CN101864234B

CN101864234B - 一种广谱隔热保温涂料组合物及其制备方法

Info

Publication number: CN101864234B
Application number: CN2010101996064A
Authority: CN
Inventors: 王德富; 韩志范
Original assignee: CHONGQING LONGZHE LOW-CARBON ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: LONGZHE INCORPORATED
Priority date: 2010-06-12
Filing date: 2010-06-12
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2030-06-12
Also published as: CN101864234A

Abstract

本发明涉及一种广谱隔热保温涂料组合物。它是采用包括按重量百分比如下的各组分制得的：氟改性硅丙乳液30～40％，中空复合陶瓷微珠8～16％，红外反射纳米材料8～15％，分子桥修饰材料0.5～2％，钛白粉16～20％。本发明涂料具有反射广谱波段的太阳光辐射功能与常温红外发射，它能够反射广谱波段的阳光辐射，能将阳光辐射全光谱能量的至少54％反射掉，大大减小了墙体外表面对阳光能量的吸收，同时其组分中添加的中空复合陶瓷微珠等原料的配合作用，也实现了将吸收的阳光能量的至少58％，转化成为红外线以大气窗口波段辐射到大气中，减少了墙体内表面对室内的热能传输。

Description

一种广谱隔热保温涂料组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种涂料组合物，尤其涉及一种广谱隔热保温涂料组合物及其制备方法。

背景技术

保温隔热层作为一个复合材料体系，其作用对象对外是阳光，对内则是建筑物主墙体。阳光照射是热能的来源。当保温隔热层外表面对阳光长时间全吸收，很多热能还是能够通过保温层和墙体，缓慢传输进室内的。

我国现行的建筑外墙节能保温隔热技术体系，采用的都是聚苯、聚氨酯树脂泡沫板或聚苯颗粒砂浆体系，这些体系都属于热阻隔型。为获得较小的保温层传热，则不得不把保温层设置得很厚，但是过厚的保温层中使用了大量高分子泡沫材料，会给建筑物留下消防隐患，且在使用中还存在容易开裂、脱落的现象，同时现有涂料只是针对一定波段的太阳光进行反射，且不具有将吸收的太阳光能量转化发射出去的功能。中国专利CN200910085967.3公开了一种反射隔热涂料及其制作方法，该涂料重在对太阳辐射热射线进行反射和阻隔向内部导热，从而降低物体的温度起到一定隔热的效果；同时其整体性能并不理想，在一定程度上限制了该涂料的推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种广谱隔热保温涂料组合物，该涂料能增大对太阳光辐射的反射，并能将吸收的太阳光热能转换成为大气窗口波段的红外线发射出去。

本发明的另一目的在于提供一种广谱隔热保温涂料组合物的制备方法，该制备方法简单易行。

本发明的目的是这样实现的：

一种广谱隔热保温涂料组合物，它是采用包括按重量百分比如下的各组分制得的：氟改性硅丙乳液30～40％，中空复合陶瓷微珠8～16％，红外反射纳米材料8～15％，分子桥修饰材料0.5～2％，钛白粉16～20％。

上述红外反射纳米材料优选为纳米Sb掺杂SnO₂半导体粉体和纳米In掺杂SnO₂半导体粉体任意比的混合。

上述分子桥修饰材料优选为硅烷类分子桥，进一步优选为甲、乙、丙、丁、辛基硅烷或/和聚二甲基硅烷分子桥等。

上述中空复合陶瓷微珠优选为硅铝镁钙硼中空复合陶瓷微珠、硅铝镁钠钙硼中空复合陶瓷微珠、硅铝镁钾钙硼中空复合陶瓷微珠、硅铝镁锂钙硼中空复合陶瓷微珠或/和硅铝镁钛钙硼中空复合陶瓷微珠。

