本發(fā)明涉及隔熱納米粉末涂料領(lǐng)域，具體涉及用于鋁合金型材的納米隔熱粉末涂料。
背景技術(shù)：
粉末涂料廣泛應(yīng)用于金屬材料的表面涂裝，由于金屬具有良好的熱傳導(dǎo)性，所以一般金屬工件通過粉末涂裝難以達(dá)到保溫性能和隔熱性能的要求，這限制了粉末涂料在一些特定領(lǐng)域的應(yīng)用。
例如市場上主流的隔熱鋁型材，斷橋鋁型材兩面為鋁材，中間用塑料型材腔體做斷熱材料。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，兼顧了塑料和鋁合金兩種材料的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)滿足裝飾效果和門窗強(qiáng)度及耐老性能的多種要求。該方法確實(shí)能降低熱量傳導(dǎo)，但同時(shí)生產(chǎn)過程復(fù)雜，需要兩種形狀的鋁型材，各自粉末噴涂后，再通過特殊的設(shè)備在這兩種鋁型材中間穿注入塑料條才完成；由于工件形狀復(fù)雜，鋁型材加工成門窗，以及門窗安裝到建筑物上時(shí)，比普通門窗的難度要高；使用一段時(shí)間后，由于塑料條老化形變，門窗的密閉性能變差。
因此，研究出既可以達(dá)到斷橋鋁型材的隔熱節(jié)能效果，而且只需要粉末噴涂環(huán)節(jié)，使鋁型材的生產(chǎn)簡單、門窗的加工和安裝簡單方便，不存在使用久了門窗密閉性能變差的缺陷的納米隔熱粉末涂料具有重要意義。
本發(fā)明旨在通過涂裝隔熱型粉末涂料，降低工件的導(dǎo)熱系數(shù)，從而達(dá)到保溫和隔熱的效果，在鋁型材制造和使用環(huán)節(jié)節(jié)省較大的加工成本，而斷橋隔熱鋁型材目前占中國門窗鋁型材總體市場的10％份額，因此本發(fā)明具有巨大市場價(jià)值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于提供一種用于鋁合金型材的納米改性隔熱粉末涂料及其制備方法，應(yīng)用該隔熱粉末涂料的普通鋁合金型材，僅靠涂覆粉末涂料即可達(dá)到隔熱節(jié)能效果。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
一種用于鋁合金型材的納米改性隔熱粉末涂料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括如下組分
進(jìn)一步地，所述成膜劑包括環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂中的一種或兩種。
進(jìn)一步地，所述固化劑包括雙氰胺類、脂肪胺類、芳香胺類、咪唑類、多元羧酸類和烏洛托品固化劑中的一種以上。
進(jìn)一步地，所述流平劑包括醋酸纖維素、聚丙烯酸酯、含硅丙烯酸酯、聚乙烯醇縮丁醛和環(huán)氧大豆油中的一種以上。
進(jìn)一步地，所述改性納米材料為用硅烷偶聯(lián)劑改性過的硅溶膠、鋁溶膠或硅溶膠和鋁溶膠的混合溶膠，改性過程中，硅烷偶聯(lián)劑在室溫下加入溶膠中，添加量為溶膠質(zhì)量的0.05-15％。
更進(jìn)一步地，所述的硅烷偶聯(lián)劑為γ-胺丙基三乙氧基硅烷、γ-胺丙基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷中的一種以上。
進(jìn)一步地，所述的填料是鈦白粉、高嶺土、硫酸鋇、云母粉、硅藻土和滑石粉中的一種或數(shù)種。
上述任一項(xiàng)所述一種用于鋁合金型材的納米改性隔熱粉末涂料的制備方法，包括如下步驟：
按所述質(zhì)量份，將所述成膜劑、固化劑、流平劑、改性納米材料和填料加入高速混合機(jī)中充分混合均勻，并抽真空脫揮發(fā)分后，送入擠出機(jī)中擠出成型；出料后通過冷卻輥筒壓片冷卻至室溫，在粉碎篩分并收集200目以上粉末，得到所述用于鋁合金型材的納米改性隔熱粉末涂料。
進(jìn)一步地，所述擠出機(jī)進(jìn)料段溫度為90～120℃，出料段溫度為100～130℃。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
(1)本發(fā)明的用于鋁合金型材的納米改性隔熱粉末涂料可達(dá)到斷橋鋁型材的隔熱節(jié)能效果，而且只需要粉末噴涂環(huán)節(jié)，使鋁型材的生產(chǎn)簡單、門窗的加工和安裝簡單方便；
(2)本發(fā)明涂料不存在使用久了門窗密閉性能變差的缺陷；而現(xiàn)有技術(shù)中添加的空心微珠組分，在南方濕度較高地區(qū)，空心微珠內(nèi)部隨著使用時(shí)間延長，水汽侵蝕進(jìn)入微珠內(nèi)部，會(huì)使涂料的隔熱性能逐漸變差；
