CN101712835B - 中空玻璃微珠热反射涂料 - Google Patents

中空玻璃微珠热反射涂料 Download PDF

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一种中空玻璃微珠热反射涂料,由面层涂料和底层涂料组成,其中在面层涂料中至少含有硅丙乳液、金红石型钛白粉、纳米复合功能材料,所述底层涂料中至少含有硅丙乳液、空心玻璃微球、空心无机纤维、工程纤维素。本发明采用互穿网络技术合成的硅丙乳液透明度高、吸光率低,赋予涂膜优异的耐候、耐久性及抗沾污性能,可维持涂层有长久的热反射性能和隔热性能。采用合成的纳米复合功能材料对阳光具有强烈的反射效果,反射率可达到0.9以上,赋予涂膜优异的反射隔热功能。选用的特种高分子材料及真空玻璃微珠能有效阻隔热量的透过。

Description

中空玻璃微珠热反射涂料
技术领域
[0001] 本发明涉及太阳热反射隔热涂料领域,特别涉及一种中空玻璃微珠热反射涂料。 该涂料具有对可见太阳光和近红外太阳光有高反射率、热导系数低、保温效果好等优点。
背景技术
[0002] 随着我国每年以10亿平方米的民用建筑投入使用,建筑能耗占全社会总能耗的比例已从1978年的10%上升到目前的27.5%,使得建筑成为我国当前的能耗大户,持续消耗着大量的能源,对工业用能造成严重的威胁。为此,国家从1997年开始强制实施建筑节能50%的标准,大力发展节能型住宅成为当务之急。
[0003] 在建筑中,外墙围护结构的热损耗较大,墙体又是外围护结构的主要组成部分,按价值工程原理,发展外墙保温技术成了实现建筑节能的重要课题,节约大量能源的同时,还能给住户提供舒适的环境,产生综合经济效应。
[0004] 在我国20世纪90年代初开始实施了外墙内保温技术,已有了较长时间,其造价低,施工方便,技术相对成熟,但存在不少缺点,诸如减少了住户的使用面积;“热桥”问题不易解决,保温隔热效果差;易出现结露现象;容易出现内保温面层的开裂;影响住户的二次装修;装修中对保温层的破坏大,产生新的建筑垃圾。
[0005] 外墙外保温技术经过多年的实践,证明采用该保温系统使用寿命延长;寿命期费用减少;同样可达到各种外装饰效果;减少了外墙裂缝、渗水现象的出现;隔热节能效果明显优于内保温;节省保温材料40%左右,综合经济效益显著,是种积极的外保温技术,适用范围广泛。但是“热桥”问题依然难以解决,施工工序繁琐;持久性差。
[0006] 由于阳光直射曝晒,有些非金属材料会逐渐失去原有性能而限制使用大型设备, 阳光可以使容器内部温度陡增,从而极大地影响使用,对于产品的贮运上形成极大损害。建筑、桥梁也会用因高温引起结构膨胀而影响使用。
[0007] 太阳光的波段分紫外区(0. 2-0. 4pm),可见光区(0. 4_8 μ m)和近红外区 (0. 8-2. 6pm),其能量分布约为:紫外光5%,可见光45%,近红外50% ;太阳光照射在物体表面时,物体的能量吸收以其表面太阳吸收率Qs计算,Qs是太阳光在紫外、可见光和近红外三个波段区域能量吸收的加权平均求和值。根据基尔霍夫定律,在热平衡状态下,物体表面的太阳吸收率越大,其表面温度就越高。因此用低太阳吸收率涂料涂覆在物体表面上,以降低由于太阳光照射造成的表面温度升高,是一个简捷的技术方法。在相关专利技术文献报告中,中国专利公告CN1030142和CN1204672公开的白色隔热涂料配方,是以聚乙烯醇缩醛树脂,醇酸树脂和丙烯酸改性醇酸树脂为成膜物质,具有一定的隔热降温功效。但作为太阳热反射涂料,其另外一项重要技术要求是户外耐候性,而上述三种树脂的户外寿命仅有 3-5年,并非是理想的太阳热反射涂料成膜物质。另外这三种树脂涂料需用二甲苯等溶剂溶解,为与环境不友好的涂料:并且,还未见有深色太阳热反射涂料配方的公开。