上述广谱隔热保温涂料组合物中添加有常规剂量的助剂，其余量为去离子水；所述助剂包括消泡剂、增稠剂、成膜助剂、流平剂、PH值稳定剂、润湿剂和抗冻剂等助剂。

上述氟改性硅丙乳液、中空复合陶瓷微珠、红外反射纳米材料、钛白粉、分子桥修饰材料、助剂等原料均采用市售常规产品。

为了进一步增加涂料对太阳光的反射和对太阳光热能的转换，上述涂料的各组分优选为：40％氟改性硅丙乳液，12％中空复合陶瓷微珠，5％的纳米Sb掺杂SnO₂半导体粉体和5％的纳米In掺杂SnO₂半导体粉体，1％分子桥修饰材料，15％的钛白粉，常规剂量的消泡剂、增稠剂、成膜助剂、流平剂、pH值稳定剂、润湿剂和抗冻剂等助剂，其余量为去离子水，均按重量百分比计。

本发明的另一目的是这样实现的：一种上述涂料的制备方法，其原料包括按重量百分比如下的各组分：氟改性硅丙乳液30～40％，中空复合陶瓷微珠8～16％，红外反射纳米材料8～15％，分子桥修饰材料0.5～2％，钛白粉16～20％，常规剂量的助剂，余量为水；它是按以下步骤制备：

(1)将上述氟改性硅丙乳液、上述红外反射纳米材料、上述中空复合陶瓷微珠用上述分子桥修饰材料偶联、混合均匀，再加入上述钛白粉，以及常规剂量消泡剂、增稠剂、成膜助剂、流平剂、pH值稳定剂、润湿剂和抗冻剂等助剂，最后加入水高速搅拌混合均匀；

(2)将上述高速搅拌混合均匀的各原料，剪切分散、调整涂料粘度至95KU～105KU后制得。

其具体使用中，可采用下述优化方案进行：其原料包括按重量百分比如下的各组分：40％的氟改性硅丙乳液，12％的中空复合陶瓷微珠，5％的纳米Sb掺杂SnO₂半导体粉体和5％的纳米In掺杂SnO₂半导体粉体，1％的分子桥修饰材料，15％的钛白粉，常规剂量的助剂，余量去离子水；

它是按以下步骤制备：

(1)将所述纳米Sb掺杂SnO₂半导体粉体和纳米In掺杂SnO₂半导体粉体、所述中空复合陶瓷微珠、所述氟改性硅丙乳液用所述分子桥修饰材料进行偶联、混合均匀，再加入所述钛白粉，以及常规剂量的消泡剂、增稠剂、成膜助剂、流平剂、pH值稳定剂、润湿剂和抗冻剂等助剂，最后加入去离子水高速搅拌混合均匀；

当然，本发明涂料也可采用上述各原料及其配比关系，按其他常规涂料的制备方法制得。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明涂料具有太阳光谱广谱反射与常温红外广谱发射功能。它能够将阳光辐射全光谱能量的至少54％反射掉，大大减小了墙体外表面对阳光能量的吸收，同时其组分中添加的中空复合陶瓷微珠等原料的配合作用，也实现了将吸收的阳光能量的至少58％，转化成为红外线以大气窗口波段辐射到大气中，减少了墙体内表面对室内的热能传输。本发明涂料的太阳反射比≥0.85，半球发射率≥0.90，隔热温差≥15℃，隔热效果优良。

2、本发明涂料具备与现行建筑节能保温隔热层优良的适配性，且可以大大降低保温层的厚度，其厚度可达到现行保温涂层的三分之一到二分之一。这大大减少了保温节能体系的单位面积重量，有效避免了因墙砖的重量缺陷与脱落造成的安全隐患。且本发明涂料耐人工老化性优异，经使用1500小时后不起泡、不剥落、无裂纹，粉化≤1级，变色≤2级。

3、本发明涂料整体性能优异：耐酸碱性，如处于重量百分比为2％的亚硫酸溶液中经96小时无异常；耐水性，置于水环境下96小时无异常；耐洗刷性，可洗刷高达3000以上；粘污性低于10％；此外，本发明涂料还具有优异的耐候性、防霉功能与阻燃功能等，其性能指标分别提升了50％～100％；与相比同类产品相比，其成本降低了20％以上。

4、本发明中涂料的制备方法简单易行，适宜于该涂料的快速制备。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

