专利名称：用于户外通信设备表面的防太阳能辐射喷涂涂料的制作方法
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 彡30°C(86° F)，研究表明温度每上升10°C (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 X 2000 X 500mm，柜内通信设备产 生热量(Qi)为800W，柜内控制温度为30°C，箱外温度为40°C，太阳辐射产生的热量计算如 下式机柜表面积为A= 1 X 2+0. 5 X 2 X 2+0. 5 X 1 = 6. 5m2 ；机柜外传至机柜内的热量Qr= kXAXAT=12. 0X6. 5X (40-30) "C = 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 60 μ m ；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 2μπι。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. IeV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。
具体实施例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 60 μ m;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°C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Ιμπι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°C，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)I使用喷涂涂料。c|未使用喷涂涂料。c I温差。c ~~0 20 20 0 ~23252
~1025294
2027^532±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。时间 环境 涂料拒表/拒 无涂料拒表/ 拒表/拒内温 温度内拒内差--------
13:30 27.2 24.3 27.9 43.1 36.6 18.8 8.7 14:30 24.8 22.8 28.1 丨 33.1 34.6 11.8 6.58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°C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
导热系数~~0. lW/m/°C 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°C，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。
粒子I表叫 ι压叫导执後丨体积电Ι形ι颜Ι水 直径密度丄强度子…阻率 W,、、、 状色分μηι g/cm5 g .3 · MPa W 'J^1 ‘ Ω . cm V%
cmK)
0.01 ~ 0.4 ~ 1.4 ~ 400~ 0.058- 1><10〃 ~ >MQ0 球灰 <Ω 30 1.1 2.2 700 0.116 1χ1θ'5 — 形白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°c。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°C干燥3h，再在马弗炉中于600°C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。
权利要求
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。
2.根据权利要求1所述的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 于所述聚氨酯是喷涂聚氨酯。
3.根据权利要求1所述的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 于所述二氧化钛包覆层的厚度为0. 5 2 μ m。
全文摘要
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。
文档编号C09D175/04GK101967339SQ20101029872
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者叶建彪, 毛祺 申请人:苏州新海宜通信科技股份有限公司