发明内容[0008] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种中空玻璃微珠热反射涂料,以解决现有太阳热反射隔热涂料所存在的诸多不足之处,具有对可见太阳光和近红外太阳光有高反射率、热导系数低、保温效果好等优点。
[0009] 本发明所需要解决的技术问题,可以通过以下技术方案来实现:
[0010] 一种中空玻璃微珠热反射涂料,由面层涂料和底层涂料组成,其中在面层涂料中至少含有硅丙乳液、金红石型钛白粉、纳米复合功能材料,所述底层涂料中至少含有硅丙乳液、空心玻璃微球、空心无机纤维、工程纤维素、填料。
[0011] 在本发明中,所述面层涂料由以下重量份(W/W)的原料组成:
[0012] 硅丙乳液 35-45;
[0013] 颜料或金红石型钛白粉
[0014] 水
[0015] 纳米复合功能材料
[0016] 填料
[0017] 特种高分子聚合物
[0018] 助剂
[0019] 在本发明中,所述底层涂料由以下重量份(W/W)的原料组成
16-18 15-20 6-10 ; 8-15 ; 5-8 ; 3-5。
[0020] [0021] [0022]
[0023]
[0024]
硅丙乳液空心玻璃微球空心无机纤维工程纤维素: 特种高分子聚合物
[0025] 水
[0026] 助剂
[0027]
30-40 ; 8-15 ; 2-5 ; 2-7 ; 5-8 ; 15-20 ; 2-5。
在上述面层涂料中,采用的颜料为特种功能颜料,如德国凯佰的特种高反射率氧化铁红、氧化铁黑、无机蓝、无机绿、酞青绿等中的一种或两种以上的混合物。底层涂料配方中为金红石钛白粉、高反射率填料玻璃粉等。
[0028] 纳米复合功能材料为红外线反射剂,如贵金属铟、锰或钴的纳米氧化物微粉。
[0029] 特种高分子聚合物是采用特殊工艺合成的具有中空结构的聚合物,具有优良的反射隔热功能。如美国罗门哈斯的乐派酷™优创™_E、韩国HANKKLE公司对应产品。
[0030] 助剂包括分散剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、防霉剂、防腐剂。其中钛白粉、氧化铁红、氧化铁黄等无机颜料,可以采用烯基单体与不饱和羧酸及其酯类共聚物的钠、铵、胺盐, 例如聚丙烯酸盐、德国汉高公司的5040、5027分散剂、美国罗门哈斯公司的T-731分散剂, 用量为颜料量的0. 5-2%。对于酞青兰、酞青绿等有机颜料,可以选用带亲颜料基团的高分子嵌段共聚物,例如德国毕克公司的ByK184或荷兰埃夫卡公司的EFKA-4550,用量为颜料量的5-20% ;润湿剂选用聚醚改性炔醇,如美国气体化学公司的SURFYNOLGA、SURFYN0LTG, 用量为涂料量的0. 1-0.3% ;流平剂可以选用硅烷或氟碳改性聚醚,例如德国毕克公司的 ByK348、307,荷兰埃夫卡公司的EFKA-3570 ;消泡剂选用聚醚改性有机硅,例如德国汉高公司的SN313、NXZ、NDff,毕克公司的ByKOM,用量为涂料量的0. 01-0. 1 % ;防腐剂可以是东方-罗门哈斯公司的KATHON LXE,用量为涂料量的0. 1-0. 3%;防霉剂可以是东方-罗门哈CN 101712835 B