一种广谱隔热保温涂料组合物，其原料采用包括按重量百分比如下的各组分，按以下步骤制得：

(1)将纳米Sb掺杂SnO₂半导体粉体5％，和纳米In掺杂SnO₂半导体粉体5％，硅铝镁钙硼中空复合陶瓷微珠16％，氟改性硅丙乳液40％，用辛基硅烷0.6％进行混合，再加入钛白粉15％，以及产品型号为SPA-202的市售消泡剂0.2％，产品型号为BIT20的市售杀菌剂0.1％，产品型号为Y800的市售增稠剂0.5％，市售的十二碳醇酯(成膜助剂)0.6％，二甲基乙醇胺(pH值稳定剂)0.1％，产品型号为L436的市售流平剂0.6％，产品型号为PE100的市售润湿剂0.2％，和1-2丙二醇(抗冻剂)1.5％等助剂，最后加入去离子水高速搅拌混合均匀；

(2)将上述高速搅拌混合均匀的各原料，剪切分散、调整涂料粘度至95KU后制得。

采用本实施例制得的涂料的阳光能量太阳反射比为0.92，半球发射率为0.95，隔热温差为16℃，隔热效果优良。

实施例2～10

采用如下表所述的各原料及其重量配比关系，并采用与实施例1相同的制备方法，制备本发明涂料；其中，助剂均选用市售常规助剂。

实施例

氟改性硅丙乳液

钛白粉

中空陶瓷微珠

红外反射纳米材料

分子桥修饰材料

消泡剂

杀菌剂

增稠剂

成膜助剂

流平剂

pH值稳定剂

润湿剂

抗冻剂

2

32％

16％

硅铝镁钠钙硼中空复合陶瓷微珠，15％

纳米Sb掺杂SnO₂半导体粉体，5％和纳米In掺杂SnO₂半导体粉体，3％

乙基硅烷，1.5％

0.2％

0.1％

0.5％

0.6％

0.2％

1％

3

34％

17.5％

硅铝镁钠钙硼中空复合陶瓷微珠，1％，硅铝镁钾钙硼中空复合陶瓷微珠，11％

纳米Sb掺杂SnO₂半导体粉体，5％和纳米In掺杂SnO₂半导体粉体，7％

丙基硅烷，1％，甲基硅烷，1％

0.1％

0.2％

0.8％

0.5％

0.25％

0.18％

1.5％

4

36％

20％

硅铝镁锂钙硼中空复合陶瓷微珠，8％

纳米Sb掺杂SnO₂半导体粉体，6％和纳米In掺杂SnO₂半导体粉体，7％

聚二甲基硅烷，0.85％

0.2％

0.3％

0.6％

0.8％

0.64％

0.3％

0.28％

1.2％

5

40％

18％

硅铝镁锂钙硼中空复合陶瓷微珠，7％，硅铝镁钛钙硼中空复合陶瓷微珠，7％

纳米Sb掺杂SnO₂半导体粉体，12％和纳米In掺杂SnO₂半导体粉体，2％

丁基硅烷，1.3％

0.3％

0

0.5％

0.7％

0.6％

0.25％

1.3％

6

31％

17％

硅铝镁钾钙硼中空复合陶瓷微珠，10％

纳米Sb掺杂SnO₂半导体粉体，6％和纳米In掺杂SnO₂半导体粉体，9％

丁基硅烷，0.2％，聚二甲基硅烷，1.2％

0.2％

0.1％

1.0％

0.9％

0.57％

0.3％

0.26％

1.4％

7

39

20％

硅铝镁钾钙硼中空复合陶瓷微珠，9％

纳米Sb掺杂SnO₂半导体粉体，4％和纳米In掺杂SnO₂半导体粉体，8％

甲基硅烷，1.7％

0.1％

0.2％

0.9％

0.8％

0.60％

0.28％

0.24％

1.5％

8

40

18％

硅铝镁钾钙硼中空复合陶瓷微珠，3％，硅铝镁钛钙硼中空复合陶瓷微珠，13％

