CN103740215B - 一种高性能建筑用热反射隔热涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种高性能建筑用热反射隔热涂料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高性能建筑反射隔热涂料，该反射隔热涂料包含以下按重量份计算的原料：成膜物质：40‑50份，金红石型钛白粉：15‑25份，功能性填料：5‑15份，红外辐射粉：5‑15份，高岭土：5‑10份，滑石粉：5‑10份，消泡剂：0.2‑0.5份，润湿剂：0.2‑0.4份，分散剂：0.2‑0.4份，增稠剂：0.3‑0.6份，成膜助剂：1‑3份，去离子水：添加至100。其中红外辐射粉是通过几种金属氧化物通过高温烧结得到的高辐射率的超细粉末。本发明结合空心微球的传统隔热的效果，形成了以高反射和高辐射为主、传统隔热为辅的新型水性隔热涂料，适用于新建建筑外墙以及既有建筑的改造中的隔热保温领域。

Description

一种高性能建筑用热反射隔热涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于建筑涂料技术领域，具体涉及一种高性能水性建筑反射隔热涂料及其制备方法和应用。
技术背景
随着国民经济的高速发展，能源危机在我国显得尤为突出。数据显示，建筑物的能耗在我国总能耗中所占的比例约为25%-40%，其中，每年夏季空调、风扇等降温设备所消耗的能量，占每年能源消耗的20%，造成了极大浪费。在当今倡导节能降耗减排的新形式下，节约能源显得尤为重要。
建筑反射隔热涂料是近年来得到一定应用并受到重视的新型功能性建筑涂料。在我国夏季气温过高的夏热冬暖、夏热冬冷气候区，该涂料除了具有普通外墙涂料的装饰效果外，还能够反射太阳辐射热而降低涂膜表面温度，并减轻因夏季涂膜表面温度过高而带来的一系列问题。建筑反射隔热涂料虽然研究很多，但是在实际应用中还存在诸多问题，如：性能不稳定，专利200510028388.7报道的反射隔热涂料尽管具有相当好的太阳反射率，但是红外辐射率较差；颜色单一，主要以白色或浅色涂料为主，局限性较大等。因此，现有的建筑用反射隔热涂料制约着其在建筑节能领域的应用。
发明内容
本发明目的提供一种高性能建筑用反射隔热涂料，是一种节能、环保、以太阳反射率高且近红外辐射率高为主、传统隔热为辅的新型水性建筑反射隔热涂料。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种高性能建筑反射隔热涂料，所述的涂料由以下重量份数的原料制成：
其中，本发明所述的成膜物质为按照纯丙乳液:硅丙乳液或硅溶胶按照3:3-7:3的质量比共混复配而成。
所述的功能性填料为空心玻璃微珠、陶瓷微珠和漂珠中的一种或者两种，所述的空心玻璃微珠的平均粒径为15-85μm，陶瓷微珠和漂珠的平均粒径1-40μm。
所述的红外辐射粉为自制红外辐射粉，其具体制备方法如下：
在基体Al2O3粉体中，加入15-20%质量分数的MnO2和10-15%质量分数TiO2粉体，经充分混合后过筛，再将粉料放入高铝陶瓷坩埚，在1100～1300℃下保温1～4小时，合成产物经粉碎研磨后，获得红外辐射型粉体。
所述的高岭土的平均粒径为4000目，滑石粉的平均粒径为1250目。
所述的润湿剂为非离子型润湿剂；所述的分散剂为非离子型分散剂；所述的消泡剂有机硅消泡剂、聚醚改性有机硅和矿物油消泡剂中的一种或两种；所述的增稠剂为：羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚氨酯类增稠剂或碱溶胀型增稠剂中的一种或两种以上；所述成膜助剂为二醇、乙二醇、乙二醇二醚或十二脂醇。
所述的高性能建筑反射隔热涂料优选下面方法制备：