斯公司SKANE M-8、徐州农药厂的BCM防霉剂,用量为涂料量的0. 1-0. 5% ;
[0031] 填料采用玻璃粉、微细滑石粉、沉淀硫酸钡、云母粉中的一种或两种以上的混合。
[0032] 本发明的空心玻璃微球是以水解度低的玻璃为原料制得的,空心玻璃微球的粒径范围为1-200 μ m,最好是1-200 μ m。
[0033] 空心无机纤维为玻璃纤维、硅酸盐纤维、球形闭孔珍珠岩中的一种,优选为球形闭孔珍珠岩。
[0034] 本发明采用的工程纤维素是一种天然纤维素纤维,比重轻、比表面积大,具有良好的保温隔热效果,工程纤维素可以采用市售产品,如德国产的TECHN0CEL牌工程纤维素。
[0035] 本发明采用互穿网络技术合成的纳米硅丙乳液透明度高、吸光率低,赋予涂膜优异的耐候、耐久性及抗沾污性能,可维持涂层有长久的热反射性能和隔热性能。采用合成的纳米复合功能材料对阳光具有强烈的反射效果,反射率可达到0.9以上,赋予涂膜优异的反射隔热功能。选用的特种高分子材料及真空玻璃微珠能有效阻隔热量的透过。
[0036] 本发明的面层涂料的制备方法为:按上述配方比例称取各配料备用,混合后用砂磨机砂磨至以刮板细度计检验浆体细度(以小于100微米为合格)后,配色,包装。
[0037] 本发明的底层涂料的制备方法为:按上述配方比例称取各配料备用,混合后用用捏合机捏合25-30分钟,包装。
[0038] 下面通过太阳能反射比性能来说明本发明涂料的光反射效果:
[0039] 在面积为IOOmmX IOOmm铁板上,底涂本发明的底层涂料,漆膜厚度为2mm,干燥后涂刷本发明面层涂料,漆膜厚度为0. 3mm,制成两块本发明涂料涂层板样品。经S-250太阳热反射仪的测定,两块样品对350-2100nm波长的太阳光的太阳能反射比(几何条件:S/D 全反射比)分别为0. 91和0. 90 (彡0. 83),从测定结果看,本发明涂料对太阳热有良好的反射能力。
[0040] 本发明以乳液为基料的水性热反射隔热涂料,与颜料、填料、空心玻璃微珠、助剂配合,经研磨、分散等工序加工成涂料。该涂料无毒、不燃,对环境无污染,附着力强,柔韧性好,反射隔热效果优异。
[0041] 所制备的涂料属于环境友好型产品,涂层可降低建筑物表面温度达10°C〜20°C。 既节约资源又有利于环境保护,可用于外墙、建筑屋顶等的外部涂装。
[0042] 适用于建筑物室内隔热、保温,建筑物外墙和屋顶热反射和隔热,炼油和化工厂贮罐、管道外壁热反射和隔热,各种交通工具外表面热反射和隔热,内表面隔热涂装,具有显著的节能和环保效果。
[0043] 本发明与现有的热反射型涂料相比,具有如下优点:
[0044] 1、太阳热反射率高,P为0. 9以上,居国内领先地位。
[0045] 2、一般可降低物体表面温度20°C,从而大大降低各种费用。
[0046] 3、可显著减少城市热岛效应,改善人们的居住环境,提高生活质量。
[0047] 4、有效保护被涂设备、设施,延长使用寿命。
[0048] 5、产品附着力好,粘结强度高,可以涂在任何物体表面。
[0049] 本发明使用后,可以将大部分太阳热能量反射回去。因而大大降低被涂刷物体的表面温度。主要用于:石油化工容器,反应釜,集装箱,船舶。桥梁的金属外壁;粮仓、车库、 食品店、药品等的生产贮运设施外表面,公共民用建筑的屋顶、墙壁等。[0050] 本发明的中空玻璃微珠外保温系统可实现无接缝涂装,解决了“热桥”的系统缺陷问题,施工方便;保温效果显著,其将成为外保温装饰的主力军。
[0051] 本发明的性能参见表1:
