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用于户外通信设备表面的防太阳能辐射喷涂涂料.pdf

  • 上传人:汲墨****o
  • 文档编号:8649088
  • 上传时间:2020-10-19
  • 格式:PDF
  • 页数:10
  • 大小:693.79KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201010298724.0

    申请日:

    20100930

    公开号:

    CN101967339B

    公开日:

    20120829

    当前法律状态:

    有效性:

    有效

    法律详情:

    IPC分类号:

    C09D175/04,C09D7/12,C09D5/33

    主分类号:

    C09D175/04,C09D7/12,C09D5/33

    申请人:

    苏州新海宜通信科技股份有限公司

    发明人:

    叶建彪,毛祺

    地址:

    215021 江苏省苏州市工业园区泾茂路168号

    优先权:

    CN201010298724A

    专利代理机构:

    苏州创元专利商标事务所有限公司

    代理人:

    马明渡;王华

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    内容摘要

    一种用于户外通信设备表面的防太阳能辐射喷涂涂料,由85%~90%的聚氨酯塑粉和10~15%的玻璃微珠组成,其中,所示玻璃微珠的颗粒直径为10~60μm;所述玻璃微珠的表面沉积有二氧化钛包覆层。本发明的喷涂涂料工作原理与传统保温材料不完全一致,其除了本身具有较好的隔热性能外,还具有反射太阳辐射的性能。使用以后能大大提高金属的热阻,使热惰性D值大大增加,反射作用将日光中的红外辐射反射到外部空间,从而避免物体因吸收红外线而导致自身温度的升高,从而达到节能隔热作用。

    权利要求书

    1.一种用于户外通信设备表面的防太阳能辐射喷涂涂料,其特征在于:由下列质量百分含量的材料组成:聚氨酯塑粉               85%~90%;玻璃微珠                 10~15%;其中,所述玻璃微珠的颗粒直径为10~60μm,密度在0.1~0.6g/cm;所述玻璃微珠的表面沉积有二氧化钛包覆层,二氧化钛包覆层的厚度为0.5~2μm;在玻璃微珠的表面沉积二氧化钛包覆层的方法为:首先将可溶性钛盐溶液溶解在溶剂中,配成浓度在1~5mol/L的钛盐溶液,然后将表面洁净并且干燥的玻璃微珠浸渍在钛盐溶液中,取出烘干后再在300~600℃焙烧使得钛盐反应生成二氧化钛后即得制品;所述钛盐采用TiCl或者Ti(SO);所述聚氨酯是静电喷涂聚氨酯。

    说明书

    技术领域

    本发明涉及一种用于户外通信设备表面的防太阳能辐射的喷涂涂料,属 于材料技术领域。

    背景技术

    通信设备为什么需要温度控制?一般电子部件的使用是基于正常的环 境温度≤30℃(86°F),研究表明:温度每上升10℃(18°F),电子产品的使 用寿命将比预期减半。安装在户外的通信设备除了电子元器件自身发热产生 热量导致温度身高之外,安装设备的柜体暴露在阳光下吸收大量太阳辐射, 也会致使温度身高。

    例:一个铝镁合金材料的机柜外型尺寸为:1000×2000×500mm,柜内通 信设备产生热量(Qi)为800W,柜内控制温度为30℃,箱外温度为40℃, 太阳辐射产生的热量计算如下式:

    机柜表面积为:A=1×2+0.5×2×2+0.5×1=6.5m2;

    机柜外传至机柜内的热量:Qr=k×A×ΔT=12.0×6.5×(40-30)℃=780W;

    总热量Qt=Qi+Qr=800+780=1580W;

    可见太阳辐射热占总发热量的50%左右,所以设备运营商应该采取措施 减少外界热量进入柜体,而减少太阳辐射热能的传导,降低太阳辐射引起的 温度升高成为最终目标。

    为了减少太阳辐射对设备的影响,通常采用阻隔和反射热能两种手段。 增加保温材料的厚度,选用传导系数更低的材料作为保温层,填充到户外通 信设备的内表面。保温材料使得热传导变得非常缓慢,有效阻止室外热量的 进入,从而起到隔热保温作用。但是采用这种阻隔热传递的方法,增加材料 成本,同时由于这种阻隔是双向的,当外界温度低于内部温度时,隔热层将 阻碍通信设备产生的热量向外传递,所以这种阻隔的方式不够灵活。

    通信行业同样面临着节能减排的要求,根据统计资料分析,空调的电费 支出约占整个通信用电支出的54%左右。可见减少空调的能耗成为降低开 支,节约电能的首要任务。目前很多企业和研究单位把主要精力投在减少通 信设备的发热量,或者是提高设备的抗高温能力,减少空调的负荷。这方面 的研究已获得了很大进步,但是对于外界热能主要是太阳辐射对通信设备的 影响还没有很好的解决方案,通常只是考虑如何进行遮阳,但是从实际应用 来看,不是所有场合都允许给户外设备安装遮阳顶棚,特别是无线通信设备, 一般不允许在顶部增加任何遮挡物。所以户外通信设备的保温节能措施要比 普通建筑物更为复杂和困难,迫切需要一种简便、长效、综合的解决方案。

