CN104877515B - 一种彩色降温涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种彩色降温涂料，所述的涂料是由以下重量百分比的原料组成：自制环氧改性丙烯酸杂化乳液25‑35％、金红石型二氧化钛5‑10％、光催化剂2‑5％、调色颜料6‑12％、空心玻璃微珠12‑20％、远红外纳米材料3‑6％、氧化锌2‑5％、气相二氧化硅2‑4％、助剂1‑3％、去离子水25‑35％。本发明的彩色降温涂料具有颜色可调、色彩美观的特点，且反射率高、柔韧性好、抗冲击强度高和耐老化。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种彩色降温涂料。
背景技术
降温涂料是集反射、辐射与空心微珠隔热于一体的新型涂料，涂料能对400nm～2500nm范围的太阳红外线和紫外线进行高反射，不让太阳的热量在物体表面进行累积升温，又能自动进行辐射热量散热降温，把物体表面的热量辐射到太空中去，降低物体的温度，即使在阴天和夜晚涂料也能辐射热量降低温度，有的在涂料中放入导热系数极低的空心微珠隔绝热能的传递，即使在大气温度很高时也能隔住外部热量向物体内部传导，三大功效保证了涂刷涂料的物体降温，确保了物体内部空间能保持持久恒温的状态。
目前,白色降温涂料的研究较多，但彩色降温料研究却很少，且降温效果很差不能满足使用要求。
发明内容
本发明提供了一种高效的彩色降温涂料及其制备方法。
本发明采用如下技术方案：
本发明的彩色降温涂料是由以下重量百分比的原料组成：自制环氧改性丙烯酸杂化乳液25-35％、金红石型二氧化钛5-10％、光催化剂2-5％、调色颜料6-12％、空心玻璃微珠12-20％、远红外纳米材料3-6％、氧化锌2-5％、气相二氧化硅2-4％、助剂1-3％、去离子水25-35％；
所述的自制环氧改性丙烯酸杂化乳液由下列重量份的物质制备得到：单体134份、引发剂1.2份、乳化剂4.62份、环氧树脂20份、去离子水140份，所述单体的组成及其质量比为：苯乙烯∶丙烯酸丁酯∶甲基丙烯酸甲酯∶甲基丙烯酸∶双丙酮丙烯酰胺＝40∶55∶30∶5∶4；
所述的自制环氧改性丙烯酸杂化乳液的制备方法是：
1)预乳液的制备：将140份去离子水和4.62份乳化剂加入到反应瓶中，升温至40℃，180rpm下搅拌30min，在此30min内同时将134份单体滴加入到反应瓶中，滴加完毕后继续搅拌15min，即制得环氧－丙烯酸预乳液；
2)种子乳液聚合：将上述20％的环氧－丙烯酸预乳液加入反应瓶中，升温至79-81℃，加入0.24份引发剂，当体系显现微蓝色以后，种子乳液已形成，继续保持反应1h，然后将剩余的80％的环氧－丙烯酸预乳液和0.96份引发剂在3.5～4h内滴完，滴加完毕后，再逐渐滴加用丙酮溶解的20份环氧树脂，升温至84-86℃保温1h，然后降温、调节pH＝7～8，过滤、出料，即得环氧改性杂化乳液。
作为优选的技术方案之一，本发明的彩色降温涂料是由以下重量百分比的原料组成：自制环氧改性丙烯酸杂化乳液25％、金红石型二氧化钛10％、光催化剂2％、调色颜料12％、空心玻璃微珠12％、远红外纳米材料6％、氧化锌2％、气相二氧化硅4％、助剂1％、去离子水26％。
作为优选的技术方案之一，本发明的彩色降温涂料是由以下重量百分比的原料组成：自制环氧改性丙烯酸杂化乳液30％、金红石型二氧化钛5％、光催化剂5％、调色颜料6％、空心玻璃微珠16％、远红外纳米材料3％、氧化锌5％、气相二氧化硅2％、助剂3％、去离子水25％。
