远红外线放射涂料组合物以及其制备方法与流程

本发明涉及一种远红外线放射涂料组合物以及其制备方法。
背景技术：
：红外线中相当于波长最长的远红外线相当于波长25μm以上的红外线，其特征在于，因波长比可视光长，不能用眼睛看到，而且热作用大，渗透力强。而且，对有机化合物分子的共振及共鸣作用强，可利用于多样的工业及医疗领域。具体而言，周知远红外线波长领域是良好地吸收于生物体内通过刺激并激活生物体内分子的作用，对生命体的生长必不可少的生物体波长，据报告扩张毛细血管激活血液循环、组织生产及细胞的分化等。而且，具有以下效果，即所述远红外线波长若接触于构成细胞的水分和蛋白质分子，将细胞1分钟微细摇晃2000次，从而，激活细胞组织，防止老化、促进新陈代谢、预防慢性疲劳等各种成人病。而且，所述远红外线具有促进发汗作用、缓解疼痛、去除重金属、熟睡、除臭、防菌、防止霉菌繁殖、除湿、空气净化等效果，因此，适用于住宅及建筑材料、厨房用具、纤维、服装、床上用品类、及汗蒸房等各种工业领域。而且，六方氮化硼(hbn)是与石墨具有类似的结晶结构的b和n的化合物，具有电绝缘性，呈白色。所述氮化硼，耐热性及电热性出色，能精密加工，因此，作为在加热状态下使用的真空设备、实验仪器的绝缘材料是必不可少的存在。技术实现要素：本发明的一目的在于，提供一种用于放射远红外线的涂料用组合物。本发明的其他目的在于，提供一种所述远红外线放射涂料用组合物的制备方法。但是，本发明所要达成的技术课题并不局限于以上所提及的课题，对于未提及的其他课题本领域的技术人员可通过以下记载将会明确。根据本发明的一体现例，涉及远红外线放射涂料组合物，其中，包括：10至40重量％的远红外线放射性填充剂、20至50重量％的粘合剂、10至30重量％的溶剂、以及10至30重量％的硬化剂，所述远红外线放射性填充剂为六方氮化硼。本发明中，所述远红外线放射性填充剂可进一步包括选自由sic、fe2o3、fe3o4、tio2、zro2、al2o3及沸石而组成的组中的一种以上的无机颜料。本发明中，所述远红外线放射性填充剂可以以1:1至5的重量比包含六方氮化硼(hbn)和所述无机颜料。本发明中，所述粘合剂可为硅溶胶或铝溶胶。本发明中，所述粘合剂的粒径可为20至50纳米。本发明中，所述粘合剂中固体含量可为20至40重量％。本发明中，所述硬化剂可为硅烷系化合物。本发明中，所述硅烷系化合物可为选自由甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三异丙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷及甲苯基二甲氧基硅烷组成的组中的一种以上。本发明中，所述溶剂可为选自由乙醇、甲醇、异丙醇、及苄醇组成的组中的一种以上。本发明中，所述涂料用组合物以0.1至10重量％的量可进一步包含添加剂。本发明中，所述添加剂可为选自由氯铂酸、钒、钯、白金、银及电气石组成的组中的一种以上。根据本发明的其他体现例，涉及远红外线放射涂料组合物的制备方法，其中包括：a)在溶剂添加粘合剂进行搅拌的步骤；b)在所述a)步骤获得的组合物添加远红外线放射性填充剂进行搅拌的步骤；以及c)在所述b)步骤获得的组合物添加硬化剂进行搅拌及熟化的步骤，所述涂料用组合物，包括：10至40重量％的远红外线放射性填充剂、20至50重量％的粘合剂、10至30重量％的溶剂、以及10至30重量％的硬化剂，所述远红外线放射性填充剂为六方氮化硼(hbn)。本发明中，所述远红外线放射性填充剂可进一步包括选自由sic、fe2o3、fe3o4、tio2、zro2、al2o3及沸石而组成的组中的一种以上的无机颜料。本发明中，所述粘合剂可为硅溶胶或铝溶胶。