CN103725116A - 太空衣隔热涂料陶瓷中空微珠 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的“陶瓷中空微珠反射隔热涂料”，是根据我国建筑节能应用实际，借鉴和吸收陶瓷（真空）隔热保温技术，立足于产品应用性能的全新突破。一种”太空衣”隔热涂料（陶瓷中空微珠），包括：成膜物质、常温交联固化、生产流程工艺控制，根据特征要求成膜基质加入特征要求材料特制真空陶瓷微珠以后；特征要求控制成膜介质粘稠度，以提供真空陶瓷微珠必要的自由度，保证其在施工涂刷过程形成矩阵排列，以阻断热对流，改变热传导距离和传导方向。这种涂料涂刷在建筑围护结构表面，让墙体、架空层的顶、底板表面、及屋面，形成陶瓷颗粒矩阵排列的真空隔热膜；陶瓷颗粒形态圆润，让陶瓷颗粒在介质中享有充分的自由度。

Description

太空衣隔热涂料陶瓷中空微珠

技术领域

本发明涉及建筑节能保温材料领域、钢结构涂层应用，工业民用反射隔热、抗辐射、防火材料应用领域，特别是一种新型反射隔热保温防火涂料中 “陶瓷真空微珠” 填料的合成成分、生产制备及应用机理。 

技术背景

建筑节能已成为全社会节能的重要组成部分。随着我国建设资源节约型、环境友好型社会和节能减排工作的不断深入，建筑节能的重要性和紧迫性还将日益凸现。建筑物屋顶和外墙表面温度升高引起周围环境和室内的温度过高，是造成建筑能耗居高不下的主要影响之     

一、在太阳光的照射下，热量不断地积聚在被辐射的物体表面上，将使其表面温度不断地升高。据测算，在太阳曝晒下，夏季气象温度为 33℃时，水泥房顶表面温度高达 58℃；一些灰色或黑色的物体，表面吸热率高，聚集温度将更高。

二．建筑热量传递主要通过对流、传导、辐射三种形式进行，通常墙体节能有外保温、自保温、内保温三种类型。外墙外保温体系施工工艺烦琐，材料及工程质量较难控制，投资费用高，系统的开裂和脱落是工程常见通病。外墙自保温或内保温系统梁、楼板、柱和分隔墙，容易产生冷热桥，现浇构件的温差应力会导致构件的损伤，影响建筑寿命。目前，对于建筑外围护结构使用的节能材料主要为阻隔性保温材料，在满足设计要求的同时，尽量提高材料气相空隙率，降低导热隔墙处系数，而对反射类材料的应用还较少。为了降低暴露在太阳热辐射下建筑物的表面温度，反射隔热涂料综合了建筑涂料与反射隔热材料的双重特性；促进单一建筑保温隔热向系统综合保温隔热形式上的转变。因生产工艺简单、使用经济合理、施工方便、反射隔热，节能效果明显，越来越受业界的青睐，发展前景可观。因此，研究发展反射隔热涂料，将成为我国建筑节能战略目标的重要组成部分。 

目前，保温涂料的技术研究呈现出如下的发展趋势： 

1、含有纳米或纳米以下微孔结构的涂膜、采用纳米材料制得的涂膜，将是下一阶段保温涂料发展的热点之一。作为一种最具有市场应用潜力的新兴科学技术，纳米技术的发展为保温涂料的研究与发展提供了前所未有的机遇和可能性。

2、研制生产复合型多功能保温涂料。隔热效果良好的保温涂料，往往是两种或多种隔热机理协同作用的结果，各种保温涂料各有其优缺点，可充分发挥各自的特点，进行优势互补。因此，多种机理综合起作用的复合型保温涂料，代表着未来保温涂料的发展趋势。 

3、积极开发新型保温涂料及相关技术。如低辐射保温涂料，高效薄层隔热防腐一体化保温涂料等。 

4、大力发展建筑隔热涂料及相关技术，应用向连续化、自动化、多功能体系化发展。 

5、现有产品及技术的改进提高。提高产品性能，扩大品种规格，降低成本，以满足不同用户的需要。如复合硅酸盐保温涂料应向快速固化、憎水、提高黏结强度、降低密度、负温下施工、降低成本和用于建筑节能等方向发展。 

6、注重环保，有选择性地使用节能降耗材料，保温涂料品种从溶剂型向水剂型、粉末型发展。 

7、国内外涂料及涂层技术发展很快，并不断更新换代，无机建筑涂料，特别是无机隔热反射建筑涂料是发展方向之一。 

8、发展薄层隔热反射涂料。选择耐候性好、韧性好、耐温较高、成膜性好的基料，加入轻质、孔隙率高以及绝热反射率高的热反射填料，并辅以合适的分散剂、阻燃剂、流平剂、成膜助剂等。研制成的薄层隔热反射涂料的热反射率可达85%以上，可用于成品油罐及低温容器的隔热保温，还可与多孔材料复合构成低辐射传热结构。因其防水好、韧性好，可集防水、保温、外护于一体，简化施工工艺，降低成本。 

