CN102211893A - 新型涂料的制造方法及其涂料材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有高隔热性、高抗菌性、高防污性等各项性能均优异的涂层材料的制作方法以及基于此制作方法所制造的涂层材料。该涂料广泛应用于工厂、仓库、公共设施、普通住宅、汽车公交场所等设施的墙壁、屋顶等的需要，隔热环保，利用应用价值可观，具有巨大的经济、环境和社会效益。
Description
一.技术领域
本发明是关于一项具备高隔热性、高抗菌性、高防污性等各项性能均优异的涂层材料的制作方法，以及基于此制造方法所加工的涂层材料。
二.技术背景
地球环境变暖，为了节约能源、防止城市的热岛效应、削减CO2排放量，通过在建筑物的屋顶安装绿化设施、把屋顶及外壁墙上涂用耐热、隔热涂料，由此降低室内温度、减少使用电力而花费的降温所需电费，这样的技术正在逐渐开发。如2008年中国专利局公告的中宏(天津)实业有限公司的名为《用于屋顶起隔热作用的建筑涂料制造方法》的专利(公开号为CN101113254)，此项发明解决北方屋顶保温防冻的技术问题，但局限性很大，没能用于解决畜舍的抗菌、减菌的问题。
近年来在鸡舍和家畜养殖等过程中，预防禽流感等病毒感染的必要性越来越大，残酷的现实呼唤开发优异的抗菌性、减菌性的畜舍表面涂剂。本技术由氧化钛配制的涂料产品则可大大发挥优异的抗菌性。
三.发明内容
1.发明的解决课题
在房屋绿化设施的工程中，存在施工和维持管理费用昂贵的问题。在耐热、隔热涂料的范例中，因为使用了以玻璃系及硅石系的陶质材料作为主材料，为了得到隔热的效果，不得不进行4-8次(层)的反复必要涂抹，带来施工费用变高的问题。
用钾配合涂料的时候，为了使钾的比重超越1，让钾同陶质粒子和溶剂一起混炼的情况中，与陶质粒子比较钾沉降，涂层表面钾不上浮，即使溶剂皮膜涂抹在表层部位，涂抹后的抗菌、灭菌作用也不能充分发挥，这也是一项课题。
本发明者将比重超过1的钾为代表的触媒材料或比重超过1的钾为代表的空气触媒材料，成功使得在混炼物的表层部上浮，能够制造出高隔热性及灭菌性能优异的涂层材料，而且，涂抹施工的成本费用也非常便宜。
本发明提供高隔热性及灭菌性能优异的涂层材料制造方法，而且提供施工成本费用便宜的涂装材料的制造方法。本发明提供由此制造方法制造所得的涂层材料为目的的。
2.解决课题的手段
为了解决上面所记课题，本发明中要求1项的涂层材料的制造方法是，在比重未满1的陶质系或玻璃系的球形粒子中，加入水及水溶性树脂混炼，得到一次混炼产物的第1混炼工程，在第1混炼工程中得到的一次混炼物中，加入比重超过1的光触媒材料混炼，从而得到二次混炼物的第2混炼工程。
在第1混炼工程中，在比重在未满1的陶质系和玻璃系的球形粒子中，把水及水溶性树脂混炼，由此，球形粒子在水溶液中搅拌分散，每个球形粒子四周都被水溶性树脂涂抹上。然后，在第2混炼工程中，由第1混炼工程得到的一次混炼物中，混炼进比重超过1的光触媒材料，由此，每个球形粒子与四周涂抹上的水溶性树脂结实地结合，每个球形粒子被光触媒材料结实均等地相结合。然后，根据每个球形粒子的浮力，每个与球形粒子相结合得到比例超过1的触媒材料在混炼物的表层部浮上。这里代表着触媒材料的钛化合物，由于触媒作用，而发挥灭菌等性能。比重超过1的触媒材料是钾等。
比重超过1的触媒材料，由其重量而沉降，对于一般的从未在混炼物表层部上浮的状况，利用每个球形粒子的浮力，使得在混炼物的表层部上浮，并且能使得球形粒子在触媒物质表面能够成排露出。据此，涂层涂料在施工时，触媒材料能够在表层上浮，与所施工的涂层材料的表层部相互结合状态下的球形粒子和触媒材料能够制造并列排布的涂装材料。