    目前,为了增加金属表面反射太阳辐射热,在喷塑后的机柜表面再施涂 建筑用保温涂料,或者覆盖反射隔热膜,达到反射隔热效果。由于建筑用保 温涂料或者隔热膜都无法满足金属表面的防腐防锈要求,一般都必须先对金 属表面进行防锈处理(电镀、喷塑等),之后再进行表面隔热处理,但是这 种涂层的强度及粘结度不高,往往在户外复杂的环境下容易脱落、起皮、失 效,且增加了生产工艺的复杂性,无法大面积推广。

    发明内容

    本发明提供一种用于户外通信设备表面的防太阳能辐射喷涂涂料,目的 是解决户外通信设备采用建筑用保温涂料进行防太阳能辐射时,无法满足户 外通信设备机柜金属表面的防腐防锈要求的问题。

    为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种用于户外通信设备表 面的防太阳能辐射喷涂涂料,由下列质量百分含量的材料组成:

    聚氨酯塑粉        85%~90%;

    玻璃微珠          10~15%;

    其中,所示玻璃微珠的颗粒直径为10~60μm;所述玻璃微珠的表面沉 积有二氧化钛包覆层。

    上述技术方案中的有关内容解释如下:

    1、上述方案中,所述聚氨酯是静电喷涂聚氨酯。喷涂聚氨酯(喷涂型 聚氨酯)是由异氰酸酯组分与树脂组分反应生成的一种弹性体物质。其中的 异氰酸酯组分由端羟基化合物与异氰酸酯反应制得,既可以是芳香族的,也 可以是脂肪族的;树脂组分是由端羟基树脂(例如:二元醇、三元醇、多羟 基聚合物多元醇等)和端羟基(芳香族或脂肪族)扩链剂组成,在端羟基树 脂中,含有用于提高反应活性的催化剂(《中国涂料》2006年第6期,第28~ 30)。

    2、上述方案中,所述玻璃微珠(中空玻璃微珠)是由无机材料构成的, 化学成分包括二氧化硅、氧化铝、氧化锆、硅酸钠等,是一种微小,中空圆 球状超轻质填充材料,密度在0.1~0.6g/cm3,具有重量轻、体积大、导热系 数低、抗压强度高,分散性、流动性、稳定性好的优点,另外还具有绝缘、 自润滑、隔音、不吸水、耐火、耐腐蚀、无毒等优异性能。

    3、上述方案中,所述二氧化钛包覆层的厚度为0.5~2μm。

    由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点和效果:

    1、本发明的喷涂涂料工作原理与传统保温材料不完全一致,其除了本 身具有较好的隔热性能外,还具有反射太阳辐射的性能。使用以后能大大提 高金属的热阻,使热惰性D值大大增加,反射作用将日光中的红外辐射反射 到外部空间,从而避免物体因吸收红外线而导致自身温度的升高,从而达到 节能隔热作用。

    2、本发明的喷涂涂料专为金属表面而研发,具有优异的附着力和抗腐 蚀性能。其中起到反射隔热作用的添加剂为保温微球体。球中心不仅仅是空 的,而且里面是真空的。在效果上,这保温的微球体是一个小型的热水瓶, 反射了来自太阳的热量,创造了一个凉爽的室内环境。

    3、本发明在玻璃微珠的表面沉积有二氧化钛包覆层,起到反射红外辐 射的作用。根据材料对光吸收理论的能带理论,应该选择电导率高、禁带宽 度不在0.5~3.1eV范围内的物质。一般说来,白色物质不仅对可见光有较强 的反射性,对近红外辐射也有较强的反射性。为了加强功能填料反射红外线 性能,在玻璃微球表面沉积二氧化钛,沉积的二氧化钛成为薄膜包覆在微球 体表面上,添加节能隔热添加剂的混合塑粉可见光和近红外反射率分别为 0.86和0.81。

    附图说明

    附图1为玻璃微球示意图;

    附图2为户外通信设备机柜的柜内温度曲线图;

    附图3为表面喷涂有本发明的喷涂涂料的户外通信设备机柜的粘结度 图;

    附图4为表面喷涂有本发明的喷涂涂料的户外通信设备机柜的盐雾实验 图;

    附图5为表面喷涂有普通涂料的户外通信设备机柜的盐雾实验图;

    附图6为表面没有喷涂涂料的户外通信设备机柜的盐雾实验图。

    具体实施方式

    下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:

    实施例一:一种用于户外通信设备表面的防太阳能辐射喷涂涂料,由下 列质量百分含量的材料组成:

    聚氨酯塑粉      87%;

    玻璃微珠        13%;

    其中,所示玻璃微珠(如附图1所示)的颗粒直径为10~60μm;所述 玻璃微珠的表面沉积有二氧化钛包覆层。在玻璃微珠的表面沉积二氧化钛包 覆层的方法为:首先将可溶性钛盐溶液溶解在溶剂中,配成浓度在1~5mol/L 的钛盐溶液,然后将表面洁净并且干燥的玻璃微珠浸渍在钛盐溶液中,取出 烘干后再在300~600℃焙烧使得钛盐反应生成二氧化钛后即得制品。钛盐一 般采用TiCl4或者Ti(SO4)2,二氧化钛的包覆厚度为1μm为宜,所述聚氨酯 是喷涂聚氨酯。

    在使用时,将喷涂聚氨酯塑粉和玻璃微珠分别置于喷涂设备的两个料罐 中,保持料温在15~60℃,静电喷涂在户外通信设备机柜的外表面。制得的 机柜进行的实验如下。

    一、实验室实验,在实验过程中,使用250瓦的远红外灯分别进行照射, 其结果如下表所示:

      时间(分钟)   使用喷涂涂料℃   未使用喷涂涂料℃   温差℃   0   20   20   0   5   23   25   2   10   25   29   4   20   27.5   32   4.5

    二、室外防太阳能辐射实验

    室外测试过程:两个机柜涂有节能涂层(白色),另一个没有涂(灰色), 机柜进行密封处理,不留透气孔。三个机柜暴露在室外太阳下一段时间后, 记录内部、表面的温度。

    8小时内密封柜体内部温度记录图形如附图2所示(上方的线条为没有 使用本发明喷涂涂料的机柜,下方的线条为使用本发明喷涂涂料的机柜)。

    三、喷涂涂料与机柜粘结度实验如附图3所示。

    四、盐雾实验结果如附图4、附图5和附图6所示。

    本发明的节能隔热塑粉由基料和隔热成份组成,基料选用聚氨酯塑粉, 按照一定的比例添加隔热成份混合而成的反射隔热塑粉,通过特殊工艺覆盖 在金属产品表面,就形成了节能隔热屏障。由于隔热成份具有超乎寻常的稳 定性,大大增强了涂层耐候性,提高抗高腐蚀性化学品的能力,如酸性物、 汽油、有机废物、油脂、酒精等均有良好的抵抗能力。

    创新点1:金属表面喷涂反射隔热塑粉后,塑粉中的节能隔热成份将在 产品表面形成隔热屏障,能够反射掉大部分的太阳辐射热能,经测试反射率 达到85%。

    创新点2:应用节能隔热屏障后,提高户外通信设备自身的排热能力, 降温8℃以上,降低30%空调能耗。

    创新点3:户外通信设备应用节能隔热屏障后,增强了涂层耐候性,提 高产品抗腐蚀、抗盐雾能力,延长设备使用寿命。

    1)本系统的主要技术指标有:

    节能隔热屏障的技术参数:

      耐热性   R20   折射指数   1.53   导热系数   0.1W/m/℃   抗压强度   7000PSI   反射率   85%   发射率   92%

    隔热添加剂的技术参数:

    1、真空玻璃微球真实密度为1.5g/cm3左右,比碳酸钙、滑石粉比重轻 40%左右。

    2、高强度。真空微球有坚硬的外壳,壳内为真空,因此使之具有更高 的压缩强度,增加制品的耐刻划性和耐磨性。

    3、优异的流动性,产品尺寸稳定。由于真空微球是小圆球,流动性好。

    4、电绝缘性好,导热系数低。

    5、阻燃,提高热变性温度。真空微球为无机金属氧化物,熔点大于 1800℃,高温下不分解,不易变形,可提高聚合物的阻燃特性。

    6、耐酸碱,真空微球在各种有机溶剂、酸、弱碱中性质稳定。

    7、吸油量低,空心微珠的吸油量为15%左右,大大低于传统填料,可 降低整个树脂体系的粘度,加量潜力大,降低成本。

    制备节能隔热添加剂分为两个过程,首先要在保温球体表面包覆一层 TiO2,以Ti(SO4)2为原料制:称取空心保温球体,加入到四口烧瓶中,加入 蒸馏水,滴入的十二烷基苯磺酸钠水溶液,搅拌,分散,升温到100℃。用 10%的NaOH溶液调节反应溶液的pH值。控制在不同的反应时间内加完 Ti(SO4)2溶液。反应结束后,过滤,洗涤滤饼。滤饼在鼓风干燥箱中以120℃ 干燥3h,再在马弗炉中于600℃煅烧2h,得到包覆二氧化钛的中空保温球体。

    上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项 技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保 护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明 的保护范围之内。

    关 键  词:
    用于 户外 通信 设备 表面 太阳能 辐射 喷涂 涂料
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