本发明总，所述b)步骤，以0.1至10重量％的量可进一步添加选自由氯铂酸、钒、钯、白金、银及电气石组成的组中的一种以上的添加剂。本发明中，所述b)步骤可以以80至120rpm搅拌1个小时而执行。本发明中，所述c)步骤可在25至35℃的温度下以100至200rpm执行5至12小时。根据本发明的其他体现例，涉及远红外线放射产品，其中在对象产品的至少一面涂布本发明的涂料用组合物。根据本发明的其他另一体现例，涉及远红外线放射涂布方法，其中，包括：在对象产品的至少一面涂布本发明的涂料用组合物的步骤；以及在150至350℃的温度下烧成30分钟至2小时的步骤。根据本发明的涂料用组合物，通过较高的导热率对节省能量有显著效果，通过高效的远红外线，不仅非常有效地利用于加热、取暖、治疗及干燥等产业领域，而且，通过涂布在农业产品上，在低温地区能有效利用于农作物的栽培。而且，通过根据需要进一步包括多样的添加剂，在取暖及栽培农作物时，尤其能赋予产生有用负离子、抗菌及除臭的功能性效果。附图说明图1是测定根据本发明的一实施例的涂料用组合物中产生的远红外线放射率的图表。具体实施方式本发明的一体现例提供远红外线放射涂料组合物，其中，包括：10至40重量％的远红外线放射性填充剂、20至50重量％的粘合剂、10至30重量％的溶剂、以及10至30重量％的硬化剂。本发明中，所谓所述“涂料用”是在物体的表面涂布所需物质，可在除了所述物体所具有的固有性质以外需要进一步包含其他性质的情况下使用。根据本发明的目的，还可以利用本发明的所述涂料用组合物使所涂布的物体进一步包含放射远红外线的性质。(a)远红外线放射性填充剂本发明中，相对于涂料用组合物的总重量，所述远红外线放射性填充剂优选包含10至40重量％，所述填充剂的含量小于10重量％或者超过40重量％时，不能显示所需的远红外线放射效率。而且，本发明中，所述远红外线放射性填充剂作为必要成分包含六方氮化硼(hbn)，根据需要，可进一步包含相当于无机颜料的选自由sic、fe2o3、fe3o4、tio2、zro2、al2o3及沸石而组成的组中的一种以上，从而可以赋予颜色。优选地，所述远红外线放射性填充剂可以以1:1至5重量比包含所述六方氮化硼和无机颜料，所述重量比超过1:1至5时，远红外线放射的效率不充分或者不能得到所需的颜色。本发明中，所谓所述“六方氮化硼(hbn)”是与石墨相同具有0.91的远红外线放射率，在基于二维物质的电子器件作为绝缘层而使用的同时，因出色的导热特性还可以用作散热板的物质。所述六方氮化硼在利用结构上的优点及化学稳定性时在严酷的环境下作为能够提高对象物质的稳定性的保护膜所利用。而且，还可以利用于质子交换膜等多样的领域。根据本发明的目的，使用六方氮化硼来代替石墨，生成涂料用组合物时，可以防止因使用多量石墨而与h2o成分接触产生急剧凝胶化。(b)粘合剂本发明中，相对于涂料用组合物的总重量，所述粘合剂优选包含20至50重量％，所述粘合剂的含量小于20重量％时，不能发挥所要水准的充分的导热效果，所述粘合剂的含量超过50重量％时，难以期待更高的导热效果，会造成经济上的问题。本发明中，所述粘合剂可为硅溶胶或铝溶胶，优选地，使用具有si-o-si结构的硅溶胶，可提高涂料组合物的导热率。并不局限于此，可包括能够提高导热率的所有组合物。本发明中，所述二氧化硅的粒径可为20至50纳米，但并不局限于此。二氧化硅的粒径小于20纳米或超过50纳米时，渗透至金属涂装面的超微细气孔为止，不能给予与涂装面的紧密约束力，而且，因外部刺激会容易剥离。本发明中，所述二氧化硅的颗粒可为溶于水(h2o)的形态，优选地，被溶解为固体的含量20至40重量％时能够适当地调整粘度，但并不局限于此。