(3)本發(fā)明的用于鋁合金型材的納米改性隔熱粉末涂料，在鋁型材制造和使用環(huán)節(jié)節(jié)省較大的加工成本，降低工件的導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到0.08～0.12W/m·k，熱導(dǎo)率下降明顯，市場前景廣闊。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明不限于下述實(shí)施例。
實(shí)施例1
一種用于鋁合金型材的納米改性隔熱粉末涂料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括如下組分：
改性復(fù)合硅鋁溶膠為將γ-胺丙基三乙氧基硅烷添加進(jìn)杜邦LUDOX CL-X復(fù)合型硅鋁溶膠中，室溫下攪拌均勻制備得到，γ-胺丙基三乙氧基硅烷與杜邦LUDOX CL-X復(fù)合型硅鋁溶膠質(zhì)量比0.05:100。
制備上述納米改性隔熱粉末涂料，步驟如下：
按所述質(zhì)量份，將所述成膜劑、固化劑、流平劑、改性納米材料和填料加入高速混合機(jī)中充分混合均勻，并抽真空脫揮發(fā)分后，再送入擠出機(jī)中擠出成型，擠出機(jī)進(jìn)料段溫度為90℃，出料段溫度為100℃；出料后通過冷卻輥筒壓片冷卻至室溫，在粉碎篩分并收集200目以上粉末，得到所述納米改性隔熱粉末涂料。
實(shí)施例2
一種用于鋁合金型材的納米改性隔熱粉末涂料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括如下組分：
改性復(fù)合硅鋁溶膠為將γ-縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷添加進(jìn)杜邦LUDOX TM-50型鋁溶膠中，室溫下攪拌均勻制備得到，γ-縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷與杜邦LUDOX TM-50型鋁溶膠的質(zhì)量比5:100。
制備上述納米改性隔熱粉末涂料，步驟如下：
按所述質(zhì)量份，將所述成膜劑、固化劑、流平劑、改性納米材料和填料加入高速混合機(jī)中充分混合均勻，并抽真空脫揮發(fā)分后，再送入擠出機(jī)中擠出成型，擠出機(jī)進(jìn)料段溫度為120℃，出料段溫度為130℃；出料后通過冷卻輥筒壓片冷卻至室溫，在粉碎篩分并收集200目以上粉末，得到所述納米改性隔熱粉末涂料。
實(shí)施例3
一種用于鋁合金型材的納米改性隔熱粉末涂料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括如下組分：
改性復(fù)合硅鋁溶膠為將γ-胺丙基三乙氧基硅烷添加進(jìn)杜邦LUDOX CL-X復(fù)合型硅鋁溶膠中，室溫下攪拌均勻制備得到，γ-胺丙基三乙氧基硅烷與杜邦LUDOX CL-X復(fù)合型硅鋁溶膠質(zhì)量比15:100。
制備上述納米改性隔熱粉末涂料，步驟如下：
按所述質(zhì)量份，將所述成膜劑、固化劑、流平劑、改性納米材料和填料加入高速混合機(jī)中充分混合均勻，并抽真空脫揮發(fā)分后，再送入擠出機(jī)中擠出成型，擠出機(jī)進(jìn)料段溫度為100℃，出料段溫度為110℃；出料后通過冷卻輥筒壓片冷卻至室溫，在粉碎篩分并收集200目以上粉末，得到所述納米改性隔熱粉末涂料。
實(shí)施例4
一種用于鋁合金型材的納米改性隔熱粉末涂料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括如下組分：
改性復(fù)合硅鋁溶膠為將γ-縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷添加進(jìn)杜邦LUDOX TM-50型鋁溶膠中，室溫下攪拌均勻制備得到，γ-縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷與杜邦LUDOX TM-50型鋁溶膠的質(zhì)量比5:100。
制備上述納米改性隔熱粉末涂料，步驟如下：
按所述質(zhì)量份，將所述成膜劑、固化劑、流平劑、改性納米材料和填料加入高速混合機(jī)中充分混合均勻，并抽真空脫揮發(fā)分后，再送入擠出機(jī)中擠出成型，擠出機(jī)進(jìn)料段溫度為110℃，出料段溫度為120℃；出料后通過冷卻輥筒壓片冷卻至室溫，在粉碎篩分并收集200目以上粉末，得到所述納米改性隔熱粉末涂料。
實(shí)施例5
一種用于鋁合金型材的納米改性隔熱粉末涂料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括如下組分：
改性復(fù)合硅鋁溶膠為將γ-胺丙基三乙氧基硅烷添加進(jìn)杜邦LUDOX CL-X復(fù)合型硅鋁溶膠中，室溫下攪拌均勻制備得到，γ-胺丙基三乙氧基硅烷與杜邦LUDOX CL-X復(fù)合型硅鋁溶膠質(zhì)量比6:100。
