CN103965561A - 一种水性隔热膜材料 - Google Patents

Abstract

一种水性隔热膜材料，各原料的重量份数为：粘接剂12～15份、滑石粉10～20份、蛭石10～15份、真空玻璃微珠10～15份、云母粉5～8份、珍珠岩5～10份、膨润土5～8份、硅酸钙和硅酸铝纤维2-8份、分散剂1.0～1.5份、防霉剂0.1～0.2份、消泡剂0.2～0.5份、丙二醇3～5份、乙二醇1～3份、纯净水7～11份、引发剂0.02份、流平剂0.6份、成膜助剂1～3份。

Description

一种水性隔热膜材料

技术领域

本发明涉及一种新型膜材料及其制备方法，更具体地说，涉及一种水性隔热膜材料。

背景技术

可以说, 地球上绝大部分能量都来自于太阳, 煤炭、石油、风能、水的运动能等都是太阳能的一种形式。太阳将能量辐射到地球表面, 给地球生命提供了生存条件, 但强烈的热辐射也给人类生活带来诸多不便。据分析, 喷淋装置、空调、冷气机和电风扇等降温制冷设备每年所消耗的能量占全年总能耗的20%以上。所耗能量大部分又是煤炭火力发电产生, 消耗煤炭---间接的太阳能, 同时产生大量的二氧化碳等温室气体, 加剧了全球气候变暖, 如此恶性循环造成人类居住的地球环境越来越恶化。如何合理地利用太阳能造福于人类, 建立人与自然和谐共存的关系, 是全人类所面临的共同课题与严峻挑战。直接利用太阳能发电是最环保、最有前途的主动利用太阳能的方法, 但全面取代火电尚需时日。开发太阳热反射隔热膜材料降低建筑物、设备表面温度是一种被动利用太阳能的方法, 对节约能源、保护环境、创建人与自然的和谐关系具有重要的意义。

太阳热反射膜材料国外20世纪50年代研制成功并投产, 70年代至80年代其理论表述已经形成, 90 年代后期, 随着技术的发展, 高性能树脂的合成、高反射率的颜填料发现以及更精确、更快捷检测仪器的研制成功, 使太阳热反射膜材料技术更加完善。随着建设节能型社会的发展要求, 太阳热反射膜材料的研究在我国也呈现出方兴未艾的趋势。高性能树脂太阳热反射涂层处于太阳辐射直接作用下, 太阳照射到地面的光能中约有5% 的紫外线, 近年来, 由于臭氧层破坏的加剧, 太阳辐射到地面的光能中紫外线含量有上升的趋势。紫外线波长为290~ 400 nm, 能量为314~ 419 kJ/m o ,l 大部分聚合物自动氧化反应的活化能为42~ 167 kJ /mo ,l 离解能为167~ 418 kJ/m o,l 除F� C 键具有485 kJ /mo l的高键能, 能抵御紫外线进攻外, 大部分聚合物的化学键都会被紫外线破坏。因此, 高性能树脂一般都是含氟聚合物。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种水性隔热膜材料。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下： 一种水性隔热膜材料，各原料的重量份数为：粘接剂12～15份、抑菌复合物 20-25份、真空玻璃微珠10～15份、云母粉5～8份、珍珠岩5～10份、膨润土5～8份、硅酸钙和硅酸铝纤维2-8份、分散剂1.0～1.5份、防霉剂0.1～0.2份、消泡剂0.2～0.5份、丙二醇3～5份、乙二醇1～3份、纯净水7～11份、引发剂0.02份、流平剂0.6份、成膜助剂1～3份。

所述粘接剂为苯丙乳液，漆膜的导热系数在 0.125~0.14W/(m•K)。

选用 w-18 和w-519 为润湿分散剂改性蛭石表面，其过程为：按膜材料总质量的 1%加入水中低速预混和，低速搅拌约 10min，再加入蛭石，补足水，高速分散约 30min 使蛭石充分润湿，搅拌均匀后在低速搅拌的条件下，加入乳液，再加入适量的消泡剂和 pH 调节剂，搅拌均匀。

外墙隔热膜材料空心玻璃微珠选用细度 2500 目的空心玻璃微珠，蛭石选用350 目蛭石。

分散剂为EFKA-5065分散剂和EFKA-4050分散剂按照2:1的混合物； 所述流平剂为的EFKA-3777流平剂和EFKA-3239流平剂按照1:2的混合物。

