本發(fā)明屬于紅外反射隔熱凃料
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是一種太陽輻射反射率高、隔熱性能好且環(huán)境友好的基于鋁復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主要有三種：隔絕傳導型隔熱涂料、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對太陽光的反射，在滿足其裝飾性能的同時，又減少建筑對太陽熱輻射的吸收，有效阻止熱傳導，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。太陽輻射光譜按波長不同通?？煞譃槿齻€部分，其中紫外光部分的波長范圍為295-400nm，約占地球接收到的太陽總能量的5％；可見光部分的波長范圍為400-720nm，能量約占太陽總輻射能的43％；紅外部分光的波長范圍為720-2500nm，所包含的能量約占太陽輻射能量的52％?？梢娞枱彷椛涞哪芰恐饕性诳梢姽夂图t外部分，因此制備具有較高熱反射效率的涂料，在滿足可見光顏色的基礎上，必須提高它在紅外光部分的反射能力。目前，市場上的反射型隔熱涂料大多為單一的白色或淺色色調(diào)，主要應用于建筑外墻或屋頂，這帶來了白光污染，并存在耐污性差的問題，且難以滿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、鈷等對環(huán)境和人體健康有害的重金屬元素。同時由這些顏料組成的反射隔熱涂料在紅外波段的太陽光反射率并不是很高，因此對降低建筑的外表面溫度和室內(nèi)環(huán)境溫度以達到降低制冷能耗的效果并不明顯。因此，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：顏色單一，含有重金屬元素，隔熱性能差。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種基于鋁復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合物的紅外反射隔熱涂料的制備方法。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種基于鋁復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：依次進行云母預處理、二氧化鈦-云母復合物制備、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，過濾、水洗、干燥后備用；(12)二氧化鈦-云母復合物制備：將預處理后的云母配成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的化學計量比溶解到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-云母的復合物的質(zhì)量比，緩慢加入到由上述二氧化鈦-云母復合物配制的10wt.％的水懸浮液中，加入過程保持在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℃，煅燒時間為2-3h。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點為：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，滿足了人們對多彩性建筑的審美需求；2、環(huán)境友好：與市場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，對環(huán)境和人體健康無害；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光在紅外波段輻射能量，因此本專利基于鋁復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℃，達到降低制冷能耗，節(jié)能環(huán)保的目的。下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細描述。具體實施方式為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，下面以具體實施例詳細說明本發(fā)明物質(zhì)及方法。實施例中，成膜物質(zhì)為丙烯酸樹脂，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。實施例中所用到的原材料均為市售。實施例及對比例的配比如表1所示。表1基于鋁復合物的紅外反射隔熱涂料配比表實施例1：首先，制備橙色紅外反射顏料(bife1-xalxo3-二氧化鈦-云母復合物,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，過濾、水洗、干燥后備用；(2)二氧化鈦-云母復合物制備：取4.23g預處理后的云母配成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計量比(bife1-xalxo3,x＝0)分別取4.85g和4.04g溶解到90ml5wt.％的硝酸水溶液中，同時按配比分別稱取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-云母復合物的質(zhì)量比，緩慢加入到由上述二氧化鈦-云母復合物配制的10wt.％的水懸浮液中，加入過程保持在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。其余各實施例的制備過程與實施例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，得到對比例中的隔熱涂料。為檢驗本發(fā)明基于鋁復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準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。最后對由實施例與對比例近制成的紅外反射板進行比較試驗。測試儀器包括：近紅外燈(br125irred,250w)和數(shù)字溫度計(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×寬×高為80mm×80mm×120mm，在箱體的一面開孔固定溫度計探頭，探頭位于箱體中心，具體操作如下：將各實施例與相應對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相距150mm。打開穩(wěn)壓電源，60min后兩個箱體內(nèi)部的空氣溫度基本穩(wěn)定，數(shù)字溫度計數(shù)值基本不變。計算兩箱體內(nèi)部的溫度差值，其中溫度差＝實施例箱體的內(nèi)部溫度-對比例箱體的內(nèi)部溫度。結(jié)果如表3所示。表3實施例與對比例之間的箱體內(nèi)部溫差表實施例12345溫度差(℃)-2.8-2.6-2.2-2.2-2.1由表3的測試結(jié)果可以看出，本發(fā)明各實施例對應的箱體內(nèi)部溫度，均低于對比例對應的箱體內(nèi)部溫度，相差分別為-2.8℃、-2.6℃、-2.2℃、-2.2℃、-2.1℃。本發(fā)明基于鋁復合物的紅外反射隔熱涂料及其制備方法,顏色鮮艷，滿足了人們對多彩性建筑的審美需求；而且顏料不含重金屬元素，對環(huán)境和人體健康無害；同時隔熱性能好，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光在紅外波段輻射能量，阻隔太陽熱能向建筑物內(nèi)部的傳遞，降低室內(nèi)溫度，達到降低制冷能耗，節(jié)能環(huán)保的目的。當前第1頁12