作为优选的技术方案之一，本发明的彩色降温涂料是由以下重量百分比的原料组成：自制环氧改性丙烯酸杂化乳液30％、金红石型二氧化钛7％、光催化剂3％、调色颜料8％、空心玻璃微珠15％、远红外纳米材料4％、氧化锌3％、气相二氧化硅3％、助剂2％、去离子水25％。
所述的纳米二氧化钛。
所述的酞青蓝、Cr、Cu、Fe、Co、Ni等的氧化物及其氧化物的混合物。
所述的碳化硅和六钛酸钾。
所述的硅酮分散剂。
所述的金红石型二氧化钛、空心玻璃微珠和氧化锌的粒径分别是4微米、30微米和200纳米。
制备本发明的彩色降温涂料的方法的具体步骤如下：
将配方数量的金红石型二氧化钛、光催化剂、远红外纳米材料、氧化锌、气相二氧化硅、助剂、去离子水加入搅拌罐中，高速分散30分钟后，用研磨机进行研磨至细度5微米以下，再加入空心玻璃微珠用200转/分钟的转速分散均匀即可包装。
本发明的积极效果如下：
本发明的彩色降温涂料具有颜色可调、色彩美观的特点，且反射率高、柔韧性好、抗冲击强度高和耐老化。
附图说明
图1是本发明涂料的制备工艺图。
图2是本发明涂料的反射率光谱图。
A驼灰色涂层、B军绿色涂层、C墨绿色涂层。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。
实施例1
1.1本发明的涂料是由以下重量百分比的原料组成：
自制环氧改性丙烯酸杂化乳液30％、金红石型二氧化钛5％、光催化剂5％、调色颜料6％、空心玻璃微珠16％、远红外纳米材料3％、氧化锌5％、气相二氧化硅2％、助剂3％、去离子水25％；
所述的自制环氧改性丙烯酸杂化乳液由下列重量份的物质制备得到：单体134份、引发剂1.2份、乳化剂4.62份、环氧树脂20份、去离子水140份，所述单体的组成及其质量比为：苯乙烯∶丙烯酸丁酯∶甲基丙烯酸甲酯∶甲基丙烯酸∶双丙酮丙烯酰胺＝40∶55∶30∶5∶4；
所述的自制环氧改性丙烯酸杂化乳液的制备方法是：
1)预乳液的制备：将140份去离子水和4.62份乳化剂加入到反应瓶中，升温至40℃，180rpm下搅拌30min，在此30min内同时将134份单体滴加入到反应瓶中，滴加完毕后继续搅拌15min，即制得环氧－丙烯酸预乳液；
2)种子乳液聚合：将上述20％的环氧－丙烯酸预乳液加入反应瓶中，升温至79-81℃，加入0.24份引发剂，当体系显现微蓝色以后，种子乳液已形成，继续保持反应1h，然后将剩余的80％的环氧－丙烯酸预乳液和0.96份引发剂在3.5～4h内滴完，滴加完毕后，再逐渐滴加用丙酮溶解的20份环氧树脂，升温至84-86℃保温1h，然后降温、调节pH＝7～8，过滤、出料，即得环氧改性杂化乳液。
1.2本发明的涂料的制备方法:
将配方数量的金红石型二氧化钛、光催化剂、远红外纳米材料、氧化锌、气相二氧化硅、助剂、去离子水加入搅拌罐中，高速分散30分钟后，用研磨机进行研磨至细度5微米以下，再加入空心玻璃微珠用200转/分钟的转速分散均匀即可包装
实施例2
2.1本发明的涂料是由以下重量百分比的原料组成：
自制环氧改性丙烯酸杂化乳液30％、金红石型二氧化钛5％、光催化剂5％、调色颜料6％、空心玻璃微珠16％、远红外纳米材料3％、氧化锌5％、气相二氧化硅2％、助剂3％、去离子水25％；
所述的自制环氧改性丙烯酸杂化乳液由下列重量份的物质制备得到：单体134份、引发剂1.2份、乳化剂4.62份、环氧树脂20份、去离子水140份，所述单体的组成及其质量比为：苯乙烯∶丙烯酸丁酯∶甲基丙烯酸甲酯∶甲基丙烯酸∶双丙酮丙烯酰胺＝40∶55∶30∶5∶4；
所述的自制环氧改性丙烯酸杂化乳液的制备方法是：
