本發(fā)明涉及涂料，具體涉及一種耐磨隔熱涂料及其制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著能源需求量的大幅增加，通過改善建筑外立面隔熱降溫性能、降低能耗、減少排放來實現(xiàn)建筑節(jié)能具有重要意義。目前，建筑外墻的隔熱降溫普遍采用涂覆反射隔熱涂料的方式，該方式能夠有效降低建筑能耗。隔熱涂料按隔熱方式不同可分為輻射型、反射型、阻隔型，主要由填料、成膜物質(zhì)、溶劑、助劑等組成，其中填料起關(guān)鍵功能性作用。

2、然而，單獨的紅外反射涂料雖然會降低基材對太陽光中紅外線的吸收進而降低溫度，但基材內(nèi)部與外部的熱傳導(dǎo)也會導(dǎo)致建筑內(nèi)部溫度的提高。為顯著提升涂層隔熱效果，通常需要將具有紅外反射功能的涂料與具有熱量阻隔功能的填料復(fù)合使用，其中包括具有高紅外反射率的二氧化鈦或二氧化鋯，以及具有低導(dǎo)熱系數(shù)的空心玻璃微球或氣相二氧化硅作為功能填料，但是空心玻璃微球或氣相二氧化硅的引入會減弱二氧化鈦或二氧化鋯的紅外反射效果。

3、因此，如何在保持高紅外反射率的同時降低涂層的導(dǎo)熱系數(shù)，同時實現(xiàn)無機填料的均勻分散及其與有機樹脂的強相互作用是制備高性能隔熱涂料的關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種耐磨隔熱涂料及其制備方法及應(yīng)用，將表面修飾后的二氧化鈦空心微球作為填料，并與氟化環(huán)氧樹脂復(fù)合制備高性能的隔熱涂料，同時還能提高其耐磨性。

2、本發(fā)明保護一種耐磨隔熱涂料，由適量的表面修飾后的二氧化鈦空心微球、氟化環(huán)氧樹脂和助劑混合制備而成；具體為在劇烈攪拌下將一定量的表面修飾后的二氧化鈦空心微球加入到氟化環(huán)氧樹脂中，使得二氧化鈦微球均勻分散，隨后加入助劑，即得耐磨隔熱涂料，其中助劑包括流平劑、抗氧劑、抗紫外老化劑。

3、本發(fā)明還保護上述耐磨隔熱涂料的制備方法，包括：

4、步驟1，二氧化鈦空心微球的制備；

5、步驟2，二氧化鈦微球的表面修飾；

6、步驟3，氟化環(huán)氧樹脂的制備；

7、步驟4，高速分散混合，制備耐磨隔熱涂料，其中表面修飾后的二氧化鈦空心微球與氟化環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為(15~45):(80~120)，在高速分散機的分散速度4000~7000?rpm條件下，分散時間為0.5~2?h。

8、具體的，步驟1具體操作為：

9、配置濃度0.3~0.8?mol/l的葡萄糖溶液加入到高壓反應(yīng)釜中，隨后在高溫烘箱中在170~200℃溫度下反應(yīng)10~18?h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，分別用水和乙醇洗滌數(shù)次，然后放置在真空干燥箱中干燥，干燥后得產(chǎn)物充分研磨后得到碳微球；

10、在高壓反應(yīng)釜中加入一定量的無水乙醇，在攪拌下緩慢滴加一定量的二氧化鈦前驅(qū)體以及制備得到的碳微球，其中二氧化鈦前驅(qū)體和乙醇溶劑的質(zhì)量比為(3~12):(80~120)，隨后進行水熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度為200~230℃，反應(yīng)時間為18~24?h；

11、將所得產(chǎn)物進行充分干燥后研磨，最后在管式爐中煅燒除去內(nèi)核，研磨后即得到二氧化鈦空心微球。

12、具體的，步驟2具體操作為：

13、將二氧化鈦空心微球加入到適量的水和無水乙醇的混合溶劑中，其中混合溶劑中水和乙醇的質(zhì)量比為（70~95）:（3~40），二氧化鈦空心微球與混合溶劑的質(zhì)量比為（1~3）:（10~100）；

14、超聲分散10~30min后，加入含有氨基官能團的硅烷偶聯(lián)劑，將所得分散液在30~60℃溫度下攪拌反應(yīng)6~24h，其中二氧化鈦空心微球與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為（5~30）:（0.5~2），最后通過離心、干燥、研磨即得到表面含有反應(yīng)官能團的二氧化鈦空心微球。

15、其中，硅烷偶聯(lián)劑優(yōu)選γ-氨丙基三乙氧基硅烷kh-550、γ-巰丙基三甲氧基硅烷kh-590、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷kh-560中的一種或多種的混合。

16、具體的，步驟3的具體操作為：

17、將甲基丙烯酸三氟乙酯tfema、雙(羧甲基)三硫代碳酸酯、偶氮二異丁腈aibn加入到四氫呋喃thf溶劑中，其中tfema和雙(羧甲基)三硫代碳酸酯的質(zhì)量比為(4~8):(0.5~1.5)，雙(羧甲基)三硫代碳酸酯和aibn的質(zhì)量比為(10~40):(0.5~7)；

