CN102002293B - 一种薄型太阳反射多功能涂层及制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种薄型太阳反射多功能涂层及制备方法，由太阳反射多功能涂料涂敷在基材表面形成，太阳反射多功能涂料配方组成质量分数如下：树脂体系25～30，金属氧化物0～5，钛白粉25～30，滑石粉0～2，有机膨润土1～2，防腐填料2～3，润湿分散助剂0.5～1.5，溶剂10～15，树脂体系采用丙烯酸树脂及固化剂体系或聚氨酯改性丙烯酸树脂及固化剂体系，金属氧化物为三氧化二铝、氧化镁或氧化锌中的一种或几种的混合，防腐填料为三聚磷酸铝或磷酸锌中一种或两种的混合。本发明采用钛白粉、氧化锌等高反射率功能性填料进行多元复配以实现涂层较高的太阳反射率和半球发射率，使本发明具有显著的热反射降温效果；本发明采用丙烯酸树脂作为主要成膜物，以实现涂层优异的基材附着力和户外耐久性；本发明底面合一，涂层厚度0.1～0.2mm，施工方便。

Description

一种薄型太阳反射多功能涂层及制备方法
技术领域
本发明涉及一种太阳反射多功能涂层及制备方法，特别是涉及一种薄型(涂层0.1～0.2mm)的太阳反射多功能涂层，属于太阳热反射涂层技术领域。
背景技术
夏季在强烈太阳光的持续照射下，建筑物、运输车、石油储罐等物体的表面温度和内部温度均会出现不同程度的升高-或造成人类居住环境舒适度的降低，或造成内部物体的变质损坏，或造成油品挥发过快，损耗严重，甚至失火爆炸。目前国内多采用喷淋、空调、冷气、电扇等方式降温，每年损耗的能量占全年总能耗的20％以上，不仅造成不可再生能源的消耗，同时排放大量二氧化碳等温室气体，加剧了环境污染的恶性循环。
太阳热反射涂层是一种涂覆于物体表面的新型功能性涂层，它对太阳辐射中的可见光波段(0.4～0.76μm)和近红外波段(0.76～2.5μm)(在这两个波段的太阳辐射能量占总能量的95％)具有高反射率，并将吸收的热能以长波(2.5～15μm)的形式辐射到外部空间，从而在不损耗能量的情况下抑制涂层表面温度的升高并降低被涂覆物内部和周围温度。
目前国内外太阳热反射涂层以反射兼隔热型居多，涂层在增加了隔热效果后同时也大大提高了涂层的厚度，一般3mm以上，需涂刷多次，施工难度较大，效率较低，同时成本较高，而且涂层一般添加具有隔热效果的功能性填料小球，表面平整度降低，抗玷污性能较差，应用周期大大缩短。薄型太阳热反射涂层虽有报道，但为低固体含量，施工过程中有机溶剂挥发较多，对人员和环境污染较为严重。另外，报道中的太阳热反射涂层一般只做面漆和/或中层使用，自身防腐性能较低，必需另外涂敷底漆，涂刷多次，施工周期长，涂层平整度降低，并且存在与底漆匹配的问题。总之，至今未见集热反射降温、防腐、耐候、高固体含量、底面合一、施工便捷多种性能与一体的薄型太阳热反射涂层的相关报道。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种具有显著的热反射降温效果，同时具备优良的耐候耐久性、抗玷污、防腐性等多种功能，并具有底面合一、施工便捷、环境友好等性能的薄型太阳反射多功能涂层。
本发明的技术解决方案是：一种薄型太阳反射多功能涂层，由太阳反射多功能涂料涂敷在基材表面形成，太阳反射多功能涂料配方组成质量分数如下：
树脂体系    25～30
金属氧化物  0～5
钛白粉      25～30
滑石粉      0～2
有机膨润土  1～2
防腐填料    2～3
润湿分散助剂0.5～1.5
溶剂        10～15
