一种用于静电喷涂的辐射制冷粉末、制备方法及涂层

本发明属于工程热物理，具体来说，涉及一种用于静电喷涂的辐射制冷粉末、制备方法及施工方法。

背景技术：

1、现有的用于隔热或者降温的涂料，主要有以下几种：1)商业降温隔热粉末涂料，通过添加二氧化钛、硫酸钡或碳酸钙等颗粒来提高涂料的太阳光波段的反射率，并通过减小导热系数来阻止目标物体的温度上升；2)溶剂型辐射制冷涂料，将具有辐射制冷特性的材料通过溶剂(如丙酮、异丙醇等)混合后进行施工，使得物体具有辐射制冷特性。以上技术的缺点在于：商业降温隔热粉末涂料使用传统的硫酸钡或碳酸钙作为填充粉末，但由于两者折射率太低导致粉末涂料在太眼光波段的反射率仍有提升的空间；辐射制冷溶剂型涂料使用溶剂进行混合，对环境有较大的污染，且大部分不符合国家环保总局对于涂料中总有机挥发量(vocs)的要求，不允许大规模生产使用。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于静电喷涂的辐射制冷粉末、制备方法及施工方法，提高降温效果，且便于运输、便于储存，符合国家环保要求。

2、为解决上述技术问题，本发明实施例采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明实施例提供一种辐射制冷材料，包括球形二氧化锆粉末、二氧化钛粉末、聚四氟乙烯粉末、聚酯树脂、固化剂及其他助剂。

4、优选的，在所述的辐射制冷粉末，粒径为50-70微米，形态为聚酯树脂包裹着小粒径的球形二氧化锆粉末、二氧化钛粉末和聚四氟乙烯粉末。

5、优选的，在所述的辐射制冷粉末中，按照质量分数，球形二氧化锆粉末的质量百分数为：15～25％，聚四氟乙烯粉末的质量百分数为：10～20％，二氧化钛粉末的质量百分数为：20～25％，聚酯树脂的质量百分数为：28～51％，固化剂的质量百分数为1-3％，其他助剂的质量百分数为1％。其中，二氧化锆粉末和二氧化钛的总重量比为35～50％，二氧化锆粉末、二氧化钛和聚四氟乙烯粉末的总重量比为45～70％。

6、优选的，在所述的辐射制冷粉末中，其他助剂包括流平剂、安息香、润湿剂。按照质量分数，流平剂0.2％～0.4％，润湿剂0.2％～0.4％，安息香0.2％～0.3％，总质量分数为1％。所述流平剂为聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯中的一种或多种；所述润湿剂为丙烯酸酯与乙烯基硅氧烷共聚物、甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种；所述固化剂为异氰尿酸三缩水甘油酯或羟烷基酰胺。

7、优选的，球形二氧化锆粉末粒径为300-800纳米，优选可为300、400、500、600、700、800纳米，质量比为2:2:2:2:1:0.5。二氧化钛粉末的粒径为200-400纳米，质量均匀分布。聚四氟乙烯粉末的粒径为3-10微米，质量均匀分布。

8、优选的，所述的辐射制冷粉末中，均为固体成分，不含液态溶剂。

9、第二方面，本发明实施例提供一种辐射制冷粉末的制备方法，包括以下步骤：将原料粉末预混合后，加入挤出机中挤出并进行粗粉碎。将粗粉碎的块状物加入到空气分级磨中，取粉碎后大小为50-70微米的微粉作为辐射制冷材料。

10、优选的，所述的辐射制冷粉末，包括球形二氧化锆粉末、二氧化钛粉末、聚四氟乙烯粉末、聚酯树脂、固化剂及其他助剂。按照质量分数，按照质量分数，球形二氧化锆粉末的质量百分数为：15～25％，聚四氟乙烯粉末的质量百分数为：10～20％，二氧化钛粉末的质量百分数为：20～25％，聚酯树脂的质量百分数为：28～51％，固化剂的质量百分数为1-3％，其他助剂的质量百分数为1％。其中，二氧化锆粉末和二氧化钛的总重量比为35～50％，二氧化锆粉末、二氧化钛和聚四氟乙烯粉末的总重量比为45～70％。

11、优选的，所述的辐射制冷粉末，其他助剂包括流平剂、安息香、润湿剂。按照质量分数，流平剂0.2％～0.4％，润湿光亮剂0.2％～0.4％，安息香0.2％～0.3％，总质量分数为1％。

