。
6、彩色辐射制冷涂层的制备:
(1)底层浆料的涂覆:将底层原料浆料,用喷涂方法喷涂在白底基板上,喷涂厚度约为600μm,然后放入50℃烘箱烘烤2小时,取出再放置6小时基料固化,备用。
(2)表层浆料的喷涂、透明复合薄膜片的粘贴:将表层原料浆料先喷涂在步骤(1)涂覆有底层浆料的基板之上,润湿即可,然后将透明复合薄膜片下部的一面逐一粘贴在润湿基板上,一层即可,用滚动压辊压平整,放入50℃烘箱烘烤2小时,取出放置6h待基料固化,厚度约为1000μm,制得所述彩色辐射制冷涂层。
对比例1
该对比例是基于实施例1设置的,其与实施例1的区别之处在于,未设置表层透明复合薄膜层。
1、基板准备:选择长宽厚100mm×100mm×1.5mm硅钙板为涂层基板,并在其上涂成白色,备用。
2、未设置任何颜料或结构彩色层。
3、硫酸钡、空心二氧化硅微球粒径的预配:
按质量配比50%和50%,分别选取375-575nm、575-770nm粒径的硫酸钡白色颜料,用超声波分散机分散15分钟后备用。
选取空心二氧化硅微球核壳比为0.3±0.01、外球面半径分布在0.2-0.4μm、0.4-0.6μm、0.6-0.8μm区间的质量比为3:20:2。
4、底层原料浆料的制备:
A组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:聚天门冬氨酸酯树脂(F420、F520质量占比分别为70%和30%)23.5份、稀释剂5份、硫酸钡33份、空心二氧化硅微球33份、分散剂2.2份、润湿剂0.8份、增稠剂0.4份、成膜助剂1.8份、消泡剂0.3份;放入高速分散机中以500-2000转/分,分散120分钟,制得A组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,备用;
A、B组分原料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得底层原料浆料,备用。
5、表层原料浆料的制备:
A1组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:聚天门冬氨酸酯树脂(F420、F520质量占比分别为70%和30%)94份、光稳定剂3.6份,紫外线吸收剂2.4份;放入高速分散机中以500-1500转/分,分散30分钟,制得A1组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,待用;
A1、B组分原料浆料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得表层原料浆料,备用。
6、彩色辐射制冷涂层的制备:
(1)底层浆料的涂覆:将底层原料浆料,用喷涂方法喷涂在白底基板上,喷涂厚度约为600μm,然后放入50℃烘箱烘烤2小时,取出再放置6小时基料固化,备用。
(2)表层浆料的喷涂、透明复合薄膜片的粘贴:将表层原料浆料先喷涂在步骤(1)涂覆有底层浆料的基板之上,润湿即可,然后将透明复合薄膜片下部的一面逐一粘贴在润湿基板上,一层即可,用滚动压辊压平整,放入50℃烘箱烘烤2小时,取出放置6h待基料固化,厚度约为1000μm,制得所述彩色辐射制冷涂层。
对比例2
该对比例是基于实施例1设置,其与实施例1的区别之处在于,将有机透明色素颜料替代了表层透明复合薄膜。
1、基板准备:选择长宽厚100mm×100mm×1.5mm硅钙板为涂层基板,并在其上涂成白色,备用。
2、有机透明色素DDP254红色颜料的选择与准备
选择并准备有机透明色素DDP254红色颜料色浆,备用。
3、硫酸钡、空心二氧化硅微球粒径的预配:
按质量配比50%和50%,分别选取375-575nm、575-770nm粒径的硫酸钡白色颜料,用超声波分散机分散15分钟后备用。
选取空心二氧化硅微球核壳比为0.3±0.01、外球面半径分布在0.2-0.4μm、0.4-0.6μm、0.6-0.8μm区间的质量比为3:20:2。
4、底层原料浆料的制备:
A组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:聚天门冬氨酸酯树脂(F420、F520质量占比分别为70%和30%)23.5份、稀释剂5份、硫酸钡33份、空心二氧化硅微球33份、分散剂2.2份、润湿剂0.8份、增稠剂0.4份、成膜助剂1.8份、消泡剂0.3份;放入高速分散机中以500-2000转/分,分散120分钟,制得A组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,备用;