其中，树脂体系采用丙烯酸树脂及固化剂体系或聚氨酯改性丙烯酸树脂及固化剂体系，金属氧化物为三氧化二铝、氧化镁或氧化锌中的一种或几种的混合，防腐填料为三聚磷酸铝或磷酸锌中一种或两种的混合。
所述的太阳反射多功能涂料配方组成质量分数为树脂体系25～28，钛白粉25～30，有机膨润土1～2，防腐填料2～3，润湿分散助剂0.5～1.5，溶剂10～15。
所述的太阳反射多功能涂料配方组成质量分数为树脂体系28～30，钛白粉25～30，金属氧化物0～5，有机膨润土1～2，防腐填料2～3，润湿分散助剂0.5～1.5，溶剂10～15。
所述的太阳反射多功能层的厚度为0.1～0.2mm。
一种制备薄型太阳反射多功能涂层的方法，通过以下步骤实现：
第一步，在溶剂中按比例依次加入润湿分散助剂、有机膨润土、钛白粉、金属氧化物、防腐填料和滑石粉，添加过程中不停机械分散；
第二步，在第一步添加了各种填料的溶剂中加入1/3～1/2质量的树脂，分散均匀后用砂磨机研磨若干遍，直至料浆细度≤40μm；
第三步，在第二步中研磨后的料浆中加入剩余质量的树脂，分散均匀；
第四步，将第三步分散均匀的料浆用细纱网过滤，得到涂料A组分；
第五步，将涂料A组分和固化剂分装至包装桶；
第六步，制备薄型太阳反射多功能涂层时，将涂料A组分和固化剂按比例混合均匀，刷涂、辊涂或加入稀释剂稀释后喷涂于基材表面。
本发明与现有技术相比有益效果为：
(1)本发明采用钛白粉、氧化锌等高反射率功能性填料进行多元复配以实现涂层较高的太阳反射率和半球发射率，使本发明具有显著的热反射降温效果；
(2)本发明采用丙烯酸树脂作为主要成膜物，以实现涂层优异的基材附着力和户外耐久性；
(3)本发明涂料固体含量≥70％，环境友好，底面合一，涂层厚度0.1～0.2mm，施工方便，可刷涂、喷涂、辊涂，便于大面积施工；
(4)本发明采用高固含量的树脂体系，同时控制涂料生产中溶剂的添加量，使涂料的固含量≥70％；
(5)本发明添加磷酸锌、三聚磷酸铝等低毒防腐性功能填料提高涂层的防腐性能；
(6)本发明添加填料均为微米级粉状微粒，按溶剂-润湿分散助剂-填料-部分树脂的投料顺序，采用高速分散-研磨-补足树脂-调粘度-过滤的制备工艺，生产效率大大提高。
附图说明
图1为本发明制备工艺流程图。
具体实施方式
本发明由太阳反射多功能涂料涂敷在基材表面形成，太阳反射多功能涂料配方组成质量分数如下：树脂体系(树脂均为100％固含量)25～30，金属氧化物0～5，钛白粉25～30，滑石粉0～2，有机膨润土1～2，防腐填料2～3，润湿分散助剂0.5～1.5，溶剂10～15；树脂体系采用丙烯酸树脂及固化剂体系或聚氨酯改性丙烯酸树脂及固化剂体系，金属氧化物为三氧化二铝、氧化镁或氧化锌中的一种或几种的混合，防腐填料为三聚磷酸铝或磷酸锌中一种或两种的混合。
以下结合具体实施利来详细说明本发明：
实施例1：
涂料配方(质量份数)：
钛白：28
滑石粉：1
有机膨润土：1
三聚磷酸铝：2
润湿分散助剂：0.5
丙烯酸树脂及固化剂：25
溶剂(二甲苯∶乙酸乙酯∶丙二醇甲醚醋酸酯＝4∶4∶1)：15
涂层制备工艺如图1所示：
按配比称量混合溶剂，按顺序边高速分散边按比例依次加入润湿分散助剂、有机膨润土、钛白粉、三聚磷酸铝和滑石粉填料和1/2树脂，高速分散均匀后用砂磨机研磨3～4遍，直至料浆细度≤40μm；在研磨后的料浆中按比例加入剩余的1/2树脂，高速分散均匀；随后将料浆用100目细纱网过滤一遍，得到涂料A组分；将涂料A组分和固化剂分装至包装桶。使用时，将涂料两组分按比例混合均匀后，直接刷涂、辊涂，或加入适量稀释剂稀释后喷涂于基材表面。
