CN101481583A - 水性耐沾污热反射相变隔热涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水性耐沾污热反射相变隔热涂料体系及其制备方法，该涂料体系由反射辐射面涂和相变隔热底涂组成。面涂主要包括：成膜物，热反射颜料，红外发射填料，空心玻璃微珠。其可见光反射率达95％，全波段反射率达87％，3－5μm的发射率0.92，8－13.5μm的发射率为0.93％。5次循环，耐沾污率10％。隔热底涂主要由成膜物，相变微珠、空心玻璃微珠、膨胀珍珠岩组成。底涂3mm+面涂60～80μm，其外表面温度降低15－20℃，背面温度降低8－15℃。

Description

水性耐沾污热反射相变隔热涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，是一种用于建筑外墙、油气储罐等外部设备的水性耐沾污热反射隔热涂料及其制备方法。

背景技术

地球受到太阳的照射每秒有1.765×10¹⁷J能量到达地球，给人类带来了光和热。但夏日的强烈辐射也给人们的生产、生活带来不利影响。建筑和户外设备降温使用的空调、冷气机、喷淋降温和电风扇等设备耗费了大量的能源。

目前我国建筑物绝大多数是高能耗非节能型建筑，现有的400亿平方米建筑大多数未达到节能标准。改造原有建筑或为新建建筑提供有效节能隔热技术和材料的方法目前主要有以下几种：建筑物表面加挂使用发泡聚苯乙烯板等，然后涂敷水泥砂浆层和外墙涂料；混凝土中掺入发泡聚苯乙烯或膨胀珍珠岩等中空隔热填料，使混凝土墙具有一定隔热效果；各种建筑外墙防热隔热涂料。

现有的专利技术文献当中，许多属于溶剂型涂料。如中国专利公开号CN103014和CN1204677公开的白色隔热涂料，是醇酸树脂类溶剂型的隔热涂料，耐候性仅为3-5年，且溶剂为二甲苯。公开号CN1405248A是一种以丙烯酸树脂为主要成膜物的发射隔热涂料，但其中仍含了高沸点的芳烃类溶剂或易燃的汽油。中国专利申请号200410048047.1的涂料中也使用了溶剂二甲苯。这些溶剂型涂料非环境友好涂料。

水性涂料中一类是低热传导隔热型涂料，如中国专利申请CN03147361.X以高岭土为主要隔热填料；CN9510625.3是以滑石粉和防水隔热粉达到隔热效果的。但所用填料的隔热功效不显著。

另一类是太阳热反射型涂料，是一种直接将大部分辐射阳光反射的涂料。如中国发明专利申请200510120766.4，为水性反射涂料，但未考虑到耐沾污性。中国发明专利申请2006100034700.8，以含氟助剂为主，考虑到耐沾污性。单纯利用反射隔热方式还是比较单一。另外单一颜色白色也会使城市外墙色彩单调，在应用上受到一定限制。