制備上述納米改性隔熱粉末涂料，步驟如下：
按所述質(zhì)量份，將所述成膜劑、固化劑、流平劑、改性納米材料和填料加入高速混合機(jī)中充分混合均勻，并抽真空脫揮發(fā)分后再送入擠出機(jī)中擠出成型，擠出機(jī)進(jìn)料段溫度為105℃，出料段溫度為115℃；出料后通過冷卻輥筒壓片冷卻至室溫，在粉碎篩分并收集200目以上粉末，得到所述納米改性隔熱粉末涂料。
實(shí)施例6
一種用于鋁合金型材的納米改性隔熱粉末涂料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括如下組分：
改性復(fù)合硅鋁溶膠為將γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷添加進(jìn)杜邦LUDOX TM-50型鋁溶膠中，室溫下攪拌均勻制備得到，γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷與杜邦LUDOX TM-50型鋁溶膠質(zhì)量比3:100。
制備上述納米改性隔熱粉末涂料，步驟如下：
按所述質(zhì)量份，將所述成膜劑、固化劑、流平劑、改性納米材料和填料加入高速混合機(jī)中充分混合均勻，并抽真空脫揮發(fā)分后，再送入擠出機(jī)中擠出成型，擠出機(jī)進(jìn)料段溫度為105℃，出料段溫度為115℃；出料后通過冷卻輥筒壓片冷卻至室溫，在粉碎篩分并收集200目以上粉末，得到所述納米改性隔熱粉末涂料。
實(shí)施例7
一種用于鋁合金型材的納米改性隔熱粉末涂料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括如下組分：
改性復(fù)合硅鋁溶膠為將γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-胺丙基三甲氧基硅烷添加進(jìn)杜邦LUDOX TM-50型鋁溶膠中，室溫下攪拌均勻制備得到，γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-胺丙基三甲氧基硅烷和杜邦LUDOX TM-50型鋁溶膠的質(zhì)量比1:1:100。
制備上述納米改性隔熱粉末涂料，步驟如下：
按所述質(zhì)量份，將所述成膜劑、固化劑、流平劑、改性納米材料和填料加入高速混合機(jī)中充分混合均勻，并抽真空脫揮發(fā)分后再送入擠出機(jī)中擠出成型，擠出機(jī)進(jìn)料段溫度為120℃，出料段溫度為130℃；出料后通過冷卻輥筒壓片冷卻至室溫，在粉碎篩分并收集200目以上粉末，得到所述納米改性隔熱粉末涂料。
對(duì)比例1
隔熱粉末涂料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括如下組分：
制備上述隔熱粉末涂料，步驟如下：
將所述成膜劑、固化劑、流平劑和填料加入高速混合機(jī)中充分混合均勻，并抽真空脫揮發(fā)分后，再送入擠出機(jī)中擠出成型，擠出機(jī)進(jìn)料段溫度為90℃，出料段溫度為100℃；出料后通過冷卻輥筒壓片冷卻至室溫，在粉碎篩分并收集200目以上粉末，得到所述隔熱粉末涂料。
對(duì)比例2
隔熱粉末涂料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括如下組分：
制備上述隔熱粉末涂料，步驟如下：
將所述成膜劑、固化劑、流平劑和填料加入高速混合機(jī)中充分混合均勻，并抽真空脫揮發(fā)分后，再送入擠出機(jī)中擠出成型，擠出機(jī)進(jìn)料段溫度為120℃，出料段溫度為130℃；出料后通過冷卻輥筒壓片冷卻至室溫，在粉碎篩分并收集200目以上粉末，得到所述隔熱粉末涂料。
試樣的制備和測試：
采用日本昭和電工QTM-D2快速熱傳導(dǎo)測定儀測量試樣的熱導(dǎo)率。
試樣制備：將粉末涂料放置于尺寸為100×50×7mm的模具中進(jìn)行固化，固化條件150℃/1h、180℃/1h，得到對(duì)應(yīng)尺寸的試樣；固化后于室溫下放置24小時(shí)后，進(jìn)行熱導(dǎo)率測試。
試樣測試結(jié)果如表1所示。
表1實(shí)施例1～7和對(duì)比例1～2制得的隔熱粉末涂料導(dǎo)熱率
由表1可知，本實(shí)施例通過添加納米改性材料，制備得到用于鋁合金型材的納米改性隔熱粉末涂料，顯著降低了粉末涂料的導(dǎo)熱率；通過測試過程的簡單制樣得到試樣的導(dǎo)熱率低，可知本實(shí)施例的納米改性隔熱粉末涂料只需要采用粉末噴涂環(huán)節(jié)，即可達(dá)到斷橋鋁型材的隔熱節(jié)能效果，使鋁型材的生產(chǎn)簡單、門窗的加工和安裝簡單方便。