1)预乳液的制备：将140份去离子水和4.62份乳化剂加入到反应瓶中，升温至40℃，180rpm下搅拌30min，在此30min内同时将134份单体滴加入到反应瓶中，滴加完毕后继续搅拌15min，即制得环氧－丙烯酸预乳液；
2)种子乳液聚合：将上述20％的环氧－丙烯酸预乳液加入反应瓶中，升温至79-81℃，加入0.24份引发剂，当体系显现微蓝色以后，种子乳液已形成，继续保持反应1h，然后将剩余的80％的环氧－丙烯酸预乳液和0.96份引发剂在3.5～4h内滴完，滴加完毕后，再逐渐滴加用丙酮溶解的20份环氧树脂，升温至84-86℃保温1h，然后降温、调节pH＝7～8，过滤、出料，即得环氧改性杂化乳液。
2.2本发明的涂料的制备方法:
将配方数量的金红石型二氧化钛、光催化剂、远红外纳米材料、氧化锌、气相二氧化硅、助剂、去离子水加入搅拌罐中，高速分散30分钟后，用研磨机进行研磨至细度5微米以下，再加入空心玻璃微珠用200转/分钟的转速分散均匀即可包装。
实施例3
3.1本发明的涂料是由以下重量百分比的原料组成：
自制环氧改性丙烯酸杂化乳液30％、金红石型二氧化钛7％、光催化剂3％、调色颜料8％、空心玻璃微珠15％、远红外纳米材料4％、氧化锌3％、气相二氧化硅3％、助剂2％、去离子水25％；
所述的自制环氧改性丙烯酸杂化乳液由下列重量份的物质制备得到：单体134份、引发剂1.2份、乳化剂4.62份、环氧树脂20份、去离子水140份，所述单体的组成及其质量比为：苯乙烯∶丙烯酸丁酯∶甲基丙烯酸甲酯∶甲基丙烯酸∶双丙酮丙烯酰胺＝40∶55∶30∶5∶4；
所述的自制环氧改性丙烯酸杂化乳液的制备方法是：
1)预乳液的制备：将140份去离子水和4.62份乳化剂加入到反应瓶中，升温至40℃，180rpm下搅拌30min，在此30min内同时将134份单体滴加入到反应瓶中，滴加完毕后继续搅拌15min，即制得环氧－丙烯酸预乳液；
2)种子乳液聚合：将上述20％的环氧－丙烯酸预乳液加入反应瓶中，升温至79-81℃，加入0.24份引发剂，当体系显现微蓝色以后，种子乳液已形成，继续保持反应1h，然后将剩余的80％的环氧－丙烯酸预乳液和0.96份引发剂在3.5～4h内滴完，滴加完毕后，再逐渐滴加用丙酮溶解的20份环氧树脂，升温至84-86℃保温1h，然后降温、调节pH＝7～8，过滤、出料，即得环氧改性杂化乳液。
3.2本发明的涂料的制备方法:
将配方数量的金红石型二氧化钛、光催化剂、远红外纳米材料、氧化锌、气相二氧化硅、助剂、去离子水加入搅拌罐中，高速分散30分钟后，用研磨机进行研磨至细度5微米以下，再加入空心玻璃微珠用200转/分钟的转速分散均匀即可包装实施例4本发明的涂料的性能。
实施例4
本发明的涂料的性能指标主要如表1所示。
表1本发明的涂料的性能
4.1红外反射率
将本发明制备的不同颜色的涂料，涂在样板上，利用自制的红外反射率测试装置测试结果(红外灯辐射下样板背面温度的变化)如下：
表2墨绿色样板温度变化
表3军绿色样板温度变化
表4驼灰色样板温度变化
将本发明的涂料制成一定厚度的涂层，喷于基板上，使其干膜厚度不小于100μm，用带积分球的紫外-可见-红外分光光度计测出驼灰、军绿和墨绿三种颜色涂层的反射率光谱如图2。从图2中可以看出，在200-2500nm的波段区域内，迷彩三色的红外反射率都很高。驼灰色涂层在很大范围内反射率超过80％，军绿色涂层在很大范围内反射率超过72％，墨绿色涂层在很大范围内反射率超过68％。
4.2降温效果模拟对比测试试验
模拟对比测试就是在阳光下模拟实际应用情况，测试涂有两层结构涂层材料的模拟装置内部、外部降温情况。
