低光亮透红外涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低光亮透红外涂料及其制备方法，属于涂料制造技术，现有红外灯泡、红外灯管等加热元件普遍太亮，造成可见光污染，本发明专利技术将正硅酸四乙酯溶于无水乙醇中得混合液，取一定量的盐酸水溶液滴加到上述混合液中，升温回流30～120 min；将Tb化合物、Yb化合物分别以料液质量比1:15～20超声分散在无水乙醇中，再加入到上述混合液中，室温下继续搅拌反应3～12 h。该涂料有效成分为Tb3+、Yb3+稀土离子，以SiO2溶胶为成膜物质，通过下转换发光机理将部分紫外光、可见光转换为红外光可应用于红外灯泡/红外发热管从而有效降低其光亮、提高发热效率，同时该涂料制得的涂层具有耐高温的特点，且可以通过喷涂、浸涂等多种方式进行加工，施工方便。

Low gloss infrared transmitting paint and preparation method thereof

The invention discloses a low-brightness infrared transmission coating and a preparation method thereof, which belongs to the coating manufacturing technology. The existing heating elements such as infrared bulbs and infrared lamps are generally too bright, resulting in visible light pollution. The invention dissolves tetraethyl orthosilicate in anhydrous ethanol to obtain a mixed solution, and takes a certain amount of hydrochloric acid aqueous solution droplets to add the above-mentioned mixture. Tb and Yb compounds were dispersed in absolute ethanol with the mass ratio of 1:15 To 20, respectively, and then added to the above mixed solution. The reaction was stirred for 3 to 12 hours at room temperature. The effective components of the coating are Tb3+, Yb3+ rare earth ions, and SiO2 sol is used as the film-forming material. Some ultraviolet and visible light can be converted into infrared light by down-conversion luminescence mechanism, which can be used in infrared light bulb/infrared heating pipe to effectively reduce its brightness and improve its heating efficiency. It can be processed by spraying, dip coating and other ways, and is convenient for construction.

【技术实现步骤摘要】
低光亮透红外涂料及其制备方法
本专利技术属于涂料制造技术，具体涉及一种低光亮透红外涂料及其制备方法。
技术介绍