涂料表层的球形粒子与触媒材料排列，球形粒子为主体所发挥出高断热性，触媒材料因受到紫外线照射，还能同时发挥其抗菌性、杀菌性等机能。在冬季能发挥高保温机能，还有，涂料材料层干燥后，树脂强固保持球形粒子和这些触媒物质结的合状态，发挥涂料材料层的耐久性。另外，使用水溶性树脂，因不使用有机溶剂，所以不会像以往的有机溶剂那样渗出表层，也不会对光触媒材料本身具有的机能带来损害。
触媒材料因为能够在表层排列，所以能够充分发挥触媒作用下的高防污性。
本发明要求项2中所记的涂料制造方法是，前记第1混炼工程中，对100重量％的球形粒子，加入5-70重量％的水、3-90的水溶性树脂混炼，此为其特征。
本发明要求项3中所记的涂料制造方法，前记第2混炼工程中，对100重量％的一次混炼物、加入1-80重量％触媒材料混炼，此为其特征。
本发明要求项4中所记的涂料制造方法，前记光触媒材料为氧化钛作为其特征。
钾对病菌及汚渍，通过光触媒効果发挥杀菌性、防汚性，而氧化钛通过在涂料層的表面部均等的排列，使钾能够充分发挥其本来具有的杀、减菌性·防汚性作用。因此，鸡舎、畜舎、住宅、食品工厂、医院等建筑物的屋顶、外壁等处，通过涂抹施工涂料材料，能够阻止病菌的侵入，还可防止建筑物的污染。
本发明要求项5中所记的涂料制造方法，前记触媒材料是以钾为其特征。
本发明要求项6中所记的涂料制造方法，取代前記触媒材料，使用比重超过1的空空气触媒材料，以此为特征。
比重大于1的触媒材料，据其重量产生沉降，对于混炼物表面从来不上浮情况，利用一个个的球形粒子的浮力，让其浮于混炼物表面，能够使得球形粒子及其触媒物质在表面排列露出。由此，涂抹施工涂料時，触媒材料浮于表面，与涂抹施工后的涂料表面相互结合状态的球形粒子排列，制成涂料材料。对100重量％的一次混炼物，触媒材料按1-80重量％实施混炼。
在涂料材料表面，球形粒子及空气触媒材料排列，以球形粒子为主发挥高断热性，触媒材料不受紫外線的照射而同时发挥抗菌性、杀菌性等各种技能。
本发明要求项7中所记载的涂料制造方法，前记触媒材料是钾为其特征。
钾(钾40)对于空气中漂浮的病菌及汚染，通过空气触媒效果，发挥其杀菌性、防汚性。通过使比重大于1的钾在涂料表面均等排列，能够充分发挥钾的杀菌性、防汚性。表层面的钾与空气中的水分子发生反应，产生过氧化氢，由过氧化氢生成的过氧氢根离子与空气中的氧发生反应生成超双氧离子。而超双氧离子通过强氧化性、和无紫外線反应的空气触媒反应，可保持24小时室内及阴暗场所内的杀菌抑制作用。因此，畜舎、住宅、食品工厂、医院等建筑物的内壁等等场所，在表层钾通过涂抹施工排列涂料材料，能够杀菌、抑制室内及暗所的漂浮病菌，并能够防止建筑物的污染。
本发明要求项8中所记载的涂料制造方法，前记球形粒子的平均空孔率在5％以上为其特征。
由于球形粒子的平均空孔率在5％以上，热传导性降低，高断热性得以发挥。当然，希望平均空孔率在10％以上更好。从来玻璃系等的球形粒子的平均空孔率在3％以下，为得到高断热性，只好反复涂抹施工4-8层。而本技术只需1-2层，即可充分发挥高断热性和杀菌性，还能够大大降低施工成本。
本发明要求项9中所记载的涂料制造方法，前记球形粒子是球状体为其特征。
由于球形粒子是球状体，所以施工涂抹時呈液体状的涂料材料极易延展，因此，现场容易施工。还有，使得涂料涂层很薄，因而能够降低施工成本。
本发明要求项10中所记载的涂料制造方法，前记球形粒子是氧化铝为其特征。
本发明要求项10中所记载的涂料制造方法，前记球形粒子是二氧化硅其特征。