A、B组分原料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得底层原料浆料,备用。
5、表层原料浆料的制备:
A1组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:聚天门冬氨酸酯树脂(F420、F520质量占比分别为70%和30%)94份、透明DDP254红色颜料45份、光稳定剂3.6份,紫外线吸收剂2.4份;放入高速分散机中以500-1500转/分,分散30分钟,制得A1组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,待用;
A1、B组分原料浆料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得表层原料浆料,备用。
6、彩色辐射制冷涂层的制备:
(1)底层浆料的涂覆:将底层原料浆料,用喷涂方法喷涂在白底基板上,喷涂厚度约为600μm,然后放入50℃烘箱烘烤2小时,取出再放置6小时基料固化,备用。
(2)表层浆料的喷涂、透明复合薄膜片的粘贴:将表层原料浆料先喷涂在步骤(1)涂覆有底层浆料的基板之上,润湿即可,然后将透明复合薄膜片下部的一面逐一粘贴在润湿基板上,一层即可,用滚动压辊压平整,放入50℃烘箱烘烤2小时,取出放置6h待基料固化,厚度约为400μm,制得所述彩色辐射制冷涂层。
对比例3
该对比例是基于对实施例1设置,其与实施例1的区别之处在于,未设置空心二氧化硅微球材料,仅设置单一硫酸钡材料。
1、基板准备:选择长宽厚100mm×100mm×1.5mm硅钙板为涂层基板,并在其上涂成白色,备用。
2、透明复合薄膜片的选择与准备:
选择直径为23mm,厚0.56mm的透明复合薄膜片为表层使用的薄膜片材。其中透明复合薄膜上部可见光透过率为75%、反射率小于25%,中心波长为695nm,半带宽为55nm的圆形、片状窄带干涉截止滤光片,膜厚0.3mm;薄膜下部可见光反射率为99.2%的宽带通高反滤光片,膜厚0.26。该薄膜片在太阳光下呈现透射红色,反射剩余其它波段的可见光颜色,该光学薄膜产自美国Alluxa公司。
3、硫酸钡的预配:
按质量配比50%和50%,分别选取375-575nm、575-770nm粒径的硫酸钡白色颜料,用超声波分散机分散15分钟后备用。
4、底层原料浆料的制备:
A组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:聚天门冬氨酸酯树脂(F420、F520质量占比分别为70%和30%)23.5份、稀释剂5份、硫酸钡66份、分散剂2.2份、润湿剂0.8份、增稠剂0.4份、成膜助剂1.8份、消泡剂0.3份;放入高速分散机中以500-2000转/分,分散120分钟,制得A组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,备用;
A、B组分原料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得底层原料浆料,备用。
5、表层原料浆料的制备:
A1组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:聚天门冬氨酸酯树脂(F420、F520质量占比分别为70%和30%)94份、光稳定剂3.6份,紫外线吸收剂2.4份;放入高速分散机中以500-1500转/分,分散30分钟,制得A1组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,待用;
A1、B组分原料浆料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得表层原料浆料,备用。
6、彩色辐射制冷涂层的制备:
(1)底层浆料的涂覆:将底层原料浆料,用喷涂方法喷涂在白底基板上,喷涂厚度约为600μm,然后放入50℃烘箱烘烤2小时,取出再放置6小时基料固化,备用。
(2)表层浆料的喷涂、透明复合薄膜片的粘贴:将表层原料浆料先喷涂在步骤(1)涂覆有底层浆料的基板之上,润湿即可,然后将透明复合薄膜片下部的一面逐一粘贴在润湿基板上,一层即可,用滚动压辊压平整,放入50℃烘箱烘烤2小时,取出放置6h待基料固化,厚度约为1000μm,制得所述彩色辐射制冷涂层。
对比例4