涂层达到的性能：
太阳热反射率ρs＝0.83～0.92，ρh＝0.83～0.92；基材被涂敷后，夏季其表面温度可降低15～30℃，内部温度可降低6～12℃；与钢、铝合金、水泥等基材附着力高，耐候耐久性能优异，防腐性能和抗沾污性能优良，可持续使用8～10年；技术指标满足标准JC/T1040-2007《建筑外表面用热反射隔热涂料》；涂料固体含量≥70％，环境友好；底面合一，干膜厚度0.1～0.2mm；施工方便，可刷涂、喷涂、辊涂，便于大面积施工。
实施例2：
三氧化二铝：2
钛白：28
滑石粉：1
有机膨润土：1
磷酸锌：2.5
润湿分散助剂：0.5
丙烯酸树脂及固化剂：28
溶剂(乙酸丁酯∶丙二醇甲醚醋酸酯＝9∶1)：12
其余同实施例1。
实施例3：
氧化锌：4
钛白：28
有机膨润土：2
磷酸锌：3
润湿分散助剂：1.5
丙烯酸树脂及固化剂：30
溶剂(乙酸丁酯∶丙二醇甲醚醋酸酯＝6∶1)：15
其余同实施例1。
实施例4：
钛白：30
滑石粉：1
有机膨润土：1
三聚磷酸铝：2
润湿分散助剂：1
聚氨酯改性丙烯酸树脂及固化剂：26
溶剂(二甲苯∶乙酸丁酯∶丙二醇甲醚醋酸酯＝5∶4∶1)：10
其余同实施例1。
本发明用途：
将该发明的涂料涂覆于石油储罐、运输车、管道、建筑物外表面，夏季能够大大降低表面温度及其内部温度，能显著降低油气挥发和物质耗损，或者提高居住舒适程度，减少传统降温方法造成的能源浪费和环境污染，是一种新型、绿色能源节约型材料。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (5)

1.一种薄型太阳反射多功能涂层，其特征在于：由太阳反射多功能涂料涂敷在基材表面形成，太阳反射多功能涂料配方组成质量分数如下：
Figure FSB00000852032900011
其中，树脂体系采用丙烯酸树脂及固化剂体系或聚氨酯改性丙烯酸树脂及固化剂体系，金属氧化物为三氧化二铝、氧化镁或氧化锌中的一种或几种的混合，防腐填料为三聚磷酸铝或磷酸锌中一种或两种的混合。
2.根据权利要求1所述的一种薄型太阳反射多功能涂层，其特征在于：所述的太阳反射多功能涂料配方组成质量分数为树脂体系25～28，钛白粉25～30，有机膨润土1～2，防腐填料2～3，润湿分散助剂0.5～1.5，溶剂10～15。
3.根据权利要求1所述的一种薄型太阳反射多功能涂层，其特征在于：所述的太阳反射多功能涂料配方组成质量分数为树脂体系28～30，钛白粉25～30，金属氧化物0～5，有机膨润土1～2，防腐填料2～3，润湿分散助剂0.5～1.5，溶剂10～15。
4.根据权利要求1所述的一种薄型太阳反射多功能涂层，其特征在于：所述的太阳反射多功能涂层的厚度为0.1～0.2mm。
5.一种制备权利要求1所述的薄型太阳反射多功能涂层的方法，其特征在于通过以下步骤实现：
第一步，在溶剂中按比例依次加入润湿分散助剂、有机膨润土、钛白粉、金属氧化物、防腐填料和滑石粉，添加过程中不停机械分散；
第二步，在第一步添加了各种填料的溶剂中加入1/3～1/2质量的树脂，分散均匀后用砂磨机研磨若干遍，直至料浆细度≤40μm；
第三步，在第二步中研磨后的料浆中加入剩余质量的树脂，分散均匀；
第四步，将第三步分散均匀的料浆过滤，得到涂料A组分；
第五步，将涂料A组分和固化剂分装至包装桶；
第六步，制备薄型太阳反射多功能涂层时，将涂料A组分和固化剂按比例混合均匀，刷涂、辊涂或加入稀释剂稀释后喷涂于基材表面。
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