專利名稱：一種隔熱涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂料技術(shù)，具體為一種高紅外反射率、低導(dǎo)熱系數(shù)的隔熱涂料及其制備方法，國(guó)際專利分類號(hào)擬為Int.Cl.C09D133/00(2006.01)。
背景技術(shù)：
隨著世界石油價(jià)格的飛漲，工業(yè)節(jié)能和建筑節(jié)能已成為各國(guó)優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。大量的統(tǒng)計(jì)資料證明，建筑能耗約占全社會(huì)能耗總量的30～40％，這部分能量主要是采暖和空調(diào)所消耗。如果能夠改善建筑物的氣密性，減少墻壁、門(mén)窗對(duì)能量的傳遞量，就能夠在保證相同室內(nèi)溫度的條件下減少室內(nèi)空調(diào)的啟動(dòng)頻率和時(shí)間，節(jié)省冬季供熱所需的熱能。最常用的隔熱方法就是利用低導(dǎo)熱系數(shù)的輕質(zhì)保溫隔熱材料來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的建筑材料來(lái)降低建筑物的能耗，提高能源的利用效率。因此，保溫隔熱材料及其使用方法是建筑節(jié)能的物質(zhì)基礎(chǔ)。
傳統(tǒng)的保溫隔熱產(chǎn)品多為厚層保溫材料。這類材料的隔熱性能易受氣候環(huán)境的影響，特別是在潮濕環(huán)境下，保溫性能大幅下降。為此，隔熱技術(shù)也由厚層隔熱保溫向薄層(如涂料等)隔熱保溫的技術(shù)轉(zhuǎn)變。在涂料隔熱材料方面，美國(guó)Multiceramics公司開(kāi)發(fā)出一種稱為太空反射隔熱涂料(supertherm)的產(chǎn)品，特點(diǎn)是對(duì)可見(jiàn)光和紅外線具有反射率高，隔熱效果好，無(wú)毒安全，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，主要用于航天器、大型石化儲(chǔ)罐等特殊工業(yè)領(lǐng)域，能顯著改變其內(nèi)部的環(huán)境，隔熱保溫效果得到公認(rèn)，受到市場(chǎng)的關(guān)注。但由于該產(chǎn)品高達(dá)每升20美元的售價(jià)，很難在民用建筑中推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，設(shè)計(jì)一種隔熱涂料及其制備方法。該隔熱涂料具有紅外線高反射率，隔熱效果好，性能穩(wěn)定，成本低廉，使用方便，不破壞環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)；該制備方法工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，節(jié)約能源，有益環(huán)保，便于工業(yè)推廣應(yīng)用。
本發(fā)明解決所述隔熱涂料技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種隔熱涂料，其質(zhì)量百分比配方是A組分75～90％；B組分5～20％；C組分5～20％；各組分之和為100％，所述的A組分包括占其總量的乳液 35～60％；乳膠漆助劑 5～30％；鈦白粉 15～40％；水 20～45％，所述的乳液為純丙乳液或硅丙乳液；所述的乳膠漆助劑是指分散劑、消泡劑、抗凍劑、pH調(diào)節(jié)劑、成膜劑和增稠劑，每種助劑加入量為其占助劑總量的比例是分散劑、消泡劑、pH調(diào)節(jié)劑、增稠劑各5～15％，抗凍劑和成膜劑各35～45％；；所述的水為去離子水或蒸餾水；所述B組分為表面疏水改性礦物材料，所述礦物材料是粘土礦物、碳酸鹽或硫酸鹽中的一種或幾種；所述粘土礦物指凹凸棒石、海泡石、煅燒高嶺土、硅灰石、滑石粉、云母粉中的一種或幾種；所述碳酸鹽是指碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鍶中的一種或幾種；所述硫酸鹽是指重晶石；所述C組分為硅酸鹽復(fù)合絕熱材料，是指人造的空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠或者火電廠粉煤灰中的漂珠中的一種或幾種。