该对比例是基于对实施例1设置,其与实施例1的区别之处在于,未设置硫酸钡材料,仅设置空心二氧化硅微球。
1、基板准备:选择长宽厚100mm×100mm×1.5mm硅钙板为涂层基板,并在其上涂成白色,备用。
2、透明复合薄膜片的选择与准备:
选择直径为23mm,厚0.56mm的透明复合薄膜片为表层使用的薄膜片材。其中透明复合薄膜上部可见光透过率为75%、反射率小于25%,中心波长为695nm,半带宽为55nm的圆形、片状窄带干涉截止滤光片,膜厚0.3mm;薄膜下部可见光反射率为99.2%的宽带通高反滤光片,膜厚0.26。该薄膜片在太阳光下呈现透射红色,反射剩余其它波段的可见光颜色,该光学薄膜产自美国Alluxa公司。
3、空心二氧化硅微球粒径的预配:
选取空心二氧化硅微球核壳比为0.3±0.01、外球面半径分布在0.2-0.4μm、0.4-0.6μm、0.6-0.8μm区间的质量比为3:20:2。
4、底层原料浆料的制备:
A组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:聚天门冬氨酸酯树脂(F420、F520质量占比分别为70%和30%)23.5份、稀释剂5份、空心二氧化硅微球66份、分散剂2.2份、润湿剂0.8份、增稠剂0.4份、成膜助剂1.8份、消泡剂0.3份;放入高速分散机中以500-2000转/分,分散120分钟,制得A组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,备用;
A、B组分原料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得底层原料浆料,备用。
5、表层原料浆料的制备:
A1组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:聚天门冬氨酸酯树脂(F420、F520质量占比分别为70%和30%)94份、光稳定剂3.6份,紫外线吸收剂2.4份;放入高速分散机中以500-1500转/分,分散30分钟,制得A1组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,待用;
A1、B组分原料浆料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得表层原料浆料,备用。
6、彩色辐射制冷涂层的制备:
(1)底层浆料的涂覆:将底层原料浆料,用喷涂方法喷涂在白底基板上,喷涂厚度约为600μm,然后放入50℃烘箱烘烤2小时,取出再放置6小时基料固化,备用。
(2)表层浆料的喷涂、透明复合薄膜片的粘贴:将表层原料浆料先喷涂在步骤(1)涂覆有底层浆料的基板之上,润湿即可,然后将透明复合薄膜片下部的一面逐一粘贴在润湿基板上,一层即可,用滚动压辊压平整,放入50℃烘箱烘烤2小时,取出放置6h待基料固化,厚度约为1000μm,制得所述彩色辐射制冷涂层。
对比例5
该对比例是基于对实施例1设置,其与实施例1的区别之处在于,空心二氧化硅微球粒半径超出0.2-0.8μm范围。
1、基板准备:选择长宽厚100mm×100mm×1.5mm硅钙板为涂层基板,并在其上涂成白色,备用。
2、透明复合薄膜片的选择与准备:
选择直径为23mm,厚0.56mm的透明复合薄膜片为表层使用的薄膜片材。其中透明复合薄膜上部可见光透过率为75%、反射率小于25%,中心波长为695nm,半带宽为55nm的圆形、片状窄带干涉截止滤光片,膜厚0.3mm;薄膜下部可见光反射率为99.2%的宽带通高反滤光片,膜厚0.26。该薄膜片在太阳光下呈现透射红色,反射剩余其它波段的可见光颜色,该光学薄膜产自美国Alluxa公司。
3、硫酸钡、空心二氧化硅微球粒径的预配:
按质量配比50%和50%,分别选取375-575nm、575-770nm粒径的硫酸钡白色颜料,用超声波分散机分散15分钟后备用。
选取空心二氧化硅微球核壳比为0.3±0.01、外球面半径分布在1.1-1.2区间。
4、底层原料浆料的制备:
A组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:聚天门冬氨酸酯树脂(F420、F520质量占比分别为70%和30%)23.5份、稀释剂5份、硫酸钡33份、空心二氧化硅微球33份、分散剂2.2份、润湿剂0.8份、增稠剂0.4份、成膜助剂1.8份、消泡剂0.3份;放入高速分散机中以500-2000转/分,分散120分钟,制得A组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,备用;