[0052] 表 1
[0053]
Figure CN101712835BD00061
Figure CN101712835BD00062
序号 项目 指标1 容器中状态 搅拌后呈均匀状态,无硬块、凝聚。2 施工性 刷涂二道无障碍3 涂膜外观 无针孔、流挂,涂膜均匀4 低温稳定性 无硬块、凝聚及分离5 干燥时间(表干)/h <26 耐碱性 4¾无异常7 耐水性 96h无异常8 耐洗刷性 2000 次9 耐沾污性(白色或浅色)/% <2010 耐温变性(5次循环) 无异常11 太阳反射比(白色) >0.8312 半球发射率 >0.8513 拉伸 拉伸强度/MPa >1.0 性能 延伸率/% >10014 耐 外观 不起泡,不剥落,无裂纹 人 粉化/级 <1 工 变色(白色或浅色) <2 老 /级 化 太阳反射比(白色) >0.81 性 半球发射率 >0.83
具体实施方式
[0054] 为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合实施例,进一步阐述本发明。[0055] 本发明中所使用的设备包括:江阴双叶机械公司WQM型卧式砂磨机。
[0056] 下面实施例所用的硅丙乳液为美国国民淀粉公司生产的硅丙乳液,金红石型钛白粉为美国杜邦公司生产的;空心无机纤维为球形闭孔珍珠岩,工程纤维素为上海喜爱福经济技术发展有限公司经销的75微米TECHN0CEL牌工程纤维素,流变剂为羟乙基纤维素,美国维诺斯公司生产,含氟助剂美国杜邦公司生产,聚丙烯酸盐由日本诺普科公司生产。
[0057] 实施例1 :
[0058] 面层涂料(以重量计)
[0059] 硅丙乳液30份、颜料及金红石型钛白粉16、水18份、纳米复合功能材料8份、填料 12份、特种高分子聚合物8份、助剂5份。
[0060] 制备方法是:按上述配方称取各配料,混合后用砂磨机砂磨至细度合格为止,以刮板细度计检验浆体细度(以小于100微米为合格)后,配色,添加空心玻璃微珠4份,包装。
[0061] 底层涂料(以重量计)
[0062] 硅丙乳液30份、空心玻璃微珠15份、工程纤维素5份、特种高分子聚合物8份、球形闭孔珍珠岩5份、水22份、助剂3份。
[0063] 制备方法是:按上述配方比例称取各配料备用,混合后用捏合机捏合均勻后,包装。
[0064] 本发明的中空玻璃微珠热反射涂料在施工时,基面要求坚实,含水率< 10,pH值 ^ 10。无油污、灰尘、砂孔等,如需修整,需用专用腻子。基面如有需要,可涂刷F-3000高渗透底漆以保证基面强度。施工前涂料充分搅拌,不加或用少于5%的水进行稀释,以施工方便为宜,可以刷涂、滚涂、喷涂。
[0065] 实施例2
[0066] 面层涂料(以重量计)
[0067] 硅丙乳液35份、颜料及金红石型钛白粉16、水16份、纳米复合功能材料8份、填料8份、特种高分子聚合物6份、助剂5份。
[0068] 制备方法是:按上述配方称取各配料,混合后用砂磨机砂磨至细度合格为止,以刮板细度计检验浆体细度(以小于100微米为合格)后,配色,添加空心玻璃微珠10份,包装。
[0069] 底层涂料(以重量计)
[0070] 硅丙乳液32份、空心玻璃微珠12份、工程纤维素5份、特种高分子聚合物8份、球形闭孔珍珠岩8份、水21份、助剂4份。
[0071] 制备方法是:按上述配方比例称取各配料备用,混合后用捏合机捏合均勻,包装。
[0072] 实施例3
[0073] 面层涂料(以重量计)