因为球形粒子是氧化铝(Al2O3)，与玻璃系、孢子角系的球形粒子比較，球形形状不易形成不定形，能够得到稳定形状的球形粒子。另外，氧化铝的球形粒子在约1400℃高温下，烧结成氧化铝，能够稳定地得到空孔率10％以上的球状球形粒子。
由于球形粒子是二氧化硅(SiO2)，与玻璃系、孢子角系的球形粒子比較，不易形成不定形球形形状，能够得到稳定形状的球形粒子。另外，二氧化硅SiO2的球形粒子在约800℃的高温下，能够烧结成氧化铝，能够稳定获得空孔率5％以上的球状球形粒子。
3.发明的功效
以上说明那样，根据本发明中的塗料材的制造方法，在比重不足1的陶质系或者玻璃系的球形粒子中，加入水及水溶性树脂混炼而获得一次混炼物的第1混炼工程；在第1混炼工程得到的一次混炼物中，混炼进比重大于1的光触媒材料，获得二次混炼物的第2混炼工程。由此，在第2混炼工程中，利用球形粒子的浮力，促使与球形粒子相结合而成的比重大于1的触媒材料浮于混炼物的表层，能够让球形粒子及触媒材料均匀的排列于表层，因而产生具有优异高断热性、杀菌性的涂料，达到优异効果。
此外，在第二次混炼工程中，在触媒材料中加入钾的触媒材料混炼，由此，利用比重不足1的球形粒子的浮力，促使与球形粒子结合的比重超过1的触媒材料浮现于混炼物表层部，可使球形粒子和空气触媒材料均等能够排列于表层部位，由此，能够制造具有高绝热性能、触媒效果的减菌性的优异涂料。
此外，仅涂刷1-2层就可发挥上述各种功能，因此还能达到减低施工成本的优异效果。
还有，根据本发明的制造方法所得的涂料，具有上述高绝热性能和减灭菌性能的同时，也能达到在屋顶或内外墙上施工涂成容易的优异效果。
四，附图说明
【图1】表示第1实施方式图，(A)(B)表示本发明的涂料制造工序。
【图2】表示在第一混炼工程中，水溶性树脂在一个个球形粒子的周围被涂抹施工的状态。
【图3】表示在第2混炼工程中，氧化钛在一个个球形粒子的周围被結合的状态。
【图4】表示凭借一个个球形粒子的浮力，氧化钛也浮上二次混炼物表面的状态。
【图5】表示涂料层施工的状态截面图。
【图6】表示涂抹施工上涂料层的建筑物的截面图。
1 混炼装置
2 容器
3 搅拌板
4 垂直轴
5 驱动电动机
6 陶质系球形粒子
7 水
8 水溶性树脂
9 一次混炼物
10 氧化钛(光触媒材料)
11 二次混炼物(涂料材料)
12 球形粒子·氧化钛结合体
13 涂料层
14 下层部(接着部)
15 外壁
16 建筑物
17 屋顶
18 涂料层
19 外壁
20 内壁
21 地板
U 球形粒子·氧化钛结合体的复合体
五，具体实施方式
对照图1或图6说明实施本发明的第一个实施方式。图1中的1为混炼装置。
混炼装置1是这样的，在有底筒形容器2的底部附近，水平安装了圆板状的搅拌板3，该搅拌板3由垂直轴4支撑，由驱动电动机5回转驱动，能够搅拌并混炼装入容器2内的各种材料。
第一混炼工程：
首先，如图1(A)所示，第一混炼工程中，将陶质系球形粒子6、水7和水溶性树脂8加入容器2内，由驱动电动机5转动搅拌板3，混炼各种材料，获得一次混炼物9。各种材料的混合重量比率为：陶质系球形粒子100、水50、水溶性树脂50。
此外，对于陶质系球形粒子重量100，也能够选择各个适宜重量5-70的水、重量3-90的水溶性树脂。
通过在容器2内转动搅拌板3，使陶质性球形粒子6在水溶液中搅拌分散，如图2所示，水溶性树脂8涂布于各个球形粒子6的周围。此外，由于使用水平安装的圆板状的搅拌板3搅拌，因此，能够防止陶质性球形粒子6的破损或毁坏。
陶质系球形粒子6，由平均每粒的直径是20-60微米，平均空孔率是20％以上，比重在0.8以下的氧化铝的球状体产生。氧化铝在约1400℃的高温下烧结而成，因此能够稳定地形成平均空洞率在10％以上的球形粒子。水溶性树脂8是使用丙烯酸树脂、硅树脂及氨基甲酸乙酯树脂等。