(c)溶剂本发明中，相对于涂料用组合物的总重量，所述溶剂优选包含10至30重量％，所述溶剂的含量小于10重量％或超过30重量％时，涂料用组合物不能被充分混合，或者不能获得所需的物性。而且，本发明中，所述溶剂可为选自由乙醇、甲醇、异丙醇、及苄醇组成的组中的一种以上。优选地，所述溶剂可为异丙醇，但并不局限于此。(d)硬化剂本发明中，相对于涂料用组合物的总重量，所述硬化剂优选包含10至30重量％，所述硬化剂的含量小于10重量％时，不能充分发挥硬化效果，所述硬化剂的含量超过30重量％时，会阻碍涂料组合物的物性。本发明中，作为所述硬化剂使用硅烷系化合物时可以提高导热率。此处，所述硅烷系化合物的具体种类并没有特别的限制，可举选自由甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三异丙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷及甲苯基二甲氧基硅烷组成的组中的一种以上，更优选地，可为甲基三甲氧基硅烷(mtms)或四甲氧基硅烷(tmos)。(e)其他添加剂本发明中，为了发挥负离子的产生、抗菌及防虫等所需的效果，可进一步包括添加剂。本发明中，相对于涂料用组合物的总重量，所述添加剂优选包含0.1至10重量％，所述添加剂的含量小于0.1重量％时，不能发挥所需的附加效果即对产生负离子、抗菌及除臭功能的效果，所述添加剂的含量超过10重量％时，难以期待功能进一步提高，相对地，随着填充剂及粘合剂的含量减小，远红外线的放射效率也降低。而且，所述添加剂可包括产生负离子、抗菌及防虫等所需效果的所有物质，但是，优选地，所述添加剂可为选自由氯铂酸(choloroplantinicacid)、钒(v)、钯(pd)、白金(pt)、银(ag)及电气石(tourmaline)组成的组中的一种以上，较优选为电气石，但并不局限于此。根据本发明的所述涂料用组合物，其远红外线放射效果显著出色，此外还能赋予抗菌、除臭及产生负离子效果。本发明的其他体现例提供根据本发明的所述涂料用组合物的制备方法。具体而言，可以制备包含以下步骤的远红外线放射涂料用组合物，其步骤包括：a)在溶剂添加粘合剂进行搅拌的步骤；b)在所述a)步骤获得的组合物添加填充剂进行搅拌的步骤；以及c)在所述b)步骤获得的组合物添加硬化剂进行搅拌及熟化的步骤。本发明中，如上所述制备的涂料用组合物，可包括：10至40重量％的填充剂、20至50重量％的粘合剂、10至30重量％的溶剂、以及10至30重量％的硬化剂。本发明中，相对于涂料用组合物的总重量，所述填充剂优选包含10至40重量％，所述填充剂的含量小于10重量或者超过40重量％时，不能显示所需的远红外线放射效率。本发明中，所述填充剂填充剂作为必要成分包含六方氮化硼(hbn)，通过进一步包括相当于无机颜料的选自由sic、fe2o3、fe3o4、tio2、zro2、al2o3及沸石而组成的组中的一种以上，从而，可以赋予颜色。优选地，所述填充剂可以以1:1至5重量比包含所述六方氮化硼和无机颜料，所述重量比超过1:1至5时，远红外线放射的效率不充分或者不能得到所需的颜色。本发明中，相对于涂料用组合物的总重量，所述粘合剂优选包含20至50重量％，所述粘合剂的含量小于20重量％或超过50重量％时，不能发挥所要水准的充分的导热效果。本发明中，优选地，所述粘合剂使用具有si-o-si结构的二氧化硅时可以提高涂料用组合物的导热率，但并不局限于此，可包括能够提高导热率的所有组合物。本发明中，所述二氧化硅的粒径可为20至50纳米，但并不局限于此。二氧化硅的粒径小于20纳米或超过50纳米时，渗透至金属涂装面的超微细气孔为止，不能给予与涂装面的紧密约束力，而且，因外部刺激会容易剥离。