[0074] 硅丙乳液40份、颜料及金红石型钛白粉16、水18份、纳米复合功能材料5份、填料 10份、特种高分子聚合物4份、助剂3份。
[0075] 制备方法是:按上述配方称取各配料,混合后用砂磨机砂磨至细度合格,以刮板细度计检验浆体细度(以小于100微米为合格)后,配色,添加空心玻璃微珠6份,包装。
[0076] 底层涂料(以重量计)
[0077] 硅丙乳液34份、空心玻璃微球10份、工程纤维素5份、特种高分子聚合物10份、 填料10份(球形闭孔珍珠岩)、水20份、助剂3份。CN 101712835 B
[0078] 制备方法是:按上述配方比例称取各配料备用,混合后用捏合均勻为止,包装。
[0079] 实施例4
[0080] 面层涂料(以重量计)
[0081] 硅丙乳液40份、颜料及金红石型钛白粉16、水16份、纳米复合功能材料5份、填料 10份、特种高分子聚合物6份、助剂5份。
[0082] 制备方法是:按上述配方称取各配料,混合后用砂磨机砂磨至细度合格,以刮板细度计检验浆体细度(以小于100微米为合格)后,配色,添加空心玻璃微珠8份,包装。
[0083] 底层涂料(以重量计)
[0084] 硅丙乳液36份、空心玻璃微球8份、工程纤维素7份、特种高分子聚合物8份、填料8份(球形闭孔珍珠岩)、水18份、助剂4份。
[0085] 制备方法是:按上述配方比例称取各配料备用,混合后用捏合机捏合均勻,包装。
[0086] 实施例5
[0087] 面层涂料(以重量计)
[0088] 硅丙乳液50份、颜料及金红石型钛白粉16、水15份、纳米复合功能材料8份、填料 12份、特种高分子聚合物8份、助剂5份。
[0089] 制备方法是:按上述配方称取各配料,混合后用砂磨机砂磨至细度合格,以刮板细度计检验浆体细度(以小于100微米为合格)后,配色,添加空心玻璃微珠4份,包装。
[0090] 底层涂料(以重量计)
[0091] 硅丙乳液40份、空心玻璃微球8份、工程纤维素7份、特种高分子聚合物8份、填料6份(球形闭孔珍珠岩)、水27份、助剂4份。
[0092] 制备方法是:按上述配方比例称取各配料备用,混合后用捏合机捏合均勻,包装。
[0093] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1. 一种中空玻璃微珠热反射涂料,由面层涂料和底层涂料组成,其特征在于,在面层涂料中至少含有硅丙乳液、金红石型钛白粉、纳米复合功能材料,所述底层涂料中至少含有硅丙乳液、空心玻璃微球、空心无机纤维、工程纤维素; 所述面层涂料由以下重量份(W/W)的原料组成:硅丙乳液金红石型钛白粉水纳米复合功能材料填料中空高分子聚合物助剂35-45 16-18 15-20 6-10 ; 8-15 ; 5-8 ; 3-5 ;所述的纳米复合功能材料为红外线反射剂; 所述底层涂料由以下重量份(W/W)的原料组成硅丙乳液空心玻璃微球空心无机纤维工程纤维素: 中空高分子聚合物剂水助30-40 ; 8-15 ; 2-5 ;2-7 ; 5-8 ; 15-20 ;3-5。
2.根据权利要求1所述的中空玻璃微珠热反射涂料,其特征在于,填料采用玻璃粉、微细滑石粉、沉淀硫酸钡、云母粉中的一种或两种以上的混合。
3.根据权利要求1所述的中空玻璃微珠热反射涂料,其特征在于,所述空心无机纤维为玻璃纤维、球形闭孔珍珠岩中的一种。
4.根据权利要求1所述的中空玻璃微珠热反射涂料,其特征在于,所述空心无机纤维为球形闭孔珍珠岩。
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