本發(fā)明屬于紅外反射隔熱凃料
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是一種太陽(yáng)輻射反射率高、隔熱性能好且環(huán)境友好的基于鋁復(fù)合物的紅外反射隔熱涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隔熱涂料按其特性原理分類(lèi)主要有三種：隔絕傳導(dǎo)型隔熱涂料、反射型隔熱涂料和輻射型隔熱涂料。其中反射型隔熱涂料主要由成膜物質(zhì)、紅外反射顏料、溶劑及助劑組成，其隔熱性能的好壞主要取決于紅外反射顏料的反射率。紅外反射隔熱涂料是一種新型的功能型涂料，將其涂刷在建筑物的外表面可增強(qiáng)對(duì)太陽(yáng)光的反射，在滿(mǎn)足其裝飾性能的同時(shí)，又減少建筑對(duì)太陽(yáng)熱輻射的吸收，有效阻止熱傳導(dǎo)，降低建筑的外表面溫度和室內(nèi)環(huán)境溫度，起到降低制冷能耗的作用。太陽(yáng)輻射光譜按波長(zhǎng)不同通?？煞譃槿齻€(gè)部分，其中紫外光部分的波長(zhǎng)范圍為295-400nm，約占地球接收到的太陽(yáng)總能量的5％；可見(jiàn)光部分的波長(zhǎng)范圍為400-720nm，能量約占太陽(yáng)總輻射能的43％；紅外部分光的波長(zhǎng)范圍為720-2500nm，所包含的能量約占太陽(yáng)輻射能量的52％?？梢?jiàn)太陽(yáng)熱輻射的能量主要集中在可見(jiàn)光和紅外部分，因此制備具有較高熱反射效率的涂料，在滿(mǎn)足可見(jiàn)光顏色的基礎(chǔ)上，必須提高它在紅外光部分的反射能力。目前，市場(chǎng)上的反射型隔熱涂料大多為單一的白色或淺色色調(diào)，主要應(yīng)用于建筑外墻或屋頂，這帶來(lái)了白光污染，并存在耐污性差的問(wèn)題，且難以滿(mǎn)足多彩性建筑的美觀要求。而彩色反射型隔熱涂料中所用的顏料通常含有鉻、鎘、鎳、鈷等對(duì)環(huán)境和人體健康有害的重金屬元素。同時(shí)由這些顏料組成的反射隔熱涂料在紅外波段的太陽(yáng)光反射率并不是很高，因此對(duì)降低建筑的外表面溫度和室內(nèi)環(huán)境溫度以達(dá)到降低制冷能耗的效果并不明顯。因此，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題是：顏色單一，含有重金屬元素，隔熱性能差。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種基于鋁復(fù)合物的紅外反射隔熱涂料，涂料顏色鮮艷、不含有毒有害元素、隔熱性能好、節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于鋁復(fù)合物的紅外反射隔熱涂料的制備方法。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種基于鋁復(fù)合物的紅外反射隔熱涂料，其組成及重量百分含量為：成膜物質(zhì)：52～62；橙色紅外反射顏料：20～26；溶劑：15.6～19.6；增稠劑：0.8～1.0；流平劑：0.8～1.0；分散劑：0.4～0.8；其中，所述橙色紅外反射顏料為bife1-xalxo3、二氧化鈦與云母組成的復(fù)合物，記為bife1-xalxo3-二氧化鈦-云母，式中，x＝0、0.1、0.2、0.3或0.4；bife1-xalxo3、二氧化鈦與云母的質(zhì)量比為(5～7)：1：9。優(yōu)選地，所述成膜物質(zhì)為丙烯酸樹(shù)脂。優(yōu)選地，所述溶劑為石油醚。優(yōu)選地，所述增稠劑為聚丙烯酸鈉。優(yōu)選地，所述流平劑為聚二甲基硅氧烷。優(yōu)選地，所述分散劑為十二烷基硫酸鈉。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明另一目的的技術(shù)解決方案為：一種基于鋁復(fù)合物的紅外反射隔熱涂料的制備方法，包括如下步驟：(10)制備橙色紅外反射顏料：依次進(jìn)行云母預(yù)處理、二氧化鈦-云母復(fù)合物制備、溶膠制備、干凝膠制備、煅燒，即可得到橙色紅外反射顏料；(20)混料：按配比，將成膜物質(zhì)、溶劑、增稠劑、流平劑及分散劑混合，攪拌均勻后，加入橙色紅外反射顏料，研磨使顏料充分分散，得到紅外反射隔熱涂料。