所述消泡剂和分别选用EFKA-2722和EFKA-3239。

分散剂可以为10%质量百分比的多聚磷酸盐分散剂溶液，其中多聚指二聚或三聚或二聚与三聚的复合；所述磷酸盐指磷酯钠或磷酯钾或磷酯铵。

所述防霉剂为氟化钠或者是10,10’—氧代双吩恶砒。

所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷或乳化硅油或高碳醇脂肪酸酯复合物或聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚或聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯。

一种制备外墙水性防腐膜材料的方法，它是通过以下方法制备得到的:

第一步:称重各原料：粘接剂12～15份、抑菌复合物 20-25份、真空玻璃微珠10～15份、云母粉5～8份、珍珠岩5～10份、膨润土5～8份、硅酸钙和硅酸铝纤维2-8份、分散剂1.0～1.5份、防霉剂0.1～0.2份、消泡剂0.2～0.5份、丙二醇3～5份、乙二醇1～3份、纯净水7～11份、引发剂0.02份、流平剂0.6份、成膜助剂1～3份；

第二步:研磨颗粒原料：将碳酸钙、云母粉混合并通过研磨机研磨至颗粒最小直径≤50μm，得到混合的细小颗粒；

第三步：溶解：将第二步研磨得到的混合的细小颗粒及第一步称取的其它原料一起放入反应容器中，加热至50～60℃时充分搅拌均匀，搅拌时间为45～60分钟，得到混合乳液；将上述混合好的各成分在双辊开炼机上熔融混合，温度为150℃；成型，采用塑料吹膜机挤出吹膜，即得产品；所述的吹膜机料筒后段温度分四段控制，分别控制在150℃，料筒前段温度分四段控制，分别控制在200℃，机头温度分两段控制，分别控制在210℃，吹胀比为3.0，螺杆转速20～40r/min，牵引速度10～50m/min。

润湿分散剂，流平剂，膨润土，增稠剂，玻璃空心微珠和蛭石都在一定程度上改善水性隔热膜材料的基本性能，独特的组分选择以及配比，协同作用使得该产品增强其阻热性能，加强填料树脂间的粘合性，空心玻璃微珠的中空结构能够有效地阻隔热传导，其材料本身又具有一定的反射能力，隔热效果较佳。具有杀菌效果的薄膜材料、绿色环保并且具有抑菌效果；对人、畜无害。另外，本发明配方合理，制备方法简单。

具体实施方式

为更为详细的阐述本发明，该本发明一实施例如下：

实施例1

一种水性隔热膜材料，各原料的重量份数为：粘接剂12份、抑菌复合物 20份、真空玻璃微珠10份、云母粉5份、珍珠岩5份、膨润土5份、硅酸钙和硅酸铝纤维2份、分散剂1.0份、防霉剂0.12份、消泡剂0.2份、丙二醇3份、乙二醇1份、纯净水7份、引发剂0.02份、流平剂0.6份、成膜助剂1份。

所述粘接剂为苯丙乳液，漆膜的导热系数在 0.125~0.14W/(m•K)。

选用 w-18 和w-519 为润湿分散剂改性蛭石表面，其过程为：按膜材料总质量的 1%加入水中低速预混和，低速搅拌约 10min，再加入蛭石，补足水，高速分散约 30min 使蛭石充分润湿，搅拌均匀后在低速搅拌的条件下，加入乳液，再加入适量的消泡剂和 pH 调节剂，搅拌均匀。

外墙隔热膜材料空心玻璃微珠选用细度 2500 目的空心玻璃微珠，蛭石选用350 目蛭石。

分散剂为EFKA-5065分散剂和EFKA-4050分散剂按照2:1的混合物； 所述流平剂为的EFKA-3777流平剂和EFKA-3239流平剂按照1:2的混合物。

所述消泡剂和分别选用EFKA-2722和EFKA-3239。

分散剂可以为10%质量百分比的多聚磷酸盐分散剂溶液，其中多聚指二聚或三聚或二聚与三聚的复合；所述磷酸盐指磷酯钠或磷酯钾或磷酯铵。

所述防霉剂为氟化钠或者是10,10’—氧代双吩恶砒。

所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷或乳化硅油或高碳醇脂肪酸酯复合物或聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚或聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯。

一种制备外墙水性防腐膜材料的方法，它是通过以下方法制备得到的:

第一步:称重各原料：粘接剂12份、抑菌复合物 20份、真空玻璃微珠10份、云母粉5份、珍珠岩5份、膨润土5份、硅酸钙和硅酸铝纤维2份、分散剂1.0份、防霉剂0.12份、消泡剂0.2份、丙二醇3份、乙二醇1份、纯净水7份、引发剂0.02份、流平剂0.6份、成膜助剂1份；

