CN102127350A - 一种太阳热反射隔热节能涂料及其制备方法 - Google Patents

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闫世友
范艳伟
王军华
刘�文
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本发明涉及一种太阳热反射隔热节能涂料及其制备方法，该涂料是由成膜树脂、金红石型钛白粉、超细硫酸钡、超细氧化锌、蛭石粉体、醋酸丁酯、助剂组成，采用将成膜树脂加入分散桶内，加入溶剂醋酸丁酯，在1000-1200转速下依次加入钛白粉、硫酸钡、氧化锌，然后将转速调为2300-2500转，高速搅拌后加入蛭石粉体，继续搅加入助剂，再继续搅拌，调整粘度，经砂磨机研磨过滤细度达到30微米，即可得到太阳热反射隔热节能涂料。本发明所述涂料具有太阳热反射率高、导热率低、耐久性高、自清洁性好、成本较低等优点，可广泛应用于石化储罐、粮库、房屋等领域。

Description

一种太阳热反射隔热节能涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术，具体的说，涉及一种太阳热反射隔热节能涂料及其制备方法。
背景技术
太阳热反射隔热节能涂料的基本原理是通过涂料中的功能材料和颜填料粒子来反射日光中的近红外和可见光(主要热量来源)；采用太阳热反射隔热节能涂料涂装在物体的表面，能够大大降低太阳热吸收，使物体内部温度降低，起到隔热降温作用，且太阳照射越强烈，降温的效果越显著。太阳热反射隔热节能涂料在建筑业、石油化工领域、粮储仓库部门以及车辆、船舶制造业等方面应用广泛。据美国加利福尼亚能源委员会测算，屋面仅采用反射性涂料即可将建筑物能耗降低20％，从电力来计算全美国可节省20亿美元，同时也可大大降低二氧化碳排放量。因此，高性能太阳热反射隔热节能涂料的开发对我国节能减排和可持续发展具有重要的意义。
中国专利200510028388.7中公开了一种建筑用太阳热反射涂料的制备方法。采用纯丙类树脂为成膜物，加入金红石型二氧化钛、硫酸钡、高岭石粉、海泡石、真空玻璃微珠等为主要颜填料，制备的热反射涂料反射率达90％，但是其导热系数较高，隔热性能不佳。中国专利200910029797.7中述及一种反射隔热涂料及其组成。涂料主要由底漆、中间层、面漆三个漆层组成，主要由成膜物质、空心陶瓷隔热材料和反射材料组成，不仅能够达到隔热降温的效果，还具有良好的抗腐蚀性能。中国专利200710035834.6公开了一种反射太阳热射线的隔热涂料，由底涂涂料与面涂涂料两层组成，底涂涂料主要由中空微珠和热反射材料及树脂组成，面涂涂料主要由表面包覆复合热反射材料以及其它热反射材料和树脂组成，对热射线的总反射率可达到85-90％。上述两种反射涂料的共同缺点是制备和使用过程较为复杂，并且使用了昂贵并且易碎的空心微珠。
蛭石是一种层状硅酸盐矿物，其特殊的纳米层状结构使其具有质轻、导热系数低、隔热、吸湿抗菌、耐腐蚀等优点，同时蛭石耐火性高、化学性能稳定、无毒无味、对环境无危害，是一种环保材料。本发明在太阳热反射隔热节能涂料中采用蛭石/改性蛭石作为功能填料，替代常用的空心微珠，在具有良好隔热效果的同时可提高涂料的整体强度，降低其成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳热反射隔热节能涂料，该涂料是由成膜树脂、金红石型钛白粉、超细硫酸钡、超细氧化锌、蛭石粉体、溶剂醋酸丁酯和助剂组成，采用将成膜树脂加入分散桶内，加入溶剂醋酸丁酯，在1000-1200转速下依次加入钛白粉、硫酸钡、氧化锌，然后将转速调为2300-2500转，高速搅拌半小时后加入蛭石粉体，继续搅拌加入助剂，再继续搅拌，调整粘度，经砂磨机研磨过滤细度达到30微米，即可制得反射隔热节能涂料。本发明所述的涂料具有太阳热反射率高、导热率低、耐久性高，同时具有良好的隔热性能和自清洁性好、成本较低等优点。并且采用纳米层状硅酸盐矿物-蛭石粉体替代常用的空心微珠，提高了涂料的强度，降低其成本，可广泛应用于石化储罐、粮库、房屋等领域。
本发明所述的一种太阳热反射隔热节能涂料，该涂料各组分配比为质量百分比：成膜树脂30-55％、金红石型钛白粉15-20％、超细硫酸钡8-12％、超细氧化锌8-12％、蛭石粉体2-6％、溶剂醋酸丁酯8-12％和助剂为分散剂科宁S43和消泡剂科宁E14-8％。
所述的太阳热反射隔热节能涂料中成膜树脂为丙烯酸树脂或有机硅改性丙烯酸树脂。
所述的太阳热反射隔热节能涂料中蛭石粉体为原矿蛭石粉体或经有机改性蛭石粉体。
所述的太阳热反射隔热节能涂料的制备方法，按下列步骤进行：
a、按比例质量百分比称取成膜树脂30-55％加入分散桶内，加入溶剂醋酸丁酯8-12％，在1000-1200转速下依次加入金红石型钛白粉15-20％、超细硫酸钡8-12％和超细氧化锌8-12％；
b、然后将转速调为2300-2500转，高速搅拌半小时后加入蛭石粉体2-6％，继续搅拌5分钟后加入助剂4-8％；
c、再继续搅拌15-25分钟，调整粘度在45-55秒，经砂磨机研磨过滤，细度达到30微米即可得到太阳热反射隔热节能涂料。
本发明所述的太阳热反射隔热节能涂料，具有较高的太阳热反射率(即较低的太阳吸收率)、较低的导热系数和良好的耐久性以及自清洁性，夏天可显著降低物体的表面温度，冬天也能起到一定保温作用，可广泛应用于不同地区的石化储罐、粮库、房屋等领域。其另一个突出特点是采用成本低、隔热性良好的层状硅酸盐矿物-蛭石粉体代替了常用的空心微珠，提高了涂料的强度，降低了其成本
具体实施方式
实施例1：(以20公斤为基数，质量百分比)