本發(fā)明解決所述隔熱涂料制備方法技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種隔熱涂料的制備方法，該制備方法包括以下工藝步驟1.配料的改性處理1)將本發(fā)明隔熱涂料配方所述B組分的礦物材料按比例混合后，在120～150℃的烘干設(shè)備中動(dòng)態(tài)干燥1-3h，除去水分；2)加入混合礦物材料質(zhì)量百分?jǐn)?shù)0.5～5％的偶聯(lián)劑，混勻，高能球磨機(jī)或氣流磨進(jìn)行超細(xì)粉碎和表面疏水改性40～60min，風(fēng)力分選分級(jí)，粗粒返回繼續(xù)研磨，即可得到平均粒徑小于5μm的表面疏水改性礦物材料；所述的偶聯(lián)劑是指硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種；2.隔熱涂料的制備1)按本發(fā)明所述隔熱涂料配方比例，把A組分中的水和乳膠漆助劑中的分散劑、消泡劑、抗凍劑和pH調(diào)節(jié)劑，分別加入到高速攪拌桶中，混合攪拌，制成透明膠體混合助劑溶液；2)在上述混合助劑溶液中逐步加入所述配方比例的鈦白粉和B組分，以線速度15m/min以上的高速攪拌分散25～30min；3)在攪拌桶中加入所述配方比例的C組分，高速攪拌，分散15～20min后，降低攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為5m/min時(shí)，進(jìn)行調(diào)漿；4)在攪拌槳線速度為3～8m/min時(shí)，補(bǔ)加A組分中的消泡劑，然后加入A組分中所述比例的乳液、成膜劑和增稠劑，攪拌約20min，并再一次加少量水和增稠劑，調(diào)整涂料粘稠度到粘稠度杯法的60-80秒鐘；5)將調(diào)整好的乳膠漆涂料過(guò)60～80目振動(dòng)篩后出料，計(jì)量灌裝于包裝桶中，于室溫條件下密封包裝即得。
本發(fā)明所制備的涂料具有如下特點(diǎn)1、與美國(guó)太空反射隔熱涂料相比，本法明制備的涂料的可見(jiàn)光反射率可高出1～3％，在同等用量的條件下，涂層兩側(cè)的溫度差高2℃以上，隔熱保溫效果好；2、使用表面疏水處理后的多種微孔硅酸鹽礦物原料和人工硅酸鹽復(fù)合絕熱材料，增強(qiáng)了涂料的耐候性能和防水性能，避免導(dǎo)熱系數(shù)的過(guò)度變化。在濕度大于80％的高濕環(huán)境中，其導(dǎo)熱系數(shù)的升高幅度小于50％，而普通外墻涂料升高的幅度為100～200％。
3、選用純丙乳液或硅丙乳液，增強(qiáng)了涂料的耐久性和耐污染性能，漆膜的外觀效果得到改善。表現(xiàn)為，耐污染指標(biāo)提高約20％，耐刷洗次數(shù)由一般外墻涂料規(guī)定的2,000次提高到20,000次以上，并且涂層表面光澤好。
4、由于礦物添加劑的使用，使涂層的隔熱效果增強(qiáng)，生產(chǎn)成本降低；具有比傳統(tǒng)聚苯乙烯泡沫(EPS)保溫系統(tǒng)更便宜的造價(jià)，更方便的施工性能，隔熱性能穩(wěn)定。EPS保溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)造價(jià)為80元/m2，而本發(fā)明生產(chǎn)的涂料，每升的生產(chǎn)成本不到20元，每平方米外墻的涂刷量約300～400毫升。大量的文獻(xiàn)資料說(shuō)明，EPS保溫系統(tǒng)在使用3年以后陸續(xù)出現(xiàn)裂縫、脫落、返潮、霉變等問(wèn)題。而涂料本身的屬性決定了其耐久性，根據(jù)其耐刷洗性和耐候性，對(duì)比普通外墻涂料分析，其使用壽命可達(dá)20年以上。
本發(fā)明隔熱涂料一方面能夠有效地反射來(lái)自太陽(yáng)的紅外線和可見(jiàn)光的能量，降低涂層表面的溫度；同時(shí)還能夠阻止熱量在涂層中的傳導(dǎo)，降低涂層表面熱量向其內(nèi)部傳遞的速度，因此能夠明顯增加涂層兩側(cè)的溫差，從而避免室內(nèi)溫度的明顯升高，達(dá)到改善工作環(huán)境，降低能耗的目的。由于涂料中不含任何有害于健康和環(huán)境的化工產(chǎn)品，因此，是一種綠色、環(huán)保、健康、安全，使用方便，經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的新型產(chǎn)品。對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)室外陽(yáng)光下的氣溫高達(dá)35℃的條件下，在外墻和房頂使用該涂料粉刷后的房間中，室溫為28℃±1℃，而使用灰色醇酸油漆涂刷外墻和房頂?shù)姆块g中，室溫為32℃±1℃。可見(jiàn)，本發(fā)明的隔熱涂料隔熱效果良好，可以明顯減少空調(diào)、暖氣使用時(shí)間和空調(diào)開(kāi)啟次數(shù)，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。


圖1為本發(fā)明隔熱涂料一種實(shí)施例的隔熱性能曲線圖。實(shí)驗(yàn)是在100W紅外燈連續(xù)照射下，測(cè)定涂層兩面的溫度隨時(shí)間的變化曲線圖。