18、溶解后在氮氣保護下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)溫度60~70℃，反應(yīng)時間為12~24?h，反應(yīng)結(jié)束后所得溶液在正己烷中沉淀洗滌、抽濾，產(chǎn)物在40~90℃溫度下真空干燥8~24?h，得雙羧基封端聚甲基丙烯酸三氟乙酯，記為hooc-ptfema-cooh；

19、將hooc-ptfema-cooh、環(huán)氧氯丙烷、催化劑加入到裝有四氫呋喃的單口燒瓶中，室溫攪拌均勻后除去體系中的空氣，然后在氮氣保護下加熱反應(yīng)，其中hooc-ptfema-cooh和環(huán)氧氯丙烷質(zhì)量比為(5~10):(0.5~2)；反應(yīng)結(jié)束后水洗，最后減壓蒸餾除去水和過量的環(huán)氧氯丙烷，將所得產(chǎn)物溶于醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯的混合溶劑，即得到氟化環(huán)氧樹脂。

20、本發(fā)明使用端二羧基含氟化合物對環(huán)氧樹脂進行改性，得到一種新型含氟環(huán)氧樹脂，能夠更好地提高涂層的耐候性和使用壽命。

21、本發(fā)明還保護一種隔熱涂層，將固化劑和稀釋劑按一定比例加入到上述耐磨隔熱涂料中，攪拌均勻后利用輥涂或噴涂方式涂覆在基材表面，固化后即得隔熱涂層。

22、本發(fā)明利于含有氨基官能團的硅烷偶聯(lián)劑對二氧化鈦空心微球進行表面修飾后作為填料，并與氟化環(huán)氧樹脂復(fù)合制備高性能的耐磨隔熱涂料，主要應(yīng)用于建筑及戶外機柜外表面，實現(xiàn)節(jié)能降溫的效果。利用二氧化鈦的本征高紅外反射率及空心結(jié)構(gòu)，在不影響其紅外反射率的前提下同時實現(xiàn)低熱傳導(dǎo)，減少基材表面熱量的聚集，實現(xiàn)高效的隔熱節(jié)能效果；此外，利用硅烷偶聯(lián)劑對二氧化鈦空心微球的改性不但能夠改善無機填料的分散性，提高填料和氟化環(huán)氧樹脂的相容性，而且填料表面的活性基團能夠與氟化環(huán)氧樹脂或固化劑間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成共價鍵連接，進而提高涂層的耐磨性等機械性能。

技術(shù)特征：

1.一種耐磨隔熱涂料，其特征在于，由表面修飾后的二氧化鈦空心微球、氟化環(huán)氧樹脂和助劑混合制備而成；具體為在劇烈攪拌下將表面修飾后的二氧化鈦空心微球加入到氟化環(huán)氧樹脂中，使得二氧化鈦微球均勻分散，隨后加入助劑，即得耐磨隔熱涂料，其中助劑包括流平劑、抗氧劑、抗紫外老化劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐磨隔熱涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐磨隔熱涂料的制備方法，其特征在于，步驟1具體操作為：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐磨隔熱涂料的制備方法，其特征在于，步驟2具體操作為：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐磨隔熱涂料的制備方法，其特征在于，硅烷偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷kh-550、γ-巰丙基三甲氧基硅烷kh-590、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷kh-560中的一種或多種的混合。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐磨隔熱涂料的制備方法，其特征在于，步驟3的具體操作為：

7.一種隔熱涂層，其特征在于，將固化劑和稀釋劑按比例加入到權(quán)利要求1所述的耐磨隔熱涂料中，攪拌均勻后利用輥涂或噴涂方式涂覆在基材表面，固化后即得隔熱涂層。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的隔熱涂層，其特征在于，固化劑為二乙烯三胺、四乙烯五胺、異佛爾酮二胺、間苯二胺中的一種或多種的混合。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的隔熱涂層，其特征在于，稀釋劑為丙二醇甲醚醋酸酯。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的隔熱涂層，其特征在于，固化劑和耐磨隔熱涂料的質(zhì)量比為(5~25):(80~120)，稀釋劑和耐磨隔熱涂料的質(zhì)量比為(15~35):(90~110)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種耐磨隔熱涂料及其制備方法與及應(yīng)用，涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，利于含有氨基官能團的硅烷偶聯(lián)劑對二氧化鈦空心微球進行表面修飾后作為填料，并與氟化環(huán)氧樹脂復(fù)合制備高性能的耐磨隔熱涂料，主要應(yīng)用于建筑及戶外機柜外表面，實現(xiàn)節(jié)能降溫的效果。利用二氧化鈦的本征高紅外反射率及空心結(jié)構(gòu)，在不影響其紅外反射率的前提下同時實現(xiàn)低熱傳導(dǎo)，減少基材表面熱量的聚集，實現(xiàn)高效的隔熱節(jié)能效果；此外，利用硅烷偶聯(lián)劑對二氧化鈦空心微球的改性不但能夠改善無機填料的分散性，提高填料和氟化環(huán)氧樹脂的相容性，而且填料表面的活性基團能夠與氟化環(huán)氧樹脂或固化劑間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成共價鍵連接，進而提高涂層的耐磨性等機械性能。

技術(shù)研發(fā)人員：王安,張澤元,馬佳晨
受保護的技術(shù)使用者：安徽中研電氣有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19