a、按比例称取成膜树脂为有机硅改性丙烯酸树脂30％加入分散桶内，加入溶剂醋酸丁酯12％，在1000转速下依次加入金红石型钛白粉(杜邦R960)20％、硫酸钡(≤20微米)12％和氧化锌(≤20微米)12％；
b、然后将转速调为2300转，高速搅拌半小时后加入原矿蛭石粉体(≤30微米)6％，继续搅拌5分钟后加入助剂市售的分散剂(科宁S43)6％和消泡剂(科宁E1)2％；
c、再继续搅拌15分钟，调整粘度在45秒，经砂磨机研磨过滤，细度达到30微米即可得到太阳热反射隔热节能涂料。
然后采用带有积分球的紫外-可见-近红外分光光度计(UV-3600)测试太阳热反射隔热节能涂料的反射率为89％，DRM-1型导热系数测试仪测试其导热系数为0.061W/(m·k)。
实施例2：(以20公斤为基数，质量百分比)
a、按比例称取成膜树脂为有机硅改性丙烯酸树脂45％加入分散桶内，加入溶剂醋酸丁酯10％，在1200转速下依次加入金红石型钛白粉(杜邦R960)17％、硫酸钡(≤20微米)9％和氧化锌(≤20微米)9％；
b、然后将转速调为2500转，高速搅拌半小时后加入有机改性蛭石粉体(≤30微米)4％，继续搅拌5分钟后加入助剂市售的分散剂(科宁S43)4％和消泡剂(科宁E1)2％；
c、再继续搅拌20分钟，调整粘度在50秒，经砂磨机研磨过滤，细度达到30微米即可得到太阳热反射隔热节能涂料。
采用带有积分球的紫外-可见-近红外分光光度计(UV-3600)测试太阳热反射隔热节能涂料的反射率为92％，DRM-1型导热系数测试仪测试其导热系数为0.054W/(m·k)。
实施例3：(以20公斤为基数，质量百分比)
a、按比例称取成膜树脂有机硅改性丙烯酸树脂55％加入分散桶内，加入溶剂醋酸丁酯8％，在1000-1200转速下依次加入金红石型钛白粉(杜邦R960)15％、硫酸钡(≤20微米)8和氧化锌(≤20微米)8％；
b、然后将转速调为2300-2500转，高速搅拌半小时后加入有机改性蛭石粉体(≤30微米)2％，继续搅拌5分钟后加入助剂市售分散剂(科宁S43)3％和消泡剂(科宁E1)1％；
c、再继续搅拌25分钟，调整粘度在55秒，经砂磨机研磨过滤，细度达到30微米即可得到太阳热反射隔热节能涂料。
采用带有积分球的紫外-可见-近红外分光光度计(UV-3600)测试太阳热反射隔热节能涂料的反射率为87％，DRM-1型导热系数测试仪测试其导热系数为0.064W/(m·k)。
实施例4：(以20公斤为基数，质量百分比)
a、按比例称取成膜树脂丙烯酸树脂35％加入分散桶内，加入溶剂醋酸丁酯18％，在1050转速下依次加入金红石型钛白粉(杜邦R960)19％、硫酸钡(≤20微米)10％和氧化锌(≤20微米)10％；
b、然后将转速调为2400转，高速搅拌半小时后加入有机改性蛭石粉体(≤30微米)3％，继续搅拌5分钟后加入助剂市售分散剂(科宁S43)3％和消泡剂(科宁E1)2％；
c、再继续搅拌8分钟，调整粘度在48秒，经砂磨机研磨过滤，细度达到30微米即可得到太阳热反射隔热节能涂料。
采用带有积分球的紫外-可见-近红外分光光度计(UV-3600)测试太阳热反射隔热节能涂料的反射率为90％，DRM-1型导热系数测试仪测试其导热系数为0.065W/(m·k)。
实施例5：(以20公斤为基数，质量百分比)
a、按比例称取成膜树脂丙烯酸树脂40％加入分散桶内，加入溶剂醋酸丁酯11％，在1150转速下依次加入金红石型钛白粉(杜邦R960)19％、硫酸钡(≤20微米)8％和氧化锌(≤20微米)8％；
b、然后将转速调为2350转，高速搅拌半小时后加入原矿蛭石粉体(≤30微米)6％，继续搅拌5分钟后加入助剂市售分散剂(科宁S43)5％和消泡剂(科宁E1)3％；
c、再继续搅拌23分钟，调整粘度在52秒，经砂磨机研磨过滤，细度达到30微米即可得到太阳热反射隔热节能涂料。
采用带有积分球的紫外-可见-近红外分光光度计(UV-3600)测试太阳热反射隔热节能涂料的反射率为85％，DRM-1型导热系数测试仪测试其导热系数为0.078W/(m·k)。
实施例6：(以20公斤为基数，质量百分比)
a、按比例称取成膜树脂有机硅改性丙烯酸树脂48％加入分散桶内，加入溶剂醋酸丁酯9％，在1200转速下依次加入金红石型钛白粉(杜邦R960)16％、硫酸钡(≤20微米)9％和氧化锌9％；
b、然后将转速调为2450转，高速搅拌半小时后加入有机改性蛭石粉体(≤30微米)5％，继续搅拌5分钟后加入助剂市售分散剂(科宁S43)3％和消泡剂(科宁E1)1％；
c、再继续搅拌25分钟，调整粘度在50秒，经砂磨机研磨过滤，细度达到30微米即可得到太阳热反射隔热节能涂料。
采用带有积分球的紫外-可见-近红外分光光度计(UV-3600)测试太阳热反射隔热节能涂料的反射率为91％，DRM-1型导热系数测试仪测试其导热系数为0.056W/(m·k)。
实施例7：(以20公斤为基数，质量百分比)
a、按比例称取成膜树脂有机硅改性丙烯酸树脂50％加入分散桶内，加入溶剂醋酸丁酯10％，在1100转速下依次加入金红石型钛白粉(杜邦R960)15％、硫酸钡(≤20微米)8％和氧化锌(≤20微米)8％；
b、然后将转速调为2400转，高速搅拌半小时后加入有机改性蛭石粉体(≤30微米)4％，继续搅拌5分钟后加入助剂市售分散剂(科宁S43)4％和消泡剂(科宁E1)1％；
c、再继续搅拌25分钟，调整粘度在53秒，经砂磨机研磨过滤，细度达到30微米即可得到太阳热反射隔热节能涂料。
采用带有积分球的紫外-可见-近红外分光光度计(UV-3600)测试太阳热反射隔热节能涂料的反射率为90％，DRM-1型导热系数测试仪测试其导热系数为0.055W/(m·k)。