(1)按照配方量将分散剂、润湿剂、1/2消泡剂助剂加入适量的去离子水中，在300～500r/min的转速下搅拌5min得到充分混合；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入配方量的金红石型钛白粉、红外辐射粉、滑石粉和高岭土，在1000～2000r/min的转速下分散45min得到细度为60μm的混合体系；
(3)在300～600r/min转速下，向步骤(2)得到的混合体系中依次加入配方量的成膜物质、功能填料、1/2消泡剂、成膜助剂和增稠剂，搅拌均匀，得到粘度为11000～13000mpa/s的混合体系，停止搅拌，静置，过滤，得到高性能建筑反射隔热涂料。
本发明所述的高性能建筑反射隔热涂料的有益效果是：本发明在传统基本水性涂料配方的基础上加入以高反射率功能填料和超细二氧化钛组成的复合颜填料达到高反射的目的；加入自制的具有高辐射率的红外辐射粉达到高辐射的目的。由此结合空心微球的传统隔热的效果，形成了以高反射和高辐射为主、传统隔热为辅的新型水性隔热涂料，达到了最佳的隔热保温效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
(1)红外辐射粉制备：在基体Al2O3粉体中，加入15%质量分数的MnO2和10%质量分数的TiO2粉体，经充分混合后过筛，再将粉料放入高铝陶瓷坩埚，在1150℃下保温2小时，合成产物经粉碎研磨后，获得红外辐射型粉体。
(2)反射隔热涂料的制备：a.按照配方量将0.3份分散剂、0.2份润湿剂、0.3份消泡剂等助剂加入16份去离子水中，在300～500r/min的转速下搅拌5min得到充分混合；b.向步骤a得到的混合物中加入16份金红石型钛白粉、5份红外辐射粉、6份滑石粉和6份高岭土，在1000～2000r/min的转速下分散45min得到细度为60μm的混合体系;c.在300～600r/min转速下，向步骤b得到的混合体系中依次加入40份成膜物质、10份功能填料、0.2份消泡剂、1份成膜助剂和0.3份增稠剂，搅拌均匀，得到粘度为11000～13000mpa/s的混合体系，停止搅拌，静置，过滤，得到高性能建筑反射隔热涂料。
实施例2
(1)红外辐射粉制备：在基体Al2O3粉体中，加入20%质量分数的MnO2和10%质量分数的TiO2粉体，经充分混合后过筛，再将粉料放入高铝陶瓷坩埚，在1250℃下保温2小时，合成产物经粉碎研磨后，获得红外辐射型粉体。
(2)反射隔热涂料的制备：a.按照配方量将0.3份分散剂、0.2份润湿剂、0.3份消泡剂等助剂加入16份去离子水中，在300～500r/min的转速下搅拌5min得到充分混合；b.向步骤a得到的混合物中加入18份金红石型钛白粉、6份红外辐射粉、5份滑石粉和5份高岭土，在1000～2000r/min的转速下分散45min得到细度为60μm的混合体系;c.在300～600r/min转速下，向步骤b得到的混合体系中依次加入40份成膜物质、8份功能填料、0.2份消泡剂、1份成膜助剂和0.3份增稠剂，搅拌均匀，得到粘度为11000～13000mpa/s的混合体系，停止搅拌，静置，过滤，得到高性能建筑反射隔热涂料。
实施例3
(1)红外辐射粉制备：在基体Al2O3粉体中，加入20%质量分数的MnO2和10%质量分数的TiO2粉体，经充分混合后过筛，再将粉料放入高铝陶瓷坩埚，在1150℃下保温3小时，合成产物经粉碎研磨后，获得红外辐射型粉体。
(2)反射隔热涂料的制备：a.按照配方量将0.3份分散剂、0.2份润湿剂、0.3份消泡剂等助剂加入15份去离子水中，在300～500r/min的转速下搅拌5min得到充分混合；b.向步骤a得到的混合物中加入18份金红石型钛白粉、5份红外辐射粉、5份滑石粉和5份高岭土，在1000～2000r/min的转速下分散45min得到细度为60μm的混合体系；c.在300～600r/min转速下，向步骤b得到的混合体系中依次加入45份成膜物质、8份功能填料、0.2份消泡剂、1份成膜助剂和0.3份增稠剂，搅拌均匀，得到粘度为11000～13000mpa/s的混合体系，停止搅拌，静置，过滤，得到高性能建筑反射隔热涂料。