第二步:研磨颗粒原料：将碳酸钙、云母粉混合并通过研磨机研磨至颗粒最小直径≤50μm，得到混合的细小颗粒；

第三步：溶解：将第二步研磨得到的混合的细小颗粒及第一步称取的其它原料一起放入反应容器中，加热至50～60℃时充分搅拌均匀，搅拌时间为45～60分钟，得到混合乳液；将上述混合好的各成分在双辊开炼机上熔融混合，温度为150℃；成型，采用塑料吹膜机挤出吹膜，即得产品；所述的吹膜机料筒后段温度分四段控制，分别控制在150℃，料筒前段温度分四段控制，分别控制在200℃，机头温度分两段控制，分别控制在210℃，吹胀比为3.0，螺杆转速20～40r/min，牵引速度10～50m/min。

参照美国军标MIL-E-46136, 制备了黑瓷漆标准板, 利用空调将室温调节至( 28℃) , 使用表面温度计对本研究得到的水性日光热反射隔热膜材料( 单层, 厚度为160 um) 测定太阳热反射率, 依照式进行计算。现阶段反射隔热膜材料的的先进水平一般在90% 左右 , 本研究制备的隔热膜材料的热反射率为92% , 已经达到同等产品的先进水平。

实施例2

粘接剂15份、抑菌复合物25份、真空玻璃微珠15份、云母粉8份、珍珠岩10份、膨润土8份、硅酸钙和硅酸铝纤维8份、分散剂1.5份、防霉剂0.2份、消泡剂0.5份、丙二醇5份、乙二醇3份、纯净水11份、引发剂0.02份、流平剂0.6份、成膜助剂3份。

所述分散剂为EFKA-5065分散剂和EFKA-4050分散剂按照4:6的混合物； 所述流平剂为的EFKA-3777流平剂和EFKA-3239流平剂按照1:1的混合物。

所述消泡剂和分别选用EFKA-2722和EFKA-3239。

所述分散剂可以为10%质量百分比的多聚磷酸盐分散剂溶液，其中多聚指二聚或三聚或二聚与三聚的复合；所述磷酸盐指磷酯钠或磷酯钾或磷酯铵。

所述防霉剂为氟化钠或者是10,10’—氧代双吩恶砒。

所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷或乳化硅油或高碳醇脂肪酸酯复合物或聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚或聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯。

一种制备所述的外墙水性防腐膜材料的方法，它是通过以下方法制备得到的:

第一步:称重各原料：碳酸钙15份、云母粉8份、膨润土8份、高岭土8份、增稠剂溶液11份、分散剂1.4份、50%质量百分比的聚丙烯酯乳液40份、防霉剂0.2份、消泡剂0.2份、丙二醇3.1份、乙二醇3份、纯净水11份、引发剂0.02份、流平剂0.6份、改性氨类固化剂25份。

第二步:研磨颗粒原料：将碳酸钙、云母粉混合并通过研磨机研磨至颗粒最小直径≤50μm，得到混合的细小颗粒；

第三步：溶解：将第二步研磨得到的混合的细小颗粒及第一步称取的其它原料一起放入反应容器中，加热至50～60℃时充分搅拌均匀，搅拌时间为45～60分钟，得到混合乳液；将上述混合好的各成分在双辊开炼机上熔融混合，温度为150℃；成型，采用塑料吹膜机挤出吹膜，即得产品；所述的吹膜机料筒后段温度分四段控制，分别控制在150℃，料筒前段温度分四段控制，分别控制在200℃，机头温度分两段控制，分别控制在210℃，吹胀比为3.0，螺杆转速20～40r/min，牵引速度10～50m/min。

采用参照美国军标MIL-E-46136, 制备了黑瓷漆标准板, 利用空调将室温调节至( 28℃) , 使用表面温度计对本研究得到的水性日光热反射隔热膜材料( 单层, 厚度为160 um) 测定太阳热反射率, 依照式进行计算。现阶段反射隔热膜材料的的先进水平一般在90% 左右 , 独特的组分选择以及配比，协同作用使得该产品本研究制备的隔热膜材料的热反射率为93.5% , 已经达到同等产品的先进水平。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种水性隔热膜材料，各原料的重量份数为：