圖2為本發(fā)明隔熱涂料與市售灰色醇酸油漆隔熱效果的對(duì)比曲線圖。實(shí)驗(yàn)條件是，把本發(fā)明隔熱涂料與市售灰色醇酸油漆分別噴涂在同一規(guī)格活動(dòng)板房外墻及房頂后，在早晨8點(diǎn)到下午6點(diǎn)的10個(gè)小時(shí)中，檢測(cè)到的室外溫度和房間內(nèi)的自然溫度變化曲線。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步敘述本發(fā)明本發(fā)明所述隔熱涂料(以下簡(jiǎn)稱涂料)的質(zhì)量百分比配方為A組分 75～90％；B組分 5～20％；C組分 5～20％；各組分之和為100％，所述的A組分包括占其總量的
乳液 35～60％；乳膠漆助劑5～30％；鈦白粉15～40％；水20～45％，所述的乳液為純丙乳液或硅丙乳液；所述的乳膠漆助劑是指分散劑、消泡劑、抗凍劑、pH調(diào)節(jié)劑、成膜劑和增稠劑，每種助劑加入量為其占助劑總量的比例是分散劑、消泡劑、pH調(diào)節(jié)劑、增稠劑各5～15％，抗凍劑和成膜劑各35～45％；所述的水為去離子水或蒸餾水；所述B組分為表面疏水改性礦物材料，所述礦物材料是粘土礦物、碳酸鹽或硫酸鹽中的一種或幾種；所述粘土礦物指指凹凸棒石、海泡石、煅燒高嶺土、硅灰石、滑石粉、云母粉中的一種或幾種；所述碳酸鹽是指碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鍶中的一種或幾種；所述硫酸鹽是指重晶石(硫酸鋇)；所述C組分為硅酸鹽復(fù)合絕熱材料，是指人造的空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠或者火電廠粉煤灰中的漂珠中的一種或幾種。
本發(fā)明所述涂料的進(jìn)一步特征是在所述涂料配方中的乳膠漆助劑還包括不超過(guò)10％所述其他助劑總量的潤(rùn)濕劑、殺菌劑和流平劑，加入量為潤(rùn)濕劑4～5％；殺菌劑1～2％和流平劑4～5％。加入這些助劑可以進(jìn)一步提高涂料的品質(zhì)質(zhì)量，減少使用過(guò)程中霉菌在墻體上滋生。
本發(fā)明同時(shí)設(shè)計(jì)了隔熱涂料的制備方法，該制備方法包括以下工藝步驟1.配料的改性處理1)將本發(fā)明隔熱涂料配方所述B組分的礦物材料按比例混合后，在120～150℃的烘干設(shè)備中動(dòng)態(tài)干燥1-3h，除去水分；2)加入混合礦物材料質(zhì)量百分?jǐn)?shù)0.5～5％的偶聯(lián)劑，混勻，高能球磨機(jī)或氣流磨進(jìn)行超細(xì)粉碎和表面疏水改性40～60min，風(fēng)力分選分級(jí)，粗粒返回繼續(xù)研磨，即可得到平均粒徑小于5μm的表面疏水改性礦物材料；所述的偶聯(lián)劑是指硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種；2.隔熱涂料的制備1)按本發(fā)明所述隔熱涂料配方比例，把A組分中的水和乳膠漆助劑中的分散劑、消泡劑、抗凍劑和pH調(diào)節(jié)劑，分別加入到高速攪拌桶中，混合攪拌，制成透明膠體混合助劑溶液；根據(jù)需要，在這步工序中，還可以加入所述的潤(rùn)濕劑和殺菌劑，加入量分別為其他助劑總量的4～5％和1～2％；2)在上述混合助劑溶液中逐步加入所述配方比例的鈦白粉和B組分，以線速度15m/min以上的高速攪拌分散25～30min；3)在攪拌桶中加入所述配方比例的C組分，高速攪拌，分散15～20min后，降低攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為5m/min時(shí)，進(jìn)行調(diào)漿；4)在攪拌槳線速度為3～8m/min時(shí)，補(bǔ)加A組分中的消泡劑，然后加入A組分中所述比例的乳液、成膜劑和增稠劑，攪拌約20min，并再一次加少量水和增稠劑，調(diào)整涂料粘稠度到粘稠度杯法的60-80秒鐘； 根據(jù)需要，在這步工序中，還可以加入所述的流平劑，加入量為其他助劑總量的4～5％；5)將調(diào)整好的乳膠漆涂料過(guò)60～80目振動(dòng)篩后出料，計(jì)量灌裝于包裝桶中，于室溫條件下密封包裝即得。
本發(fā)明所述制備方法的進(jìn)一步特征是，在所述的2)隔熱涂料的制備中的第(2)步結(jié)束后，把所得的混合助劑溶液再放入砂磨機(jī)或膠體磨中研磨15～20min，得到漆漿，然后返回到攪拌桶中，繼續(xù)所述下面的工序。這樣做的目的是由于超細(xì)粉體顆粒的表面能非常高，細(xì)粒礦物極易團(tuán)聚成結(jié)合比較牢固大顆?！皥F(tuán)聚體”，這些團(tuán)聚體在高速攪拌過(guò)程中雖然大多數(shù)能夠分散，但剩余的部分團(tuán)聚物會(huì)影響涂層的質(zhì)量，因此通過(guò)砂磨機(jī)或膠體磨來(lái)分散礦物顆粒的團(tuán)聚體，可以進(jìn)一步提高成膜的質(zhì)量。