根据JC/T235-2008《建筑反射隔热涂料》标准进行检测，实施例1～3提供的涂料的太阳反射比大于等于0.85，半球发射率大于等于0.85，隔热温差高达15℃，隔热温差衰减在5℃以下。
另外，经检测，实施例1～3提供的涂料的对比率(遮盖率)≥0.95，耐沾污性≤10%，耐人工气候老化性(≥600h)，耐水性(≥96h)、耐碱性(≥48h)，耐洗刷性(≥2000次)，满足GB/T9755-2001《合成树脂乳液外墙涂料》"优等品"要求。
与现有的反射隔热涂料相比，涂料的太阳反射比和半球发射率较高，且由于硅溶胶/硅丙乳液的加入，使得涂膜的硬度增加，涂层的耐沾污能力增强，涂层的隔热温差和隔热温差衰减较优异。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的原理下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种高性能建筑反射隔热涂料，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：
成膜物质：40-50份
金红石型钛白粉：15-25份
功能性填料：5-15份
红外辐射粉：5-15份
高岭土：5-10份
滑石粉：5-10份
消泡剂：0.2-0.5份
润湿剂：0.2-0.4份
分散剂：0.2-0.4份
增稠剂：0.3-0.6份
成膜助剂：1-3份
去离子水：添加至100份；
所述的红外辐射粉为自制红外辐射粉，其具体制备方法如下：
在基体Al2O3粉体中，加入15-20％质量分数的MnO2和10-15％质量分数TiO2粉体，经充分混合后过筛，再将粉料放入高铝陶瓷坩埚，在1100～1300℃下保温1～4小时，合成产物经粉碎研磨后，获得红外辐射粉；
所述的成膜物质为按照纯丙乳液:硅丙乳液或硅溶胶按照3:3-7:3的质量比共混复配而成。
2.根据权利要求1所述的高性能建筑反射隔热涂料，其特征在于：所述的功能性填料为空心玻璃微珠、陶瓷微珠和漂珠中的一种或者两种，所述的空心玻璃微珠的平均粒径为15-85μm，陶瓷微珠和漂珠的平均粒径为1-40μm。
3.根据权利要求1所述的高性能建筑反射隔热涂料，其特征在于：所述的高岭土的平均粒径为4000目，所述的滑石粉的平均粒径为1250目。
4.根据权利要求1所述的高性能建筑反射隔热涂料，其特征在于：所述的润湿剂为非离子型润湿剂；所述的分散剂为非离子型分散剂；所述的消泡剂有机硅消泡剂、聚醚改性有机硅和矿物油消泡剂中的一种或两种；所述的增稠剂为：羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚氨酯类增稠剂或碱溶胀型增稠剂中的一种或两种以上；所述成膜助剂为乙二醇或乙二醇二醚。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的高性能建筑反射隔热涂料的制备方法，其特征在于：
(1)按照配方量将分散剂、润湿剂、1/2-3/5消泡剂加入去离子水中，在300～500r/min的转速下搅拌5min得到充分混合；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入配方量的金红石型钛白粉、红外辐射粉、滑石粉和高岭土，在1000～2000r/min的转速下分散45-50min得到细度为60μm的混合体系；
(3)在300～600r/min转速下，向步骤(2)得到的混合体系中依次加入配方量的成膜物质、功能性填料、剩余消泡剂、成膜助剂和增稠剂，搅拌均匀，得到粘度为11000～13000mPa·s的混合体系，停止搅拌，静置，过滤，得到高性能建筑反射隔热涂料。
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