粘接剂12～15份、抑菌复合物 20-25份、真空玻璃微珠10～15份、云母粉5～8份、珍珠岩5～10份、膨润土5～8份、硅酸钙和硅酸铝纤维2-8份、分散剂1.0～1.5份、防霉剂0.1～0.2份、消泡剂0.2～0.5份、丙二醇3～5份、乙二醇1～3份、纯净水7～11份、引发剂0.02份、流平剂0.6份、成膜助剂1～3份；所述粘接剂为苯丙乳液，漆膜的导热系数在 0.125~0.14W/(m•K)；所述的抑菌复合物的制备方法为：

将啤酒花、飞机草、五爪金龙、百里香、高良姜、大蒜、艾叶、水按照15-20：10-15：10-15 ：12-15：8-10：8-10： 5-7：15-20的质量份数配比混合，加入（8份的活力单位为100U）的纤维素酶进行酶解，酶解反应温度为25℃，酶解反应时间为1小时，过滤得到中草药液；去渣后再加入浓度为70%的乙醇水溶液，再将固液混合物超声波辅助提取，超声波提取条件：超声温度为50℃、超声频率为30kHz、超声提取时间为2个小时，然后将固液混合物在35kPa真空条件下抽滤，取滤液在30kPa真空、55℃条件下减压蒸馏得植物源抑菌物。

2.根据权利要求1所述的水性隔热膜材料，其特征在于：选用 w-18 和w-519 为润湿分散剂改性蛭石表面，其过程为：按膜材料总质量的 1%加入水中低速预混和，低速搅拌约 10min，再加入蛭石，补足水，高速分散约 30min 使蛭石充分润湿，搅拌均匀后在低速搅拌的条件下，加入乳液，再加入适量的消泡剂和 pH 调节剂，搅拌均匀。

3.根据权利要求1所述的水性隔热膜材料，其特征在于：外墙隔热膜材料空心玻璃微珠选用细度 2500 目的空心玻璃微珠。

4.根据权利要求1所述的水性隔热膜材料，其特征在于：蛭石选用350 目蛭石，

根据权利要求1所述的水性隔热膜材料，其特征在于：分散剂为EFKA-5065分散剂和EFKA-4050分散剂按照2:1的混合物； 所述流平剂为的EFKA-3777流平剂和EFKA-3239流平剂按照1:2的混合物。

5.根据权利要求1所述的水性隔热膜材料，其特征在于：所述消泡剂和分别选用EFKA-2722和EFKA-3239。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的水性隔热膜材料，其特征在于：分散剂可以为10%质量百分比的多聚磷酸盐分散剂溶液，其中多聚指二聚或三聚或二聚与三聚的复合；所述磷酸盐指磷酯钠或磷酯钾或磷酯铵。

7.根据权利要求1或权利要求2所述的水性隔热膜材料，其特征在于：所述防霉剂为氟化钠或者是10,10’—氧代双吩恶砒。

8.根据权利要求1或权利要求2所述的水性隔热膜材料，其特征在于：所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷或乳化硅油或高碳醇脂肪酸酯复合物或聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚或聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯。

9.一种制备权利要求1所述的外墙水性防腐膜材料的方法，它是通过以下方法制备得到的:

第一步:称重各原料：粘接剂12～15份、滑石粉10～20份、蛭石10～15份、真空玻璃微珠10～15份、云母粉5～8份、珍珠岩5～10份、膨润土5～8份、硅酸钙和硅酸铝纤维2-8份、分散剂1.0～1.5份、防霉剂0.1～0.2份、消泡剂0.2～0.5份、丙二醇3～5份、乙二醇1～3份、纯净水7～11份、引发剂0.02份、流平剂0.6份、成膜助剂1～3份；

第二步:研磨颗粒原料：将钛白粉、滑石粉、碳酸钙、云母粉混合并通过研磨机研磨至颗粒最小直径≤50μm，得到混合的细小颗粒；

第三步：溶解：将第二步研磨得到的混合的细小颗粒及第一步称取的其它原料一起放入反应容器中，加热至50～60℃时充分搅拌均匀，搅拌时间为45～60分钟，得到混合乳液；将上述混合好的各成分在双辊开炼机上熔融混合，温度为150℃；成型，采用塑料吹膜机挤出吹膜，即得产品；所述的吹膜机料筒后段温度分四段控制，分别控制在150℃，料筒前段温度分四段控制，分别控制在200℃，机头温度分两段控制，分别控制在210℃，吹胀比为3.0，螺杆转速20～40r/min，牵引速度10～50m/min。