A、B组分原料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得底层原料浆料,备用。
5、表层原料浆料的制备:
A1组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:聚天门冬氨酸酯树脂(F420、F520质量占比分别为70%和30%)94份、光稳定剂3.6份,紫外线吸收剂2.4份;放入高速分散机中以500-1500转/分,分散30分钟,制得A1组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,待用;
A1、B组分原料浆料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得表层原料浆料,备用。
6、彩色辐射制冷涂层的制备:
(1)底层浆料的涂覆:将底层原料浆料,用喷涂方法喷涂在白底基板上,喷涂厚度约为600μm,然后放入50℃烘箱烘烤2小时,取出再放置6小时基料固化,备用。
(2)表层浆料的喷涂、透明复合薄膜片的粘贴:将表层原料浆料先喷涂在步骤(1)涂覆有底层浆料的基板之上,润湿即可,然后将透明复合薄膜片下部的一面逐一粘贴在润湿基板上,一层即可,用滚动压辊压平整,放入50℃烘箱烘烤2小时,取出放置6h待基料固化,厚度约为1000μm,制得所述彩色辐射制冷涂层。
对比例6
该对比例是基于对实施例1设置,其与实施例1的区别之处在于,硫酸钡粒径仅仅分布在375-575nm区间。
1、基板准备:选择长宽厚100mm×100mm×1.5mm硅钙板为涂层基板,并在其上涂成白色,备用。
2、透明复合薄膜片的选择与准备:
选择直径为23mm,厚0.56mm的透明复合薄膜片为表层使用的薄膜片材。其中透明复合薄膜上部可见光透过率为75%、反射率小于25%,中心波长为695nm,半带宽为55nm的圆形、片状窄带干涉截止滤光片,膜厚0.3mm;薄膜下部可见光反射率为99.2%的宽带通高反滤光片,膜厚0.26。该薄膜片在太阳光下呈现透射红色,反射剩余其它波段的可见光颜色,该光学薄膜产自美国Alluxa公司。
3、硫酸钡、空心二氧化硅微球粒径的预配:
选取375-575nm粒径的硫酸钡白色颜料,用超声波分散机分散15分钟后备用。
选取空心二氧化硅微球核壳比为0.3±0.01、外球面半径分布在0.2-0.4μm、0.4-0.6μm、0.6-0.8μm区间的质量比为3:20:2。
4、底层原料浆料的制备:
A组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:聚天门冬氨酸酯树脂(F420、F520质量占比分别为70%和30%)23.5份、稀释剂5份、硫酸钡33份、空心二氧化硅微球33份、分散剂2.2份、润湿剂0.8份、增稠剂0.4份、成膜助剂1.8份、消泡剂0.3份;放入高速分散机中以500-2000转/分,分散120分钟,制得A组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,备用;
A、B组分原料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得底层原料浆料,备用。
5、表层原料浆料的制备:
A1组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:聚天门冬氨酸酯树脂(F420、F520质量占比分别为70%和30%)94份、光稳定剂3.6份,紫外线吸收剂2.4份;放入高速分散机中以500-1500转/分,分散30分钟,制得A1组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,待用;
A1、B组分原料浆料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得表层原料浆料,备用。
6、彩色辐射制冷涂层的制备:
(1)底层浆料的涂覆:将底层原料浆料,用喷涂方法喷涂在白底基板上,喷涂厚度约为600μm,然后放入50℃烘箱烘烤2小时,取出再放置6小时基料固化,备用。
(2)表层浆料的喷涂、透明复合薄膜片的粘贴:将表层原料浆料先喷涂在步骤(1)涂覆有底层浆料的基板之上,润湿即可,然后将透明复合薄膜片下部的一面逐一粘贴在润湿基板上,一层即可,用滚动压辊压平整,放入50℃烘箱烘烤2小时,取出放置6h待基料固化,厚度约为1000μm,制得所述彩色辐射制冷涂层。