本發(fā)明制備方法所述的表面疏水改性是指利用偶聯(lián)劑對(duì)B組分礦物材料進(jìn)行表面疏水改性處理，使其具有疏水性能。根據(jù)需要，本發(fā)明的制備方法也可在1配料的改性處理中對(duì)所述的C組分進(jìn)行表面疏水改性處理。
所述C組分也即硅酸鹽復(fù)合絕熱材料的表面改性方法是，在密閉攪拌罐中加入所述配方選用的硅酸鹽復(fù)合絕熱材料，混合均勻后，加入其質(zhì)量百分?jǐn)?shù)0.2～3％的硅烷偶聯(lián)劑，以不低于15m/min的線速度高速攪拌20～30min后出料，即可制成表面疏水改性的硅酸鹽復(fù)合絕熱材料。
本發(fā)明所述表面改性處理方法中使用的偶聯(lián)劑包括1)硅烷偶聯(lián)劑或有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑，優(yōu)選使用的產(chǎn)品牌號(hào)為ZH-1301，ZH-1304，SG-Si900，KH-560或KH-845-4等中的一種；
2)鈦酸酯偶聯(lián)劑優(yōu)選使用的產(chǎn)品牌號(hào)為NDZ-131，NDZ-401或KR-41B等中的一種。
由于常規(guī)保溫材料的耐候性差，特別是在炎熱潮濕的環(huán)境下，隔熱功能下降。本發(fā)明在隔熱涂料的設(shè)計(jì)中，首先利用高反射材料反射紅外線和可見(jiàn)光，降低涂層表面的輻射溫度；其次利用中空納米絕熱材料的良好隔熱特性，阻止熱量的傳導(dǎo)和對(duì)流，降低涂層表面熱量向其內(nèi)部傳遞的速度；再次對(duì)隔熱涂料表面進(jìn)行疏水處理，以提高涂層的耐候性能和在濕熱條件下的隔熱穩(wěn)定性，避免陰雨或潮濕環(huán)境下涂料的隔熱保溫性能下降，從而達(dá)到改善室內(nèi)環(huán)境，降低能耗的目的本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種隔熱涂料，其涂層兩面始終存在較大的溫差，溫度隨時(shí)間的變化曲線參見(jiàn)圖1和圖2測(cè)試10min以后，該涂料涂層的兩面溫差已達(dá)8℃以上；測(cè)試25min時(shí)，達(dá)到最高為9.4℃；60min時(shí)，仍為8.5℃左右，可見(jiàn)其具有較好的隔熱性能。圖2為使用市售灰色醇酸漆與本發(fā)明的隔熱涂料涂刷同一規(guī)格活動(dòng)板房外墻及房頂后，在早晨8點(diǎn)到下午6點(diǎn)的10個(gè)小時(shí)中，檢測(cè)到的室外自然溫度和房?jī)?nèi)自然溫度變化的曲線。由圖可見(jiàn)，在早晨起始階段，陽(yáng)光較為柔和時(shí)，室內(nèi)溫度均高于室外溫度，隨著陽(yáng)光變強(qiáng)，室外溫度迅速上升，室內(nèi)溫度則上升緩慢，同時(shí)涂刷本發(fā)明涂料的房間內(nèi)溫度上升的幅度明顯低于對(duì)比產(chǎn)品油漆的溫度升幅，特別是室內(nèi)溫度到達(dá)最高點(diǎn)的時(shí)間比自然陽(yáng)光和對(duì)比產(chǎn)品都晚一至兩小時(shí)；另一方面，在室外陽(yáng)光下的溫度開(kāi)始下降的時(shí)候，室內(nèi)溫度卻并沒(méi)有馬上跟著降低，而是一直維持在相對(duì)較高的溫度，說(shuō)明本發(fā)明涂料的隔熱保溫效果良好。在中午12時(shí)到下午6的時(shí)間段內(nèi)，涂有本發(fā)明涂料的室內(nèi)溫度要比對(duì)比產(chǎn)品的室內(nèi)溫度低3.2℃以上。
本發(fā)明通過(guò)對(duì)具有隔熱功能的配方原料進(jìn)行表面處理后制成的涂料具有成膜性好、光潔度高、耐玷污、疏水性強(qiáng)、隔熱性能和耐候性更好等優(yōu)點(diǎn)，由于高反射材料的使用，制成的涂膜具有更高的光潔度，對(duì)熱輻射具有更好的反射效果。測(cè)試結(jié)果表明，本發(fā)明所制備的涂料具有非常好的耐水、耐潮濕、耐玷污和耐候性、紅外反射率大于95％，可見(jiàn)光反射率大于91.6％，導(dǎo)熱系數(shù)為0.045W/(m·k)。而對(duì)比產(chǎn)品灰色醇酸漆的可見(jiàn)光反射率僅為41.4％，導(dǎo)熱系數(shù)為0.15W/(m·k)。
本發(fā)明系一種集反射性和絕熱性于一體的新型隔熱涂料，可廣泛應(yīng)用于建筑外墻、船舶甲板、汽車(chē)外殼、油罐外壁以及軍事、航天等領(lǐng)域。