所谓的下转换即是将一个高能光子转换成多个低能光子的过程，通俗的讲就是由短波长的光激发出长波长的光。实现下转换的机制主要有：光子级联发射、分步能量传递以及共合作能量传递等。下转换才有希望获得超过100%的量子效率，因此在照明、显示等许多领域具有良好的应用前景，受到了研究人员的广泛关注。最早的红外下转换是在Tb3+-Yb3+离子对中实现。Vergeer在2005年即观察到了YPO4基质中Tb3+到Yb3+的共振能量传递。继Tb3+-Yb3+之后，研究者们在Nd3+-Yb3+、Tm3+-Yb3+、Ho3+-Yb3+、Er3+-Yb3+等稀土离子中也都观察到了红外下转换发光。现有的红外灯泡、红外灯管等加热元件普遍太亮，不可避免的造成可见光污染，在灯泡、灯管外涂装红外下转换材料可以将部分可见光转换为红外光，降低光亮，增加红外比例，提高能量利用率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有红外灯泡、红外灯管等加热元件普遍太亮，造成可见光污染的缺陷，提供一种低光亮透红外涂料及其制备方法，制备得到SiO2溶胶掺杂一定量的Tb3+、Yb3+离子，而得到低光亮透红外涂料，且该涂料所制备涂层具有耐高温的特点。为达到上述目的，本专利技术的低光亮透红外涂料，其特征是包括以下组分：正硅酸四乙酯、乙醇、盐酸、水、Tb化合物、Yb化合物。作为本专利技术低光亮透红外涂料的优选技术手段：各组分的摩尔份数为：正硅酸四乙酯1份，乙醇65～115份，盐酸0.005～0.02份，水0.5～1.5份，Tb化合物0.01～0.1份，Yb化合物0.02～0.3份。作为本专利技术低光亮透红外涂料的优选技术手段：所述的Tb化合物为Tb3+化合物，所述的Yb化合物为Yb3+化合物。作为本专利技术低光亮透红外涂料的优选技术手段：所述的Tb化合物是Tb(NO3)3及其水合物、TbCl3及其水合物、Tb2(SO4)3及其水合物中的至少一种。作为本专利技术低光亮透红外涂料的优选技术手段：所述的Yb化合物是Yb(NO3)3及其水合物、YbCl3及其水合物、Yb2(SO4)3及其水合物中的至少一种。为达到上述目的，本专利技术的低光亮透红外涂料的制备方法，其特征是包括下述步骤：（1）将正硅酸四乙酯溶于无水乙醇中得混合液，料液质量比为1：15～25；（2）取一定量的盐酸水溶液滴加到上述混合液中，升温回流30～120min；（3）将Tb化合物、Yb化合物分别以料液质量比1:15～20超声分散在无水乙醇中，再加入到上述混合液中，室温下继续搅拌反应3～12h，即得到低光亮透红外涂料。作为本专利技术制备方法的优选技术手段：所述第（2）步中加入的盐酸与第一步中的正硅酸四乙酯的摩尔比为0.005～0.02：1。作为本专利技术制备方法的优选技术手段：所述第（3）步中Tb化合物、Yb化合物与第（1）步中正硅酸四乙酯的质量比为0.01～0.1:0.02～0.3：1。作为本专利技术制备方法的优选技术手段：各组分的摩尔份数为：正硅酸四乙酯1份，乙醇65～115份，盐酸0.005～0.02份，水0.5～1.5份，Tb化合物0.01～0.1份，Yb化合物0.02～0.3份。作为本专利技术方法的优选技术手段：该涂料适用于玻璃表面。作为本专利技术方法的优选技术手段：该涂料的固化温度为120～300℃，固化时间为5～80min。本专利技术的涂料有效成分为Tb3+、Yb3+稀土离子，以SiO2溶胶为成膜物质（正硅酸乙酯酸性条件下水解生成SiO2溶胶），通过下转换发光机理将部分紫外光、可见光转换为红外光可应用于红外灯泡/红外发热管从而有效降低其光亮、提高发热效率，同时该涂料制得的涂层具有耐高温的特点，且可以通过喷涂、浸涂等多种方式进行加工，施工方便。制备过程简单，得到的低光亮透红外涂料性能良好，且耐高温。附图说明图1为本专利技术实施例1-3所制备得到的涂层在激发波长为476nm时的荧光光谱图。具体实施方式以通过实施例对本专利技术做进一步说明。本专利技术的低光亮透红外涂料包括以下组分：正硅酸四乙酯、乙醇、盐酸、水、Tb化合物、Yb化合物。尤其是各组分的摩尔份数为：正硅酸四乙酯1份，乙醇65～115份，盐酸0.005～0.02份，水0.5～1.5份，Tb化合物0.01～0.1份，Yb化合物0.02～0.3份。Tb化合物为Tb3+化合物，所述的Yb化合物为Yb3+化合物。Tb化合物是Tb(NO3)3及其水合物、TbCl3及其水合物、Tb2(SO4)3及其水合物中的至少一种。