優(yōu)選地，所述(10)制備橙色紅外反射顏料步驟包括：(11)云母預(yù)處理：將云母浸泡在1-5wt.％的鹽酸水溶液中，固液體積比為1：(10-15)，并在75～85℃水浴下攪拌40min，過(guò)濾、水洗、干燥后備用；(12)二氧化鈦-云母復(fù)合物制備：將預(yù)處理后的云母配成10wt.％的云母水懸浮液，在80～85℃水浴并攪拌下，根據(jù)二氧化鈦與云母的質(zhì)量比，緩慢加入3～5wt.％的四氯化鈦的乙醇溶液，用15～20wt.％的氨水調(diào)節(jié)懸浮液的ph值在6.5～7.5之間，加入完畢后持續(xù)80～85℃水浴并攪拌1-2h，過(guò)濾、水洗、干燥后備用；(13)溶膠制備：將五水合硝酸鉍、九水合硝酸鐵、九水合硝酸鋁按bife1-xalxo3式中，x＝0、0.1、0.2、0.3或0.4的化學(xué)計(jì)量比溶解到5-10wt.％的硝酸水溶液中，其中所加硝酸鹽總質(zhì)量與硝酸水溶液的質(zhì)量比為1:(9-12)，同時(shí)按配比加入一水合檸檬酸、丙烯酰胺和葡萄糖并溶解，攪拌30-40min,得到均勻的混合溶液，將該均勻的混合溶液，按bife1-xalxo3與二氧化鈦-云母的復(fù)合物的質(zhì)量比，緩慢加入到由上述二氧化鈦-云母復(fù)合物配制的10wt.％的水懸浮液中，加入過(guò)程保持在80℃水浴并攪拌，加入完畢后持續(xù)80℃水浴并攪拌3-5h，得到溶膠；(14)干凝膠制備：將上述溶膠放入烘箱中干燥，得到干凝膠；(15)煅燒：將干凝膠研磨后放入馬弗爐中煅燒，制得bife1-xalxo3-二氧化鈦-云母橙色紅外反射顏料，其中，x＝0、0.1、0.2、0.3或0.4。優(yōu)選地，所述(11)云母預(yù)處理步驟中，云母的平均粒徑為10-60μm。優(yōu)選地，所述(13)溶膠制備步驟中，一水合檸檬酸、丙烯酰胺、葡萄糖與混合溶液中硝酸鹽中的總金屬離子的摩爾質(zhì)量比為2：3：(1-1.2)：1，所述總金屬離子包括鉍離子、鐵離子和鋁離子。優(yōu)選地，所述(14)干凝膠制備步驟中，干燥溫度為100-110℃，干燥時(shí)間為10-13h。優(yōu)選地，所述(15)煅燒步驟中，煅燒溫度為550-650℃，煅燒時(shí)間為2-3h。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：1、顏色鮮艷：本發(fā)明制備的紅外反射顏料(bife1-xalxo3-二氧化鈦-云母復(fù)合物)，由于bife1-xalxo3原子內(nèi)或原子間的電子躍遷，使顏料呈現(xiàn)橙色，滿(mǎn)足了人們對(duì)多彩性建筑的審美需求；2、環(huán)境友好：與市場(chǎng)上相似顏色的顏料相比，本發(fā)明制備的紅外反射顏料不含重金屬元素，對(duì)環(huán)境和人體健康無(wú)害；3、隔熱性能好：本發(fā)明制備紅外反射隔熱涂料在紅外波段具有良好的反射性能，能更有效的反射太陽(yáng)光在紅外波段輻射能量，因此本專(zhuān)利基于鋁復(fù)合物的紅外反射隔熱涂料的制備方法，與現(xiàn)有隔熱涂料相比，可以更好的阻隔了太陽(yáng)熱能向建筑物內(nèi)部的傳遞，可降低室內(nèi)溫度2.1-2.8℃，達(dá)到降低制冷能耗，節(jié)能環(huán)保的目的。下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。具體實(shí)施方式為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面以具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明物質(zhì)及方法。實(shí)施例中，成膜物質(zhì)為丙烯酸樹(shù)脂，溶劑為石油醚，增稠劑為聚丙烯酸鈉，流平劑為聚二甲基硅氧烷，分散劑為十二烷基硫酸鈉。實(shí)施例中所用到的原材料均為市售。實(shí)施例及對(duì)比例的配比如表1所示。表1基于鋁復(fù)合物的紅外反射隔熱涂料配比表實(shí)施例1：首先，制備橙色紅外反射顏料(bife1-xalxo3-二氧化鈦-云母復(fù)合物,x＝0)，所用原料配比如表2所示，具體步驟如下：(1)云母預(yù)處理：將平均粒徑為30μm的云母浸泡在5wt.％的鹽酸水溶液中，固液體積比為1：12，并在80℃水浴下攪拌40min，過(guò)濾、水洗、干燥后備用；(2)二氧化鈦-云母復(fù)合物制備：取4.23g預(yù)處理后的云母配成10wt.