9、发展水性反射隔热涂料。反射隔热涂料是在铝基反光隔热涂料的基础上发展而来的，通过选择合适的树脂、金属或金属氧化物颜填料及生产工艺，制得高反射率的涂层，反射太阳热以达到隔热的目的。由于金属薄片在溶剂型涂料中能够较长时间稳定存在，而在水性体系中则不能，因此大多数反射隔热涂料为溶剂体系。但水性化是涂料的发展趋势和必然归宿，因此将金属薄片进行特殊处理或不采用金属薄片的水性反射隔热涂料已成为国内外隔热涂料研究的热点之一。 

10、在物理环境下，真空状态能使分子振动热传导和对流传导两种方式完全消失，因此采用真空状填料制备性能优良的隔热涂料，成为当前研究的另一个热点。 

传统的保温隔热材料多以材质疏松、提高气相空隙率、降低材料导热系数和传热系数，形成一定厚度来满足建筑保温要求。大气环境下，太阳辐射增加了线型材料的热膨胀和热应力，引起物体表面温度过高；加速材料的腐蚀、老化和降解、易造成墙面开裂、吸水、脱落。为此，人们一直在寻求与研究一种能大幅提高保温隔热性能的新型薄层隔热材料。 

  

发明内容

本发明所提供的“太空衣” 隔热涂料（陶瓷中空微珠），根据我国建筑节能应用实际，借鉴和吸收陶瓷（真空）隔热保温技术，立足于产品应用性能的全新突破。 

本发明实现其采用的技术方案是：一种”太空衣”隔热涂料（陶瓷中空微珠），包括：成膜物质：四氟乙烯，控制氟含量30%-32%；常温交联固化，混入tio 95-98%（金红石型）10-15%控制ph值6.5-7.8；瓷微珠（“太空衣”系列特制配方）10%；生产流程工艺控制： 

1、水、颜填料、助剂加料工艺，搅拌速率：1000～1200r/min，搅拌时间：30～40min；

2、砂磨工艺：细度：≤50μm

3、隔热功能填料添加工艺：添加时间：20～30min，预分散时间：30～40min；

4、调漆工艺：搅拌速率：300～400r/min，增稠剂添加：缓慢滴加，粘度调至合格；

所述”太空衣”隔热涂料（陶瓷中空微珠）其特征在于：涂料成膜物质选用氟含量在30-32%的氟碳树脂；常温交联固化加入tio

（金红石型，纯度 95-98%）10-15%；填料中加入真空陶瓷微珠10%。

所述在成膜物质中，加入特制真空陶瓷微珠 ；合成的陶瓷微珠在真空环境下生成，合成陶瓷的主要成分：silica  26-30%、Alumina  40-43%、Titanium dioxide 4-5%、Baso

  6-8%；主要物理性质指标：抗压强度280-300kg/cm、莫氏硬度6-7、密度 36kg/m、熔点 1600-1800 摄氏度、聚合材料质量  7-7.5 kg/m

、颗粒尺寸  40-60（特别要求时可达1nm） 

根据特征要求成膜基质加入特征要求材料特制真空陶瓷微珠以后；特征要求控制成膜介质粘稠度，以提供真空陶瓷微珠必要的自由度，保证其在施工涂刷过程形成矩阵排列，以阻断热对流，改变热传导距离和传导方向。真空陶瓷微细颗粒填料，该陶瓷微细颗粒材质致密、坚硬，克服了传统隔热保温材料质地疏松，蓄热度高，热效应滞后的现象。这种涂料涂刷在建筑围护结构表面，让墙体、架空层的顶、底板表面、及屋面，形成陶瓷颗粒矩阵排列的真空隔热膜；陶瓷颗粒形态圆润，让陶瓷颗粒在介质中享有充分的自由度。隔热膜隔断热对流，改变热传导方向，延长热传递路径。

真空陶瓷微细颗粒，在真空环境中，经历气流压力环境、真空初期的不稳定流动、真空区域内涡流、真空负吸导流稳定后，形成的陶瓷颗粒形态高度圆润、腔内真空和一定的粒径级配。制备过程中，按照计算机模拟、控制催化剂准确投放、控制2000℃以上高熔点合成物质雾化、控制真空负吸导流、控制陶瓷颗粒粒径、陶瓷颗粒形成真空，颗粒圆润、坚硬。真空陶瓷微细颗粒，无毒、无污染，对人体及环境无危害。 