本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。
下面給出本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明不受實(shí)施例的限制。
實(shí)施例1純丙乳液建筑隔熱涂料及其制備方法。
純丙乳液建筑外墻保溫隔熱涂料是本發(fā)明設(shè)計(jì)的隔熱涂料一種實(shí)施例，其配方參見(jiàn)表1表1 純丙乳液建筑隔熱涂料配方表


所述純丙乳液建筑隔熱涂料的具體制備方法如下1.配料的改性處理將本礦物材料海泡石、凹凸棒石、重晶石按2∶2∶1比例混合后，在125℃烘干3h，除去水分后，稱重，加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)2.5％的硅烷偶聯(lián)劑ZH-1301，混勻，當(dāng)料球比為3∶1時(shí)，高能球磨機(jī)研磨60min，得到平均粒徑小于5μm的表面疏水改性礦物材料。
2.隔熱涂料的制備1)在2 L燒杯中加入220mL水，1g纖維素，25mL丙二醇，打開(kāi)攪拌機(jī)，繼續(xù)加入潤(rùn)濕劑2.5mL，分散劑5.0mL，調(diào)節(jié)劑2.0mL，2mL消泡劑1和1.0mL消泡劑2，1.5mL防腐劑，高速攪拌(2000r/min)混合成透明膠體，制成混合助劑溶液；2)在高速攪拌下，將150g的鈦白粉和100g疏水改性礦物材料逐步加入上述混合助劑溶液中，攪拌分散25min，倒入砂磨機(jī)，研磨20min，得到粘稠漆漿；3)將漆漿過(guò)80目篩返回到攪拌桶中，加入107g硅酸鹽復(fù)合絕熱材料，高速分散20min后，降低攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)漿；4)在攪拌速度為300r/min的轉(zhuǎn)速下，補(bǔ)加1.0mL消泡劑1和1.0mL消泡劑3，純丙乳液350mL，成膜助劑Texanl 15mL，丙二醇苯醚8mL，攪拌10min后，加入3mL流平劑和5mL增稠劑，攪拌均勻后，用少量水和增稠劑調(diào)整涂料的粘稠度到60-80秒；5)將調(diào)整好的乳膠涂料過(guò)80目篩后，計(jì)量灌裝于包裝桶中，在室溫條件下密封保存即得成品。
需特別強(qiáng)調(diào)的是，在制備過(guò)程中還使用了砂磨機(jī)高速分散，以得到更為均勻、細(xì)膩、流平性好的涂料。
所得隔熱涂料產(chǎn)品的具體性能指標(biāo)如下
涂料狀態(tài)無(wú)硬塊，攪拌后成均勻狀態(tài)；涂膜外觀白色，外觀正常；施工性涂刷2道無(wú)障礙；固含量≥45％；干燥時(shí)間(表干)≤2h；耐水性96h無(wú)異常；耐堿性48h無(wú)異常；耐溫變性5次循環(huán)無(wú)異常；耐老化(400h)粉化1級(jí)，變色1級(jí)；可見(jiàn)光反射率≥90％，紅外反射率≥95％；耐刷洗次數(shù)＞10000次；白度88；接觸角84°；導(dǎo)熱系數(shù)/[W/(m·K)]0.045。
效果實(shí)驗(yàn)將所得涂料分兩次涂刷于厚度為3mm的玻璃載體板上，干燥后，制得測(cè)試樣品板。涂料的涂刷量為256g/m2干涂料；涂層規(guī)格為30.0×30.0cm的正方形。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，用100瓦紅外燈照射樣品板，測(cè)試其涂層上表面和載體板下表面(涂層兩面)的溫度，測(cè)試時(shí)間60min。當(dāng)紅外燈打開(kāi)10min以后，該涂料涂層的兩面溫差已達(dá)8℃以上；測(cè)試25min時(shí)，達(dá)到最高為9.4℃；60min時(shí)，仍為8.5℃左右，可見(jiàn)其具有較好的隔熱性能。產(chǎn)品的隔熱性能時(shí)間-溫度變化曲線參見(jiàn)圖1。
實(shí)施例2硅丙膠乳液建筑隔熱涂料及其制備方法。
本發(fā)明設(shè)計(jì)并制備了一種新型高反射的涂料，對(duì)所有的隔熱原料進(jìn)行表面進(jìn)行了疏水改性處理，在制備過(guò)程中使用了膠體磨分散，以得到更為均勻、細(xì)膩、流平性好，耐沾污性好的外墻隔熱保溫涂料。其配方參見(jiàn)表2表2 硅丙膠乳液建筑隔熱涂料配方表


所述硅丙乳液建筑隔熱涂料的具體制備方法如下1.配料的改性處理將本礦物材料海泡石、重晶石、硅灰石按2∶1∶1比例混合后，在125℃烘干3h，除去水分后，稱重，加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)2.5％的硅烷偶聯(lián)劑ZH-1301和1％鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-401，混勻，當(dāng)料球比為3∶1時(shí)，高能球磨機(jī)研磨60min，得到平均粒徑小于5μm的表面疏水改性礦物材料。