％的云母水懸浮液，在80℃水浴并攪拌下，根據(jù)二氧化鈦與云母的質(zhì)量比，緩慢加入由1.12g四氯化鈦配成的4wt.％的四氯化鈦的乙醇溶液，用15wt.％的氨水調(diào)節(jié)懸浮液的ph值在7左右，加入完畢后持續(xù)80℃水浴并攪拌1.5h，過(guò)濾、水洗、干燥后備用；(3)溶膠制備：將五水合硝酸鉍和九水合硝酸鐵按一定的化學(xué)計(jì)量比(bife1-xalxo3,x＝0)分別取4.85g和4.04g溶解到90ml5wt.％的硝酸水溶液中，同時(shí)按配比分別稱(chēng)取8.41g、4.26g和4g的一水合檸檬酸、丙烯酰胺和葡萄糖加入上述溶液中，攪拌35min,得到均勻的混合溶液。將該均勻的混合溶液，按bife1-xalxo3與二氧化鈦-云母復(fù)合物的質(zhì)量比，緩慢加入到由上述二氧化鈦-云母復(fù)合物配制的10wt.％的水懸浮液中，加入過(guò)程保持在80℃水浴并攪拌，加入完畢后持續(xù)80℃水浴并攪拌4h左右，得到溶膠；(4)干凝膠制備：將上述溶膠放入105℃烘箱中干燥12h，得到干凝膠；(5)煅燒：將干凝膠研磨后放入馬弗爐中600℃煅燒3h，制得bifeo3-二氧化鈦-云母橙色紅外反射顏料。然后，混料：按表1所示的紅外反射隔熱涂料配比表，先將成膜物質(zhì)、溶劑、增稠劑、流平劑及分散劑混合攪拌均勻，再加入橙色紅外反射顏料(bifeo3-二氧化鈦-云母復(fù)合物)，研磨使顏料充分分散，得到紅外反射隔熱涂料。其余各實(shí)施例的制備過(guò)程與實(shí)施例1相同。表2制備橙色紅外反射顏料所用原料配比表對(duì)比例：按表1所示的紅外反射隔熱涂料配比表，先將成膜物質(zhì)、溶劑、增稠劑、流平劑及分散劑混合攪拌均勻，再加入市售的鎘黃顏料，研磨使顏料充分分散，得到對(duì)比例中的隔熱涂料。為檢驗(yàn)本發(fā)明基于鋁復(fù)合物的紅外反射隔熱涂料及其制備方法的紅外反射隔熱效果，將表1所述的各實(shí)施例的涂料和用相同的混料方法將市售的鎘黃顏料制成比例的涂料按標(biāo)準(zhǔn)jg/t23-2001均勻涂刷于水泥板(厚度約為2mm)上，涂刷層厚度為60μm，自然條件下放置7天晾干，制成紅外反射板。最后對(duì)由實(shí)施例與對(duì)比例近制成的紅外反射板進(jìn)行比較試驗(yàn)。測(cè)試儀器包括：近紅外燈(br125irred,250w)和數(shù)字溫度計(jì)(vc6801a)。裝置中箱體為中空，四面及底部為聚苯乙烯泡沫板，厚度為10mm，頂部為紅外反射板，箱體的長(zhǎng)×寬×高為80mm×80mm×120mm，在箱體的一面開(kāi)孔固定溫度計(jì)探頭，探頭位于箱體中心，具體操作如下：將各實(shí)施例與相應(yīng)對(duì)比例制成的紅外反射板分別放在箱體的上方，涂刷涂料的一面朝上，箱體的幾何中心在近紅外燈的正下方。兩箱體相鄰面相距200mm,近紅外燈底部與箱體頂部的紅外反射板的最高點(diǎn)相距150mm。打開(kāi)穩(wěn)壓電源，60min后兩個(gè)箱體內(nèi)部的空氣溫度基本穩(wěn)定，數(shù)字溫度計(jì)數(shù)值基本不變。計(jì)算兩箱體內(nèi)部的溫度差值，其中溫度差＝實(shí)施例箱體的內(nèi)部溫度-對(duì)比例箱體的內(nèi)部溫度。結(jié)果如表3所示。表3實(shí)施例與對(duì)比例之間的箱體內(nèi)部溫差表實(shí)施例12345溫度差(℃)-2.8-2.6-2.2-2.2-2.1由表3的測(cè)試結(jié)果可以看出，本發(fā)明各實(shí)施例對(duì)應(yīng)的箱體內(nèi)部溫度，均低于對(duì)比例對(duì)應(yīng)的箱體內(nèi)部溫度，相差分別為-2.8℃、-2.6℃、-2.2℃、-2.2℃、-2.1℃。本發(fā)明基于鋁復(fù)合物的紅外反射隔熱涂料及其制備方法,顏色鮮艷，滿(mǎn)足了人們對(duì)多彩性建筑的審美需求；而且顏料不含重金屬元素，對(duì)環(huán)境和人體健康無(wú)害；同時(shí)隔熱性能好，本發(fā)明制備紅外反射隔熱涂料在紅外波段具有良好的反射性能，能更有效的反射太陽(yáng)光在紅外波段輻射能量，阻隔太陽(yáng)熱能向建筑物內(nèi)部的傳遞，降低室內(nèi)溫度，達(dá)到降低制冷能耗，節(jié)能環(huán)保的目的。當(dāng)前第1頁(yè)12