本发明中，所述二氧化硅的颗粒可为溶于水(h2o)的形态，优选地，被溶解为固体的含量为20至40重量％时能够适当地调整粘度，但并不局限于此。本发明中，相对于涂料用组合物的总重量，所述溶剂优选包含10至30重量％，所述溶剂的含量小于10重量％或超过30重量％时，涂料用组合物不能被充分混合，或者不能获得所需的物性。而且，本发明中，所述溶剂可为选自由乙醇、甲醇、异丙醇、及苄醇组成的组中的一种以上。优选地，所述溶剂可为异丙醇，但并不局限于此。本发明中，相对于涂料用组合物的总重量，所述硬化剂优选包含10至30重量％，所述硬化剂的含量小于10重量％时，不能充分发挥硬化效果，所述硬化剂的含量超过30重量％时，会阻碍涂料组合物的物性。本发明中，作为所述硬化剂使用硅烷系化合物时可以提高导热率。此处，所述硅烷系化合物的具体种类并没有特别的限制，可举选自由甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三异丙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷及甲苯基二甲氧基硅烷组成的组中的一种以上，更优选地，可为甲基三甲氧基硅烷(mtms)或四甲氧基硅烷(tmos)。本发明中，为了发挥负离子的产生、抗菌及防虫等所需的效果，可进一步包括所述b)步骤的添加剂。本发明中，相对于涂料用组合物的总重量，所述添加剂优选包含0.1至10重量％，所述添加剂的含量小于0.1重量％时，不能发挥所需的附加效果即对产生负离子、抗菌及除臭功能的效果，所述添加剂的含量超过10重量％时，难以期待功能进一步提高，相对地，随着填充剂及粘合剂的含量减小，远红外线的放射效率也降低。而且，本发明中，所述添加剂可包括产生负离子、抗菌及防虫等所需效果的所有物质，但是，优选地，所述添加剂可为选自由氯铂酸(choloroplantinicacid)、钒(v)、钯(pd)、白金(pt)、银(ag)及电气石(tourmaline)组成的组中的一种以上，较优选地，所述添加剂可为电气石，但并不局限于此。而且，本发明中，所述b)步骤是以80至120rpm搅拌1小时而执行。所述搅拌速度小于80rpm或超过120rpm时，不能充分混合随着凝胶化的进行而粘度变高的所述组合物。本发明中，所述c)步骤可在25至35℃的温度下以100至200rpm的速度搅拌5至12小时。所述熟化的温度小于25℃时，因熟化温度不充分而不能充分熟化组合物，熟化温度超过35℃时，溶胶的物性发生变化等不能得到所需的形状。一方面，搅拌速度小于100rpm或超过200rpm时，不能充分混合随着凝胶化的进行而粘度变高的所述组合物。根据本发明的其他体现例，涉及在对象产品的至少一面形成有包含根据本发明的涂料用组合物的涂层的远红外线放射用产品。本发明中，所述对象产品并没有特别限制，是要赋予远红外线放射效果的产品，例如可为布料，或者钢板或合金等散热板等。通过涂布等方式将本发明的涂料用组合物涂布在所需的产品，不局限于此，例如涂布在钢板或合金板等散热板等的至少一面，从而，对所需的产品赋予远红外线放射效果，此外，还可以根据目的选择性地赋予产生负离子、抗菌及防虫等效果。本发明中，所述涂层在常温至高温下可放射远红外线，尤其在常温(25℃)至550℃的高温下也能有效放射远红外线。根据本发明的其他体现例，涉及远红外线放射涂布方法，其包括：在对象产品的至少一面涂布根据本发明的涂料用组合物的步骤；以及在150至350℃的温度下烧成30分钟至2小时的步骤。本发明中，所述对象产品并没有特别限制，是要赋予远红外线放射效果的产品，例如可为布料，或者钢板或合金板。本发明中，所述涂布步骤的执行方法并没有特别限制，例如，可通过辊涂、层合、杆式涂布、浸涂或喷涂工程等而执行。