利用陶瓷微粒的矩阵规则堆积，有层次阻抗太阳光热的辐射。形成抗辐射双层结构。当太阳光照射到陶瓷颗粒表面时，陶瓷颗粒利用光洁的表面将大部分的热能反射到大气层中，减少了物体对光的透过和吸收。在经过涂层表面第一次反射后，进入涂层内部的一部分能量，还能够因为涂层内部的高反射型、陶瓷微粒的矩阵隔热填料，而形成二次反射和散射，使得绝大部分的热量经过两次反射和散射后被拒于涂层之外。另外，由于陶瓷小球形态“圆滑”，在涂料中有很高自由度，涂料涂刷中能够自如形成连续的矩阵排列，很好地避免了因涂料介质分离陶瓷微细颗粒，而产生削弱涂层的隔热效果。 

  

附图说明

图1为本发明的工作流程示意图。 

  

具体实施方式

表4真空陶瓷微细颗粒主要的物理性质 

外表和气味	白色干燥粉末，无味
		密度	0.37克/ Cm
成分	混合的陶瓷微细颗粒
		熔点	大于1800℃
颗粒大小	100 m至纳米级
		抗压强度	7500—8000ps(相当51710—55158kpa)
材料表面导热系数	0.06—0.065W／M.K
		材料系统热阻值	R=1.06m .K/W
比重	0.75g/ Cm
		表面太阳反比	0.83—0.85
半球反射率	0.87—0.91

流程图示中根据涂料使用环境添加OH-(H

O)

、o

-(H

O)

、CO

-(H

O) 负离子，提高环境净化与杀菌能力。

一种”太空衣”隔热涂料（陶瓷中空微珠），包括：成膜物质：四氟乙烯，控制氟含量30%-32%；常温交联固化，混入tio

 95-98%（金红石型）10-15%控制ph值6.5-7.8；瓷微珠（“太空衣”系列特制配方）10%；生产流程工艺控制： 

1、水、颜填料、助剂加料工艺，搅拌速率：1000～1200r/min，搅拌时间：30～40min；

2、砂磨工艺：细度：≤50μm

3、隔热功能填料添加工艺：添加时间：20～30min，预分散时间：30～40min；

4、调漆工艺：搅拌速率：300～400r/min，增稠剂添加：缓慢滴加，粘度调至合格；

所述”太空衣”隔热涂料（陶瓷中空微珠）其特征在于：涂料成膜物质选用氟含量在30-32%的氟碳树脂；常温交联固化加入tio

（金红石型，纯度 95-98%）10-15%；填料中加入真空陶瓷微珠10%。

所述在成膜物质中，加入特制真空陶瓷微珠 ；合成的陶瓷微珠在真空环境下生成，合成陶瓷的主要成分：silica  26-30%、Alumina  40-43%、Titanium dioxide 4-5%、Baso  6-8%；主要物理性质指标：抗压强度280-300kg/cm、莫氏硬度6-7、密度 36kg/m

、熔点 1600-1800 摄氏度、聚合材料质量  7-7.5 kg/m

、颗粒尺寸  40-60

（特别要求时可达1nm） 

在涂料混合搅拌的不同阶段，适量添加引发酯类交换催化剂，成膜连续聚合物，BS1306硅氧烷有机硅乳液防水剂、防霉、增稠、流平、催干助剂。

  

Claims (3)

1.一种”太空衣”隔热涂料（陶瓷中空微珠），包括：成膜物质：四氟乙烯，控制氟含量30%-32%；常温交联固化，混入tio                                                

95-98%（金红石型）10-15%控制ph值6.5-7.8；瓷微珠（“太空衣”系列特制配方）10%；生产流程工艺控制：

A、水、颜填料、助剂加料工艺，搅拌速率：1000～1200r/min，搅拌时间：30～40min；

B、砂磨工艺：细度：≤50μm

C、隔热功能填料添加工艺：添加时间：20～30min，预分散时间：30～40min；

D、调漆工艺：搅拌速率：300～400r/min，增稠剂添加：缓慢滴加，粘度调至合格。

2.根据权利要求1所述所述一种”太空衣”隔热涂料（陶瓷中空微珠）其特征在于：涂料成膜物质选用氟含量在30-32%的氟碳树脂；常温交联固化加入tio

（金红石型，纯度 95-98%）10-15%；填料中加入真空陶瓷微珠10%。

3.根据权利要求1所述所述一种”太空衣”隔热涂料（陶瓷中空微珠）其特征在于：在成膜物质中，加入特制真空陶瓷微珠 ；合成的陶瓷微珠在真空环境下生成，合成陶瓷的主要成分：silica  26-30%、Alumina  40-43%、Titanium dioxide 4-5%、Baso

  6-8%；主要物理性质指标：抗压强度280-300kg/cm

、莫氏硬度6-7、密度 36kg/m

、熔点 1600-1800 摄氏度、聚合材料质量  7-7.5 kg/m

、颗粒尺寸  40-60

（特别要求时可达1nm）。