12、优选的，所述的挤出机挤出的温度为80～120℃，挤出时间约2-4分钟，其过程不需要使用溶剂进行混合。

13、第三方面，本发明实施例提供一种辐射制冷涂层的制备方法，将上述辐射制冷粉末用静电喷枪将辐射制冷微粉覆盖于基底表面，并其整体放置于烘箱中烘烤固化，形成具有辐射制冷特性的涂层。

14、优选的，所述的烘箱烘烤温度为180～250℃，时间为10-20分钟。

15、优选的，所述的辐射制冷涂层厚度为150～300微米

16、优选的，烘烤后形成涂层厚度为150～250微米，光谱与基底无关。

17、有益效果

18、本发明解决了现有溶剂型辐射制冷涂料需要溶剂进行分散的问题，便于储存和运输，健康环保。相比于添加二氧化钛来提高太阳光波段反射率的商用降温隔热粉末涂料，本发明实施例在太阳光波段尤其是紫外波段有着更高的反射率。测试显示，在晴天时，该辐射制冷粉末涂料的温度比商用降温隔热粉末涂料最多可低3℃以上。

技术特征：

1.一种用于静电喷涂的辐射制冷粉末，其特征在于，包括球形二氧化锆粉末、二氧化钛粉末、聚四氟乙烯粉末、聚酯树脂、固化剂及助剂；其中，二氧化锆粉末和二氧化钛粉末的总质量百分数为35～50％，二氧化锆粉末、二氧化钛和聚四氟乙烯粉末的总质量百分数为45～70％。

2.按照权利要求1所述的辐射制冷粉末，其特征在于，所述的辐射制冷粉末中，球形二氧化锆粉末的质量百分数为：15～25％，聚四氟乙烯粉末的质量百分数为：10～20％，二氧化钛粉末的质量百分数为：20～25％，聚酯树脂的质量百分数为：28～51％，固化剂的质量百分数为1-3％，助剂的质量百分数为1％。

3.按照权利要求1所述的辐射制冷粉末，其特征在于，在所述的辐射制冷粉末中，所述助剂包括流平剂、安息香、润湿剂；按照质量百分比，流平剂0.2％～0.4％，润湿光亮剂0.2％～0.4％，安息香0.2％～0.3％；所述流平剂为聚丙烯酸乙酯或聚丙烯酸丁酯；所述润湿剂为丙烯酸酯与乙烯基硅氧烷共聚物或甲基丙烯酸甲酯；所述固化剂为异氰尿酸三缩水甘油酯或羟烷基酰胺。

4.按照权利要求1所述的辐射制冷粉末，其特征在于，球形二氧化锆粉末粒径为300、400、500、600、700、800纳米，质量比为2:2:2:2:1:0.5；二氧化钛粉末的粒径为200-400纳米，质量均匀分布；聚四氟乙烯粉末的粒径为3-10微米，质量均匀分布。

5.权利要求1所述的用于静电喷涂的辐射制冷粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将原料粉末预混合后，加入挤出机中加热挤出并进行粗粉碎；将粗粉碎的块状物加入到空气分级磨中，取粉碎后大小为50-70微米的颗粒作为辐射制冷粉末。

6.按照权利要求7所述的辐射制冷粉末的制备方法，其特征在于，挤出机挤出的温度为80～120℃，挤出时间约2-4分钟，制备过程不需要使用溶剂进行混合。

7.一种辐射制冷涂层的制备方法，其特征在于，将权利要求1所述的辐射制冷粉末用静电喷枪将辐射制冷微粉覆盖于基底表面，并其整体放置于烘箱中烘烤固化，形成具有辐射制冷特性的涂层。

8.按照权利要求7所述的辐射制冷涂层的制备方法，其特征在于，烘箱烘烤温度为180～250℃，时间为10-20分钟。

9.按照权利要求7所述的辐射制冷涂层的制备方法，其特征在于，烘烤后形成涂层厚度为150～250微米。

10.一种辐射制冷涂层，其特征在于，采用权利要求7～9任一项所述方法制备而成。

技术总结本发明公开了一种用于静电喷涂的辐射制冷粉末、制备方法及涂层，在暴露于空气的条件下比市面上的降温粉末涂料温度低至少3℃。该粉末涂料均为固体成分，不含液态溶剂，制备方法简单，健康环保，符合国家环保总局的工业生产要求。并且使用特定粒径的球形二氧化锆微粒代替传统的硫酸钡、碳酸钙粉末，进一步提高了粉末涂料在太阳光波段的反射率。技术研发人员：陈震,陈秋语,赵晓冬受保护的技术使用者：东南大学技术研发日：技术公布日：2024/5/19