2.隔熱涂料的制備1)在2L燒杯中加入160mL水，1g纖維素，25mL丙二醇，打開(kāi)攪拌機(jī)，繼續(xù)加入潤(rùn)濕劑2.5mL，分散劑5.0mL，調(diào)節(jié)劑2.0mL，2mL消泡劑1和1.0mL消泡劑2，1.5mL防腐劑，高速攪拌(2000r/min)混合成透明膠體，制成混合助劑溶液；2)在高速攪拌下，將220g的鈦白粉和50g表面疏水改性礦物材料逐步加入上述混合助劑溶液中，攪拌分散25min，倒入膠體磨中，研磨20min，得到粘稠漆漿；
3)將漆漿過(guò)80目篩返回到攪拌桶中，加入100g硅酸鹽復(fù)合絕熱材料，高速分散20min后，降低攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)漿；4)在攪拌速度為300r/min的轉(zhuǎn)速下，補(bǔ)加1.0mL消泡劑2和1.0mL消泡劑3，硅丙乳液400mL，成膜助劑Texanl 15mL，丙二醇苯醚8mL，攪拌10min后，加入2mL流平劑和4mL增稠劑，攪拌均勻后，用少量水和增稠劑調(diào)整涂料的粘稠度到60-80秒；5)將調(diào)整好的乳膠漆涂料過(guò)80目篩后，計(jì)量灌裝于包裝桶中，在室溫條件下密封保存即得成品。
產(chǎn)品的具體性能指標(biāo)如下?tīng)顟B(tài)無(wú)硬塊，攪拌后成均勻狀態(tài)；涂膜外觀白色，外觀正常；施工性涂刷2道無(wú)障礙；固含量≥45％；干燥時(shí)間(表干)≤2h；耐水性96h無(wú)異常；耐堿性48h無(wú)異常；耐溫變性5次循環(huán)無(wú)異常；耐老化(400h)粉化1級(jí)，變色1級(jí)；可見(jiàn)光反射率≥90％，紅外反射率≥95％；耐刷洗次數(shù)＞20000次；白度92；接觸角45°；導(dǎo)熱系數(shù)/[W/(m·K)]0.050。
效果實(shí)驗(yàn)將所得涂料分兩次涂刷于厚度為3mm的玻璃載體板上，干燥后，制得測(cè)試樣品板。涂料的涂刷量為213g/m2干涂料；涂層規(guī)格為30.0×30.0cm的正方形。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，用100瓦紅外燈照射樣品板，測(cè)試其涂層上表面和載體板下表面(涂層兩面)的溫度，測(cè)試時(shí)間60min。在紅外燈照射時(shí)間為4～60min的時(shí)間段中，涂層兩側(cè)的溫差均超過(guò)4.0℃，當(dāng)涂層表面照射溫度為40℃時(shí)，涂層的溫差可達(dá)6.7℃。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，紅外燈照射約17min時(shí)，涂層兩側(cè)的溫差最大可達(dá)7.6℃。紅外燈照射20min后，涂層表面的溫度上升速度趨緩，溫度值最高為57.5℃；此時(shí)涂料兩側(cè)的溫差仍然維持在7℃。而涂料表面溫度與保溫箱內(nèi)的溫度差高達(dá)15℃以上，由于該涂料表面溫度上升緩慢，且最高溫度也低于普通涂料，可見(jiàn)該涂料具有優(yōu)異的隔熱性能。
實(shí)施例3空心玻璃微珠純丙絕熱建筑外墻隔熱涂料及其制備方法。
本發(fā)明設(shè)計(jì)并制備了一種空心玻璃微珠為反射體，礦物纖維為隔熱的新型反射隔熱建筑涂料的配方。其配方參見(jiàn)表3
表3 空心玻璃微珠純丙絕熱建筑外墻隔熱保溫涂料配方表

所述空心玻璃微珠純丙建筑外墻隔熱涂料的具體制備方法如下1.配料的改性處理將本礦物材料海泡石、重晶石、碳酸鈣按2∶1∶1比例混合后，在125℃烘干3h，除去水分后，稱重，加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)2.5％的硅烷偶聯(lián)劑ZH-1301和1％鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-401，混勻，當(dāng)料球比為3∶1時(shí)，高能球磨機(jī)研磨60min，得到平均粒徑小于5μm的表面疏水改性礦物材料。