建筑及户外设施的防热涂层是一个综合性的问题，需要从热反射、能量发射、热传导及表面防沾污多个层面采取措施，防热隔热才会取得较好的效果。

发明内容

本发明的目的在于从热反射、热能发射、热传导阻滞及表面防沾污多个层面采取有效措施，提出一种环境友好，高太阳光反射、高热能发射、低热传导及防沾污的防热隔热涂层系统。

本发明提出的防热隔热涂层系统是通过以下技术方案实现的：

本发明的涂层系统由高太阳光反射、高热发射、防沾污面涂涂料和低热传导隔热底涂涂料两部分组成。

水性高反射、高发射隔热面涂涂料，以质量分数计，其组分配比如下：

成膜乳液              25～50

热反射颜料            10～25

红外发射填料          2～15

空心玻璃微珠          0～5

其它颜填料            0～5

助剂                  1～6

去离子水              余量

所述的成膜乳液为硅丙乳液、氟碳乳液，丙烯酸乳液、亲水性丙烯酸乳液、弹性丙烯酸乳液、苯丙乳液。优先使用低表面能的硅丙乳液、氟碳乳液或亲水性丙烯酸乳液。

所述的热反射颜料为钛白粉，氧化锌，硫酸钡，硅酸铝，优先使用金红石型钛白粉。

所述的红外发射填料为远红外陶瓷粉，其优选成分为Al₂O₃，MgO，ZnO，SiO₂，ZrO₂及稀土氧化物。

所述的其它颜料为氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁绿、永固橙；

所述的空心玻璃微球粒径为10-180微米，优先选用的粒径为10-15微米；

所述的助剂为分散剂，消泡剂，增稠剂，防霉剂，成膜助剂。

制备工艺为：先将颜填料加分散剂配制成颜料浆，研磨至规定细度，加入成膜乳液，中速搅拌均匀，再加入其它助剂，中速搅拌后转至低速，过筛包装。

本发明还涉及与此反射辐射相变涂料配合使用的隔热底层，组成涂层系统。

所述的隔热底层涂料按重量比配比如下：

成膜物                 30-50，

中空填料               20-30，

石腊相变微胶囊         0-5

其它颜填料             1-10

助剂                   1-4，

去离子水               余量

所述的底层涂料成膜乳液为苯丙乳液，纯丙乳液，弹性丙烯酸乳液，优选弹性丙烯酸乳液或弹性丙烯酸乳液与其它乳液的混合物。

所述的中空填料为为膨胀珍珠岩，中空陶瓷微球，蛭石，中空玻璃微球，石腊相变微胶囊；石腊相变微胶囊是以石蜡为囊芯，脲醛为囊壁，其粒径为10-25μm。

所述的助剂为分散剂，消泡剂，增稠剂，防霉剂，成膜助剂。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1)本发明从热反射、热能发射、热传导阻滞三个防热隔热机制多层面采取措施，取得可靠防热隔热效果。

2)本发明将相变石腊微胶囊引入建筑保温隔热涂料，利用石腊球体的固-液相变吸热加强防热效果。

3)本发明的耐沾污性是通过两种方法实现，一种是憎水型表面，另一种是亲水型表面。这可以适应不同的气候环境，并且可以有效地保证面涂反射效应的长期可靠。

4)本发明的隔热层由于加入多种中空微珠与相变微胶囊配伍，比传统的隔热涂料效果更好；

具体实施实例

下面结合实例对本发明作进一步的描述：

实施例1  高反射、高发射隔热涂料

高反射、高发射隔热涂料配方

组分            含量/g       组分           含量/g

去离子水        20-30        分散剂         2

金红石钛白粉    10-12        消泡剂         1

超细硅酸铝      5-10         防霉杀菌剂     0.1

远红外陶瓷粉    10-13        增稠剂         1.5

硅丙乳液        25-35        成膜助剂       1.5

经测定其可见光反射率达95％，全波段反射率达86.5％，3-5μm的发射率0.93，8-13.5的发射率为0.94％。5次循环，耐沾污率10％。

将上述制得的反射面涂涂料与隔热底涂涂料配合组成涂层系统，其外表面温度降低达17℃，背面温度降低达11℃。

Claims (8)

1、一种水性耐沾污热反射隔热涂料，其特征在于，按重量比计，该涂料的组成及配比如下：

成膜乳液          25～50

热反射颜料        10～25

红外发射填料      2～15

空心玻璃微珠      0～3

其它颜填料        0～5

助剂              适量

去离子水          适量。

2、根据权利要求1所述的成膜物是硅丙乳液、氟碳乳液，丙烯酸乳液、亲水性丙烯酸乳液、弹性丙烯酸乳液、苯丙乳液。优先使用低表面能的硅丙乳液、氟碳乳液，亲水性丙烯酸乳液，其重量份优先选择30-40份。

3、根据权利要求1所述的热反射颜料为钛白粉，氧化锌，硫酸钡，硅酸铝，优先使用金红石型钛白粉，其优先使用量在13-18重量份。

4、根据权利要求1所述的红外发射填料为远红外陶瓷粉，其优选成分为Al₂O₃，MgO，ZnO，SiO₂，ZrO₂及稀土氧化物。

5、一种与权利要求1所述水性耐沾污热反射隔热涂料配套的隔热底层涂料，按重量份，其组分与配比如下：

成膜物                30-50，

中空填料              20-30，

石腊相变微胶囊        0-5

其它颜填料            1-10

助剂                  1-4，

去离子水              余量。

6、权利要求5所述的底层涂料成膜乳液为苯丙乳液，纯丙乳液，弹性丙烯酸乳液，优选弹性丙烯酸乳液或弹性丙烯酸乳液与其它乳液的混合物，其重量份数优选35-40。

7、所述的中空填料为膨胀珍珠岩，中空陶瓷微球，中空玻璃微球，膨胀蛭石。

8、权利要求5所述的石腊相变微胶囊是以石蜡为囊芯，脲醛为囊壁，其粒径为10-25μm。