Yb化合物是Yb(NO3)3及其水合物、YbCl3及其水合物、Yb2(SO4)3及其水合物中的至少一种。本专利技术的低光亮透红外涂料的制备方法，包括下述步骤：（1）将正硅酸四乙酯溶于无水乙醇中得混合液，料液质量比为1：15～25（优选1:20）；（2）取一定量的盐酸水溶液滴加到上述混合液中，升温回流30～120min（优选60min）；室温下，为了加快有些反应速度很慢或难以进行的化学反应，常常需要使反应物较长时间保持沸腾。这种情况下，就需要冷凝装置，使蒸汽不断地在冷凝管内冷凝而返回反应器中，以防止反应器中物质逸失。或有时反应物具有挥发性，为了不使反应物挥发太快而损失，通常在反应容器上方安装冷凝管，这样蒸气将遇冷回流入反应容器内。（3）将Tb化合物、Yb化合物分别以料液质量比1:15～20（优选1:15）超声分散在无水乙醇中，再加入到上述混合液中，室温下继续搅拌反应3～12h（优选8h），即得到低光亮透红外涂料。第（2）步中加入的盐酸与第一步中的正硅酸四乙酯的摩尔比为0.005～0.02：1（优选0.01:1）。第（3）步中Tb化合物、Yb化合物与第（1）步中正硅酸四乙酯的摩尔比为0.01～0.1:0.02～0.3：1（优选0.05:0.15：1）。各组分的摩尔份数为：正硅酸四乙酯1份，乙醇65～115份，盐酸0.005～0.02份，水0.5～1.5份，Tb化合物0.01～0.1份，Yb化合物0.02～0.3份。Tb化合物是Tb(NO3)3及其水合物、TbCl3及其水合物、Tb2(SO4)3及其水合物中的至少一种，优选Tb(NO3)3·5H2O。Yb化合物是Yb(NO3)3及其水合物、YbCl3及其水合物、Yb2(SO4)3及其水合物中的至少一种，优选Yb(NO3)3·5H2O。该涂料适用于玻璃表面。涂料的固化温度为120～300℃（优选280℃），固化时间为5～80min（优选15min）。实施例1以料液质量比1:25将1份正硅酸四乙酯（TEOS）溶于无水乙醇中，加入盐酸溶液得混合液，使最终反应体系中TEOS、HCl、水中三种物质的摩尔之比为1:0.005:1.5；将混合液加热至65℃，回流120min；取0.1份Tb(NO3)3·5H2O以及0.02份Yb(NO3)3·5H2O以料液质量比1:15分散于无水乙醇中，将其缓慢滴加至上述反应体系（混合液）中，室温下继续搅拌反应3h，制备得到低光亮透红外涂料。通过喷涂工艺将其喷涂至石英玻璃样品表面，150℃固化80min，待测。实施例2以料液质量比1:20将1份正硅酸四乙酯（TEOS）溶于无水乙醇中，加入盐酸溶液得混合液，使最终反应体系中T本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.低光亮透红外涂料，其特征是包括以下组分：正硅酸四乙酯、乙醇、盐酸、水、Tb化合物、Yb化合物。

【技术特征摘要】
1.低光亮透红外涂料，其特征是包括以下组分：正硅酸四乙酯、乙醇、盐酸、水、Tb化合物、Yb化合物。2.根据权利要求1所述的低光亮透红外涂料，其特征是各组分的摩尔份数为：正硅酸四乙酯1份，乙醇65～115份，盐酸0.005～0.02份，水0.5～1.5份，Tb化合物0.01～0.1份，Yb化合物0.02～0.3份。3.根据权利要求2所述的低光亮透红外涂料，其特征是：所述的Tb化合物为Tb3+化合物，所述的Yb化合物为Yb3+化合物。4.根据权利要求2所述的低光亮透红外涂料，其特征是：所述的Tb化合物是Tb(NO3)3及其水合物、TbCl3及其水合物、Tb2(SO4)3及其水合物中的至少一种。5.根据权利要求2所述的低光亮透红外涂料，其特征是：所述的Yb化合物是Yb(NO3)3及其水合物、YbCl3及其水合物、Yb2(SO4)3及其水合物中的至少一种。6.低光亮透红外涂料的制备方法，其特征是包括下述步骤：（1）将正硅酸四乙酯溶于无水乙醇中得混合液，料液质量比为1：15～25；（2）取一定量的盐酸水溶液滴加到上述混合液中，升温回流3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佳达，张心予，
申请(专利权)人：奥普家居股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33