2.隔熱涂料的制備1)在2L燒杯中加入262mL水，1g纖維素，30mL丙二醇，打開(kāi)攪拌機(jī)，繼續(xù)加入潤(rùn)濕劑3.0mL，分散劑3.0mL，調(diào)節(jié)劑2.0mL，3mL消泡劑1和1.0mL消泡劑2，2.0mL防腐劑，高速攪拌(2000r/min)混合成透明膠體，制成混合助劑溶液；2)在高速攪拌下，將150g的鈦白粉和100g表面疏水改性礦物材料逐步加入上述混合助劑溶液中，攪拌分散25min，倒入砂磨機(jī)，研磨20min，得到粘稠漆漿；3)將漆漿過(guò)80目篩返回到攪拌桶中，逐步加入100g美國(guó)3M公司產(chǎn)K1型空心玻璃微珠，高速分散20min后，降低攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)漿；4)在攪拌速度為300r/min的轉(zhuǎn)速下，補(bǔ)加1.0mL消泡劑1和1.0mL消泡劑2，純丙乳液300mL，成膜助劑Texanl 15mL，丙二醇苯醚8mL，攪拌10min后，加入5mL流平劑和6mL增稠劑，攪拌均勻后，用少量水和增稠劑調(diào)整涂料的粘稠度到60-80秒；5)將調(diào)整好的乳膠漆涂料過(guò)80目篩后，計(jì)量灌裝于包裝桶中，在室溫條件下密封保存即得成品。
產(chǎn)品的具體性能指標(biāo)如下?tīng)顟B(tài)無(wú)硬塊，攪拌后成均勻狀態(tài)；涂膜外觀白色，外觀正常；施工性涂刷2道無(wú)障礙；固含量≥45％；干燥時(shí)間(表干)≤2h；耐水性96h無(wú)異常；耐堿性48h無(wú)異常；耐溫變性5次循環(huán)無(wú)異常；耐老化(400h)粉化1級(jí)，變色1級(jí)；可見(jiàn)光反射率≥90％，紅外反射率≥5％；耐刷洗次數(shù)＞4000次；白度94；接觸角85°；導(dǎo)熱系數(shù)/[W/(m·K)]0.040。
效果實(shí)驗(yàn)將所得涂料分兩次涂刷于厚度為3mm的玻璃載體板上，干燥后，制得測(cè)試樣品板。涂料的涂刷量為159g/m2干涂料；涂層規(guī)格為30.0×30.0cm的正方形。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，用100瓦紅外燈照射樣品板，測(cè)試其涂層上表面和載體板下表面(涂層兩面)的溫度，測(cè)試時(shí)間60min。在紅外燈照射10min后，涂層兩側(cè)的溫差均超過(guò)7.0℃，當(dāng)涂層表面照射溫度為40℃時(shí)，涂層的溫差可達(dá)7.9℃。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，紅外燈照射約17min時(shí)，涂層兩側(cè)的溫差最大可達(dá)7.6℃。紅外燈照射20min后，涂層表面的溫度上升速度趨緩，溫度值最高為55.4℃；此時(shí)涂料兩側(cè)的溫差仍然維持在7℃。由于該涂料表面溫度上升緩慢，且最高溫度也低于普通涂料，可見(jiàn)該涂料具有優(yōu)異的隔熱性能。
權(quán)利要求
1.一種隔熱涂料，其質(zhì)量百分比配方是A組分 75～90％；B組分 5～20％；C組分 5～20％；各組分之和為100％，所述的A組分包括占其總量的乳液 35～60％；乳膠漆助劑5～30％；鈦白粉15～40％；水20～45％，所述的乳液為純丙乳液或硅丙乳液；所述的乳膠漆助劑是指分散劑、消泡劑、抗凍劑、pH調(diào)節(jié)劑、成膜劑和增稠劑，每種助劑的加入量為其占助劑總量的比例是分散劑、消泡劑、pH調(diào)節(jié)劑、增稠劑各5～15％，抗凍劑和成膜劑各35～45％；所述的水為去離子水或蒸餾水；所述B組分為表面疏水改性礦物材料，所述礦物材料是粘土礦物、碳酸鹽或硫酸鹽中的一種或幾種；所述粘土礦物指指凹凸棒石、海泡石、煅燒高嶺土、硅灰石、滑石粉、云母粉中的一種或幾種；所述碳酸鹽是指碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鍶中的一種或幾種；所述硫酸鹽是指重晶石；所述C組分為硅酸鹽復(fù)合絕熱材料，是指人造的空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠或者火電廠粉煤灰中的漂珠中的一種或幾種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔熱涂料，其特征在于所述的乳膠漆助劑還包括不超過(guò)10％所述其他助劑總量的潤(rùn)濕劑、殺菌劑和流平劑，加入量為潤(rùn)濕劑4～5％；殺菌劑1～2％和流平劑4～5％。
3.一種隔熱涂料的制備方法，該制備方法包括以下工藝步驟1).配料的改性處理(1)將權(quán)利要求1隔熱涂料配方所述B組分的礦物材料按比例混合后，在120～150℃的烘干設(shè)備中動(dòng)態(tài)干燥1-3h，除去水分；(2)加入混合礦物材料質(zhì)量百分?jǐn)?shù)0.5～5％的偶聯(lián)劑，混勻，高能球磨機(jī)或氣流磨進(jìn)行超細(xì)粉碎和表面疏水改性40～60min，風(fēng)力分選分級(jí)，粗粒返回繼續(xù)研磨，即可得到平均粒徑D90小于5μm的表面疏水改性礦物材料；所述的偶聯(lián)劑是指硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種；2).