对比例7
该对比例是基于对比例6设置,其与对比例6的区别之处在于,空心二氧化硅微球粒的核壳比超出0.2-0.4范围。
1、基板准备:选择长宽厚100mm×100mm×1.5mm硅钙板为涂层基板,并在其上涂成白色,备用。
2、透明复合薄膜片的选择与准备:
选择直径为23mm,厚0.56mm的透明复合薄膜片为表层使用的薄膜片材。其中透明复合薄膜上部可见光透过率为75%、反射率小于25%,中心波长为695nm,半带宽为55nm的圆形、片状窄带干涉截止滤光片,膜厚0.3mm;薄膜下部可见光反射率为99.2%的宽带通高反滤光片,膜厚0.26。该薄膜片在太阳光下呈现透射红色,反射剩余其它波段的可见光颜色,该光学薄膜产自美国Alluxa公司。
3、硫酸钡、空心二氧化硅微球粒径的预配:
选取375-575nm粒径的硫酸钡白色颜料,用超声波分散机分散15分钟后备用。
选取空心二氧化硅微球核壳比为0.95±0.01、外球面半径分布在0.2-0.4μm、0.4-0.6μm、0.6-0.8μm区间的质量比为3:20:2。
4、底层原料浆料的制备:
A组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:聚天门冬氨酸酯树脂(F420、F520质量占比分别为70%和30%)23.5份、稀释剂5份、硫酸钡33份、空心二氧化硅微球33份、分散剂2.2份、润湿剂0.8份、增稠剂0.4份、成膜助剂1.8份、消泡剂0.3份;放入高速分散机中以500-2000转/分,分散120分钟,制得A组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,备用;
A、B组分原料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得底层原料浆料,备用。
5、表层原料浆料的制备:
A1组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:聚天门冬氨酸酯树脂(F420、F520质量占比分别为70%和30%)94份、光稳定剂3.6份,紫外线吸收剂2.4份;放入高速分散机中以500-1500转/分,分散30分钟,制得A1组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,待用;
A1、B组分原料浆料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得表层原料浆料,备用。
6、彩色辐射制冷涂层的制备:
(1)底层浆料的涂覆:将底层原料浆料,用喷涂方法喷涂在白底基板上,喷涂厚度约为600μm,然后放入50℃烘箱烘烤2小时,取出再放置6小时基料固化,备用。
(2)表层浆料的喷涂、透明复合薄膜片的粘贴:将表层原料浆料先喷涂在步骤(1)涂覆有底层浆料的基板之上,润湿即可,然后将透明复合薄膜片下部的一面逐一粘贴在润湿基板上,一层即可,用滚动压辊压平整,放入50℃烘箱烘烤2小时,取出放置6h待基料固化,厚度约为1000μm,制得所述彩色辐射制冷涂层。
对比例8
该对比例是基于实施例1设置,其与对比例6的区别之处在于,两种辐射制冷材料的比值超出限定范围。
1、基板准备:选择长宽厚100mm×100mm×1.5mm硅钙板为涂层基板,并在其上涂成白色,备用。
2、透明复合薄膜片的选择与准备:
选择直径为23mm,厚0.56mm的透明复合薄膜片为表层使用的薄膜片材。其中透明复合薄膜上部可见光透过率为75%、反射率小于25%,中心波长为695nm,半带宽为55nm的圆形、片状窄带干涉截止滤光片,膜厚0.3mm;薄膜下部可见光反射率为99.2%的宽带通高反滤光片,膜厚0.26。该薄膜片在太阳光下呈现透射红色,反射剩余其它波段的可见光颜色,该光学薄膜产自美国Alluxa公司。
3、硫酸钡、空心二氧化硅微球粒径的预配:
按质量配比50%和50%,分别选取375-575nm、575-770nm粒径的硫酸钡白色颜料,用超声波分散机分散15分钟后备用。
选取空心二氧化硅微球核壳比为0.3±0.01、外球面半径分布在0.2-0.4μm、0.4-0.6μm、0.6-0.8μm区间的质量比为3:20:2。
4、底层原料浆料的制备:
A组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:聚天门冬氨酸酯树脂(F420、F520质量占比分别为70%和30%)23.5份、稀释剂5份、硫酸钡55份、空心二氧化硅微球11份、分散剂2.2份、润湿剂0.8份、增稠剂0.4份、成膜助剂1.8份、消泡剂0.3份;放入高速分散机中以500-2000转/分,分散120分钟,制得A组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,备用;
A、B组分原料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得底层原料浆料,备用。
5、表层原料浆料的制备:
A1组分原料浆料制备:以质量百分比计,配制好以下原料:聚天门冬氨酸酯树脂(F420、F520质量占比分别为70%和30%)94份、光稳定剂3.6份,紫外线吸收剂2.4份;放入高速分散机中以500-1500转/分,分散30分钟,制得A1组分原料浆料,备用。
B组分原料准备:准备Wannate HT-300固化剂10份,待用;
A1、B组分原料浆料制备:使用前将A组分:B组分质量比=1:0.1配制,放入高速分散机中以500-1200转/分,分散15分钟,制得表层原料浆料,备用。
6、彩色辐射制冷涂层的制备:
(1)底层浆料的涂覆:将底层原料浆料,用喷涂方法喷涂在白底基板上,喷涂厚度约为600μm,然后放入50℃烘箱烘烤2小时,取出再放置6小时基料固化,备用。
(2)表层浆料的喷涂、透明复合薄膜片的粘贴:将表层原料浆料先喷涂在步骤(1)涂覆有底层浆料的基板之上,润湿即可,然后将透明复合薄膜片下部的一面逐一粘贴在润湿基板上,一层即可,用滚动压辊压平整,放入50℃烘箱烘烤2小时,取出放置6h待基料固化,厚度约为1000μm,制得所述彩色辐射制冷涂层。
性能测试
辐射制冷涂层综合性能检测方法,目前暂未有统一的标准可以参考。本发明参照GB/T 2680-2021《建筑玻璃-可见光透射比﹑太阳光直接透射比﹑太阳能总透射比﹑紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》,对实施例1-7和对比例1-8样板在300-2500nm波段的“太阳反射率”性能进行了检测;选择参照GB/T3027-2013《纺织品远红外性能的检测和评价》实施例1-7和对比例1-8样板在8-13μm“大气窗口”的红外发射性能进行了检测;选择参照等效空调制冷功率对实施例1-7和对比例1-8样板的“净制冷功率”性能进行了测试;用对比法,对实施例1-7和对比例1-8的对比环境温度的“降温幅度”性能进行了测试及计算,得到表1中所列检测数据。
表1辐射制冷涂层性能测试结果
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根据表1数据,比较实施例1-7和对比例1说明:表层的“透明复合薄膜”不但能使涂层具有了色彩,也不会削弱底层反射和发射性能的发挥,同时还具有可见光波段99%以上的太阳反射率,会减少涂层吸收环境热能,减轻辐射制冷负荷,接力底层共同实现涂层总太阳反射率的效能。
比较实施例1和对比例2说明:透明复合薄膜颜料与色素颜料相比,除具有颜色外,在太阳反射率、红外发射率、辐射制冷效果上均有小幅度提升,这是因为透明复合薄膜不但能呈现不同的色彩还不影响其对太阳反射率,同时通过辐射制冷复合层和透明复合薄膜层的设置提高了辐射制冷涂料太阳反射辐射性能。
比较实施例1和对比例3-4说明:两种辐射制冷材料及其多粒径混合后制备的涂层太阳反射率和发射率性能相比单独使用硫酸钡或空心结构介质微球材料涂层的太阳反射率和发射率性能都要高。这是因为当单独使用不透明硫酸钡时,由于硫酸钡材料折射率的限制,导致涂层在可见光-近红外波段的太阳反射率不够高,无法抑制该波段太阳热量的吸收,红外发射率性能也明显偏低,致使辐射制冷效果变差;而当单独使用空心结构介质微球时,由于空心结构介质微球材料具有透明性特质限制,涂层的太阳反射率不会很高,导致涂层的红外发射率性能也不够高,致使涂层制冷效果变差。
比较实施例1和对比例5说明:半径不在0.2-0.8μm范围的空心结构介质微球作为辐射制冷材料时,其太阳反射率和发射率都大幅下降,辐射制冷效果较低。
比较实施例1和对比例6-7说明:辐射功能材料发挥作用的功能参数值与太阳光波长、太阳光热能分布范围密切相关,辐射功能材料对应太阳光波长的粒径集中度和分布区间也与太阳光波长范围及能量密度的集中度直接正相关,若其超出该范围,其功能效果将大幅下降。