纳米Sb掺杂SnO₂半导体粉体，1％和纳米In掺杂SnO₂半导体粉体，10％

乙基硅烷，0.5％，辛基硅烷，0.5％

0.3％

0.5％

1％

0.45％

0.24％

0.2％

1％

9

37

16％

硅铝镁钙硼中空复合陶瓷微珠，5％，硅铝镁钠钙硼中空复合陶瓷微珠，10％

纳米Sb掺杂SnO₂半导体粉体，10％和纳米In掺杂SnO₂半导体粉体，1％

聚二甲基硅烷，1.2％

0.2％

0.9％

0.4％

0.6％

0.26％

0.15％

1％

10

30

18％

硅铝镁钛钙硼中空复合陶瓷微珠，15％

丙基硅烷，0.6％，乙基硅烷，0.5％

0.15％

0

0.7％

0.8％

0.55％

0.25％

0.2％

1.5％

Claims

1.一种广谱隔热保温涂料组合物，它是采用包括按重量百分比如下的各组分制得的：氟改性硅丙乳液30～40%，中空复合陶瓷微珠8～16%，红外反射纳米材料8～15%，分子桥修饰材料0.5～2%，钛白粉16～20%；所述红外反射纳米材料为纳米Sb掺杂SnO₂半导体粉体和纳米In掺杂SnO₂ 半导体粉体；所述分子桥修饰材料为甲基硅烷、乙基硅烷、丙基硅烷、丁基硅烷、辛基硅烷或/和聚二甲基硅烷；所述广谱隔热保温涂料组合物中添加有常规剂量的助剂，所述助剂包括消泡剂、增稠剂、成膜助剂、流平剂、PH值稳定剂、润湿剂和抗冻剂，余量为去离子水。

2.一种广谱隔热保温涂料组合物，它是采用包括按重量百分比如下的各组分制得的：40%的氟改性硅丙乳液，12%的中空复合陶瓷微珠，5%的纳米Sb掺杂SnO₂半导体粉体和5%的纳米In掺杂SnO₂ 半导体粉体，1%的分子桥修饰材料，15%的钛白粉，常规剂量的助剂，其余量为去离子水；所述分子桥修饰材料为甲基硅烷、乙基硅烷、丙基硅烷、丁基硅烷、辛基硅烷或/和聚二甲基硅烷；所述广谱隔热保温涂料组合物中添加的常规剂量的助剂，包括消泡剂、增稠剂、成膜助剂、流平剂、PH值稳定剂、润湿剂和抗冻剂。

3.如权利要求1或2所述的广谱隔热保温涂料组合物，所述中空复合陶瓷微珠为硅铝镁钙硼中空复合陶瓷微珠、硅铝镁钠钙硼中空复合陶瓷微珠、硅铝镁钾钙硼中空复合陶瓷微珠、硅铝镁锂钙硼中空复合陶瓷微珠或/和硅铝镁钛钙硼中空复合陶瓷微珠。

4.如权利要求1或3所述的广谱隔热保温涂料组合物的制备方法，它是采用所述各组分，按以下步骤制备的：

（1）将所述氟改性硅丙乳液、红外反射纳米材料、中空复合陶瓷微珠用所述分子桥修饰材料偶联、混合均匀，再加入所述钛白粉，以及常规剂量的消泡剂、增稠剂、成膜助剂、流平剂、pH值稳定剂、润湿剂和抗冻剂，最后加入去离子水搅拌混合均匀；

（2）将所述搅拌混合均匀的各原料，剪切分散、调整涂料粘度至95KU～105KU后制得。

5.如权利要求2或3所述的广谱隔热保温涂料组合物的制备方法，它是采用所述各组分，按以下步骤制备的：

（1）将所述纳米Sb掺杂SnO₂半导体粉体和纳米In掺杂SnO₂ 半导体粉体、所述中空复合陶瓷微珠、所述氟改性硅丙乳液用所述分子桥修饰材料进行偶联、混合均匀，再加入所述钛白粉，以及常规剂量的消泡剂、增稠剂、成膜助剂、流平剂、pH值稳定剂、润湿剂和抗冻剂，最后加入去离子水高速搅拌混合均匀；

（2）将所述高速搅拌混合均匀的各原料，剪切分散、调整涂料粘度至95KU～105KU后制得。