隔熱涂料的制備(1)按權(quán)利要求1所述隔熱涂料配方比例，把A組分中的水和乳膠漆助劑中的分散劑、消泡劑、抗凍劑和pH調(diào)節(jié)劑，分別加入到高速攪拌桶中，混合攪拌，制成透明膠體混合助劑溶液；(2)在上述混合助劑溶液中逐步加入所述配方比例的鈦白粉和B組分，以線速度15m/min以上的高速攪拌分散25～30min；(3)在攪拌桶中加入所述配方比例的C組分，高速攪拌，分散15～20min后，降低攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為5m/min時(shí)，進(jìn)行調(diào)漿；(4)在攪拌槳線速度為3～8m/min時(shí)，補(bǔ)加A組分中的消泡劑，然后加入A組分中所述比例的乳液、成膜劑和增稠劑，攪拌約20min，并再一次加少量水和增稠劑，調(diào)整涂料粘稠度到粘稠度杯法的60-80秒鐘；(5)將調(diào)整好的乳膠漆涂料過(guò)60～80目振動(dòng)篩后出料，計(jì)量灌裝于包裝桶中，于室溫條件下密封包裝即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隔熱涂料的制備方法，其特征在于在所述的2)隔熱涂料的制備中的第(2)步結(jié)束后，把所得的混合助劑溶液再放入砂磨機(jī)或膠體磨中研磨15～20min，得到漆漿，然后返回到攪拌桶中，繼續(xù)下面工序。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隔熱涂料的制備方法，其特征在于在所述C組分表面改性方法是，在密閉攪拌罐中加入所述配方選用的硅酸鹽復(fù)合絕熱材料，混合均勻后，加入其質(zhì)量百分?jǐn)?shù)0.2～3％的硅烷偶聯(lián)劑，以不低于15m/min的線速度高速攪拌20～30min后出料，即可制成表面疏水改性的硅酸鹽復(fù)合絕熱材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求3、4或5所述的隔熱涂料的制備方法，其特征在于所述表面改性處理方法中使用的偶聯(lián)劑包括1)硅烷偶聯(lián)劑的產(chǎn)品牌號(hào)為ZH-1301，ZH-1304，SG-Si900，KH-560或KH-845-4中的一種；2)鈦酸酯偶聯(lián)劑使用的產(chǎn)品牌號(hào)為NDZ-131，NDZ-401或KR-41B中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求3、4或5所述的隔熱涂料的制備方法，其特征在于所述2).隔熱涂料的制備過(guò)程(1)中，還加入權(quán)利要求2所述比例的潤(rùn)濕劑、殺菌劑；在所述2).隔熱涂料的制備過(guò)程(4)中，還加入權(quán)利要求2所述比例的流平劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的隔熱涂料的制備方法，其特征在于所述2).隔熱涂料的制備過(guò)程(1)中，還加入權(quán)利要求2所述比例的潤(rùn)濕劑、殺菌劑；在所述2).隔熱涂料的制備過(guò)程(4)中，還加入權(quán)利要求2所述比例的流平劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種隔熱涂料及其制備方法。該涂料的質(zhì)量百分比配方是A組分75～90％；B組分5～20％；C組分5～20％；A組分包括占其總量的乳液35～60％；乳膠漆助劑5～30％；鈦白粉15～40％；水20～45％；B組分為表面疏水改性礦物材料；C組分為硅酸鹽復(fù)合絕熱材料；該制備方法包括配料的改性處理和隔熱涂料的制備兩個(gè)主要工藝過(guò)程。本發(fā)明涂料具有紅外線高反射率，隔熱效果好，性能穩(wěn)定，成本低廉，使用方便，不破壞環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)；該制備方法工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，便于工業(yè)推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)C09D5/18GK1916092SQ200610015610
公開(kāi)日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2006年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月8日
發(fā)明者湯慶國(guó), 梁金生, 梁廣川, 王菲 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)