Claims (4)

1.一种太阳热反射隔热节能涂料，其特征在于该涂料各组分配比为质量百分比：成膜树脂30-55％、金红石型钛白粉15-20％、超细硫酸钡8-12％、超细氧化锌8-12％、蛭石粉体2-6％、溶剂醋酸丁酯8-12％和助剂为分散剂科宁S43和消泡剂科宁E14-8％。
2.根据权利要求1所述的太阳热反射隔热节能涂料，其特征在于成膜树脂为丙烯酸树脂或有机硅改性丙烯酸树脂。
3.根据权利要求2所述的太阳热反射隔热节能涂料，其特征在于蛭石粉体为原矿蛭石粉体或有机改性蛭石粉体。
4.根据权利要求1所述的一种太阳热反射隔热节能涂料的制备方法，其特征在于按下列步骤进行：
a、按质量百分比称取成膜树脂为丙烯酸树脂或有机硅改性丙烯酸树脂30-55％加入分散桶内，加入溶剂醋酸丁酯8-12％，在1000-1200转速下依次加入金红石型钛白粉15-20％、超细硫酸钡8-12％和超细氧化锌8-12％；
b、然后将转速调为2300-2500转，高速搅拌半小时后加入蛭石粉体为原矿蛭石粉体或有机改性蛭石粉体2-6％，继续搅拌5分钟后加入助剂4-8％；
c、再继续搅拌15-25分钟，调整粘度在45-55秒，经砂磨机研磨过滤，细度达到30微米即可得到太阳热反射隔热节能涂料。
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