比较实施例1和对比例8说明:其硫酸钡颗粒、空心结构介质微球的质量比不在限定的区间2:3-3:2范围内,此时对比例8的实验数据值接近于对比例3-4的数据,涂层太阳反射率、红外发射率、辐射制冷效果上均有不同程度下降。

Claims (10)

1.一种基于透明复合薄膜的彩色辐射制冷涂层,其特征在于,包括表层和底层,所述底层为辐射制冷复合层,所述表层为透明复合薄膜层,表层透光率≥70%;
所述底层制备原料包括A、B组分,其中B组分为异氰酸酯类固化剂,A组分与B组分质量比为1:0.05-0.1;A组分制备原料按质量份数计包括如下组分:
透明树脂……………………………………10-39份,
辐射功能填料………………………………40-80份;
所述辐射功能填料包括硫酸钡颗粒、空心结构介质微球,硫酸钡颗粒、空心结构介质微球的质量比为2:3-3:2。
所述表层制备原料包括A1、B组分,其中B组分为异氰酸酯类固化剂,A1组分与B组分质量比为1:0.05-0.1;A1组分制备原料按质量份数计包括如下组分:
透明树脂……………………………………80-99份,
光稳定剂……………………………………1-10份,
紫外光吸收剂………………………………1-8份,
所述表层制备原料还包括透明复合薄膜,所述透明复合薄膜包括上部波长分光膜、下部介质高反膜;所述波长分光膜为在可见光380-760nm波长范围内、可见光透射率≥50%的窄带干涉截止滤光片;所述介质高反膜为在可见光380-760nm波长范围内、可见光反射率≥99%。
2.根据权利要求1所述的基于透明复合薄膜的彩色辐射制冷涂层,其特征在于,所述波长分光膜膜系结构总厚度不大于1.6mm,径向直径不大于25mm。
3.根据权利要求1所述的基于透明复合薄膜的彩色辐射制冷涂层,其特征在于,所述介质高反膜膜系结构总厚度不大于1.2mm,径向直径不大于25mm。
4.根据权利要求1所述的基于透明复合薄膜的彩色辐射制冷涂层,其特征在于,所述底层制备原料A组分的制备原料按质量份数计还包括如下组分:
稀释剂………………………………………………0-10份,
分散剂………………………………………………1-10份,
润湿剂………………………………………………0.2-6份,
增稠剂………………………………………………0.5-5份,
成膜助剂……………………………………………0.5-8份,
消泡剂………………………………………………0.1-2份。
5.根据权利要求1所述的基于透明复合薄膜的彩色辐射制冷涂层,其特征在于,所述表层厚度为0.1-3mm,底层厚度为0.3-1mm。
6.根据权利要求1所述的基于透明复合薄膜的彩色辐射制冷涂层,其特征在于,所述空心结构介质微球包括空心二氧化硅微球、空心三氧化二铝微球、空心二氧化锆微球、空心白玻璃微球中任意一种或两种以上组合。
7.根据权利要求1或6所述的基于透明复合薄膜的彩色辐射制冷涂层,其特征在于,所述空心结构介质微球外球面半径为0.2-0.8μm,核壳比为0.2-0.4。
8.根据权利要求7所述的基于透明复合薄膜的彩色辐射制冷涂层,其特征在于,所述空心结构介质微球为多粒径分布,外球面半径在0.2-0.4μm、0.4-0.6μm、0.6-0.8μm区间的空心结构介质微球质量比为1-8:20-30:1-5。
9.根据权利要求1所述的基于透明复合薄膜的彩色辐射制冷涂层,其特征在于,所述硫酸钡粒径分布在375-575nm和575-770nm两个区间段,其质量配比为1:1-3。
10.权利要求1-9任一项所述基于透明复合薄膜的彩色辐射制冷涂层的制备方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
(1)底层原料浆料的制备:将A组分各原料按配比混合均匀制得A组分原料浆料,再与B组分混合均匀制得底层原料浆料,备用;
(2)表层原料浆料的制备:将A1组分除透明复合薄膜之外的各原料按配比混合均匀制得A1组分原料浆料,再与B组分混合均匀制得表层原料浆料,备用;
(3)底层浆料的涂覆:将底层原料浆料喷涂或刮涂在基板上,然后放入烘箱烘烤2-4小时,取出再放置4-8h待基料固化,实干后备用;
(4)表层浆料的喷涂、透明复合薄膜片的粘贴:将步骤(2)制备的表层原料浆料先喷涂在步骤(3)涂覆有底层浆料的基板之上,润湿即可,然后粘贴透明复合薄膜片,压平透明复合薄膜后放入烘箱烘烤2-4小时,取出放置4-8h待基料固化,制得彩色辐射制冷涂层。
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