本发明中，所述烧成温度低于150℃或超过350℃时，在形成在产品的一面上的涂层不能得到所需水准的远红外线的放射率。以下，通过下面的实施例详细说明本发明。但是，以下实施例只是举例说明本发明而已，本发明的内容并不局限于以下实施例。实施例[制造例1]制备涂料组合物如表1的成分，在溶剂即230g的异丙醇(isopropylalchol；ipa)混合350g的硅溶胶之后，放入搅拌器，进一步将95g的氮化硼(hbn)、40g的sic、25g的fe3o4以及20g的电气石放入搅拌器内，以100rpm的速度一次反应约1小时。然后，放入硬化剂即230g的甲基三甲氧基硅烷(methyltrimethoxysilane，mtms)，在30℃下以150rpm的速度搅拌熟化8小时。【表1】用途种类含量(g)备注粘合剂硅溶胶35020nm粒径，30％浓度溶剂ipa230异丙醇填充剂氮化硼(hbn)95高纯度2至10μm粒径填充剂(无机颜料)sic4010至20μm粒径填充剂(无机颜料)fe3o42510至20μm粒径添加剂电气石3010至20μm粒径添加剂mtms230甲基三甲氧基硅烷[制造例2]制备涂料组合物如表2的成分，在溶剂即30g的ipa混合30mg的氯铂酸、2g的钒以及15g的多孔性沸石，然后放入搅拌器，以100rpm卷绕2小时投入至所述制造例1后进一步搅拌1小时。【表2】用途种类含量备注溶剂ipa30g异丙醇添加剂氯铂酸30mg高纯度2至10μm添加剂钒2g-添加剂沸石15g多孔性沸石[制造例1及2]涂铝通过以下方法将在所述制造例1及2制造的涂料用组合物涂布在铝板。具体而言，在10张100×100×2mm的纯铝板用60目金刚砂打磨处理，将所述制造例1及2的涂料组合物分别喷涂之后，在250℃下烧成约1小时涂布铝板。[实验例1]确认热放射能力为了确认根据本发明的涂料组合物的热放射能力，在所述实施例1中准备没有经任何处理的铝板(比较例1)以便与涂布有本发明的涂料用组合物的铝板进行比较，然后，评价两个铝板的热放射能力。具体而言，在煤气灶上分别以350℃的温度加热面积为100×100×2mm的所述实施例1的铝板和未进行涂布的纯铝板(比较例1)，然后按时间测定温度，并表示在表3。【表3】种类/时间10秒30秒60秒90秒120秒实施例175℃130℃215℃285℃330℃比较例55℃78℃122℃155℃180℃如上所述表2所示，涂布有根据本发明的组合物的实施例1的铝板相较于未涂层的纯铝板的比较例1，在10秒时温度高25℃，在120秒时温度高150℃，由此可知，相较于对照群，实施例1的热放射能力高1.5至1.8倍。[实验例2]效果测试根据所述实施例2准备涂布有本发明的涂料组合物的铝板之后，委托社团法人远红外线协会将温度增加到500℃为止测量远红外线放射率，此外获得测试抗菌、除臭及产生负离子的程度的结果，并将此结果表示在图1及表4。[表4]如图1及所述表4所示，由形成在所述实施例2的铝板的根据本发明的涂层，远红外线放射率在500℃下相当于84.7％。并且，大肠菌及葡萄状球菌的个体数减少了约1.0×102。而且，测量脱氨除臭120分钟的结果，不仅除臭效果达65％，而且，由于负离子产生了442(ion/cc)，因此，抑制了体内活性氧的活动，还发生了能够防止老化的适当量的负离子。由上述的结果可知，当涂布根据本发明的所述制造例1及2的组合物时与未经任何涂布的对照群相比，在远红外线的放射率、抗菌、除臭及负离子的产生上有显著的效果。以上，虽对本发明进行了详细说明，但是，本发明的权利范围并不局限于此，对本领域的技术人员来说在不脱离权利要求范围所记载的本发明的技术思想范围内可以进行各种各样的修改及变形是明确的。当前第1页12