陶质系球形粒子6，由平均每粒的直径20-60微米、平均空孔率20％以上、比重0.8以下的二氧化硅(SIO2)的球状体产生。二氧化硅(SIO2)在约800℃的高温下烧结而成，因此能够稳定地形成平均空孔率在5％以上的球形粒子。水溶性树脂8是使用丙烯酸树脂、硅树脂及氨基甲酸乙酯树脂等。
第二混练工程：
接着，像图1(B)所示，第二混练工程，是在第一步混练工程中得到的容器2中的一次混合物9中，加进比重超过1的触媒材料的钾10，继续搅动搅拌板3，混练得到二次混练物涂料材料11。.配置重量比例是一次混合物100比钾30。
还有，对于重量100的一次混练物。可以根据需要适度配置重量1-80的钾。
第二步混练工程中，投入了二氧化钛10，由此，如图3所示，一次混练物9中的每个球形粒子6的周围，涂抹上的水溶性树脂8作为粘合剂，在每个球形粒子6的周围，均等地与各个二氧化钛10紧密结合。还有，每个球形粒子与钾结合体12相互结合构成一个U的情况。如图4所示，根据每个球体粒子6的浮力，每个球形粒子与钾结合体12，或者每个球形粒子与钾结合体12的复合U，浮上到二次混合物11的表层部A。
二氧化钛(TiO2)因为比重超过1(比重3.0-3.9)，混练后重量原因而沉淀，从来混练物的表层是浮不上的。对此，利用每个球形粒子6的浮力，使得能够上浮到二次混练物11的表面。据此，如图5所示，在涂抹施工的时候，在表层露出表面的涂料层13能够与钾10相排列进行施工。还有，在图5中，符号14是衔接处的底下部，符号15表示外壁。
图6所示的是根据本发明的涂料制造方法制造的涂料用于建筑物16的屋顶17以及外壁22的施工构造情况。
如图6所示，在建筑物16的屋顶17上，涂抹施工1、2层的涂料层13，由此发挥高隔热性，防护建筑物16。例如，与没有涂抹施工的屋顶相比，能够把屋顶的温度最高降低30℃，并能 保持建筑物内一定的温度。此外，在外壁19涂抹施工1、2层涂料层13，通过钾10的触媒功效，能够杀去减少粘付在涂料层13表面的细菌。并且，在冬季，通过屋顶17以及外壁19上涂抹施工的涂料层13，由于其高隔热性能，发挥其高保温机能。
图6所示，在建筑物16的内壁20和地板21上，钛白磷灰石16露出表面，涂抹施工1、2层排列的涂料层18，由此露出表面的钛白磷灰石16，能够有效地吸附空气中漂浮的细菌，从而达到减菌的效果。
Claims (10)
1.本涂抹材料的制造方法的特征是，在比重不到1的陶质系还有玻璃系的球形粒子里，加入水以及水溶性树脂混合后得到一次混合物，这是第一次混合工程。在第一混合工程得到的一次混合物里，混合比重超过1的光触媒材料，得到二次混合物，即是第二次混合工程。
2.前记第1混炼工程中，对于球形粒子100重量％，加入水5-70重量％、水溶性树脂3-90混炼，要求1所记涂抹材料的制造方法以此为特征。
3.本要求1项中所记第2混炼工程中、对于一次混炼物100重量％，加入触媒材料1-80重量％混炼，要求1、要求2所记涂抹材料的制造方法是以此为特征。
4.前记的触媒材料是钾，要求1或要求3任一项所记涂抹材料的制造方法以此为特征。
5.前记的球形粒子的平均空孔率在20％以上，要求1或要求7任一项所记涂抹材料的制造方法以此为特征。
6.前记的球形粒子是球状体为其特征。
7.前记的球形粒子是氧化铝为其特征。
8.前记的球形粒子是二氧化硅作为特征。
9.要求1或要求8任一项所记涂抹材料的制造方法。
10.根据要求1或要求9任一项所记涂抹材料的制造方法所制造的涂抹材料。
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