模拟测试装置：
用两个规格为24×24×36cm的铁皮方桶，一个喷涂没有热反射功能的一般涂层，另一个喷涂我们研制的迷彩热屏蔽涂料，第三个喷国内某公司研制的降温迷彩涂层作对比试验。三个铁桶采取相同的施工工艺，即均喷涂一道底涂、两道面涂。
测试仪器：
测厚仪：BC100A型磁性涂层测厚仪,上海人民电器厂产；便携式红外测温仪:ST20美国雷泰公司棒式玻璃温度计。
模拟测试环境情况：
气温：29℃ 风力3-4级 天气晴朗
测试结果如表5。
表5不同涂层在太阳热辐射下的表面温度与内部温度比较
由表5可以看出涂装项目研制的热屏蔽复合涂层的测试桶与涂装一般涂层的测试桶相比其内部温度最高相差11℃，外部温度最高相差15℃。涂装国内某公司(目前生产的热反射涂层材料热反射效果最好的一家公司)的热反射涂层的测试桶与涂装一般涂层的测试桶相比其内部温度最高相差5℃，外部温度最高相差9℃。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种彩色降温涂料，其特征在于：所述的涂料是由以下重量百分比的原料组成：自制环氧改性丙烯酸杂化乳液25-35%、金红石型二氧化钛5-10%、光催化剂2-5%、调色颜料6-12%、空心玻璃微珠12-20%、远红外纳米材料3-6%、氧化锌2-5%、气相二氧化硅2-4%、助剂1-3%、去离子水25-35%；
所述的自制环氧改性丙烯酸杂化乳液由下列重量份的物质制备得到：单体134份、引发剂1.2份、乳化剂4.62份、环氧树脂20份、去离子水140份，所述单体的组成及其质量比为：苯乙烯∶丙烯酸丁酯∶甲基丙烯酸甲酯∶甲基丙烯酸∶双丙酮丙烯酰胺=40∶55∶30∶5∶4；
所述的自制环氧改性丙烯酸杂化乳液的制备方法是：
1）预乳液的制备：将140份去离子水和4.62份乳化剂加入到反应瓶中，升温至40℃，180rpm下搅拌30min，在此30min内同时将134份单体滴加入到反应瓶中，滴加完毕后继续搅拌15min，即制得环氧－丙烯酸预乳液；
2）种子乳液聚合：将上述20%的环氧－丙烯酸预乳液加入反应瓶中，升温至79-81℃，加入0.24份引发剂，当体系显现微蓝色以后，种子乳液已形成，继续保持反应1h，然后将剩余的80%的环氧－丙烯酸预乳液和0.96份引发剂在3.5～4h内滴完，滴加完毕后，再逐渐滴加用丙酮溶解的20份环氧树脂，升温至84-86℃保温1h，然后降温、调节pH＝7～8，过滤、出料，即得环氧改性杂化乳液。
2.如权利要求1所述的彩色降温涂料，其特征在于：所述的涂料是由以下重量百分比的原料组成：自制环氧改性丙烯酸杂化乳液25%、金红石型二氧化钛10%、光催化剂2%、调色颜料12%、空心玻璃微珠12%、远红外纳米材料6%、氧化锌2%、气相二氧化硅4%、助剂1%、去离子水26%。
3.如权利要求1所述的彩色降温涂料，其特征在于：所述的涂料是由以下重量百分比的原料组成：自制环氧改性丙烯酸杂化乳液30%、金红石型二氧化钛5%、光催化剂5%、调色颜料6%、空心玻璃微珠16%、远红外纳米材料3%、氧化锌5%、气相二氧化硅2%、助剂3%、去离子水25%。
4.如权利要求1所述的彩色降温涂料，其特征在于：所述的涂料是由以下重量百分比的原料组成：自制环氧改性丙烯酸杂化乳液30%、金红石型二氧化钛7%、光催化剂3%、调色颜料8%、空心玻璃微珠15%、远红外纳米材料4%、氧化锌3%、气相二氧化硅3%、助剂2%、去离子水25%。
5.如权利要求1-4任一项所述的彩色降温涂料，其特征在于：所述的光催化剂是纳米二氧化钛。
6.如权利要求1-4任一项所述的彩色降温涂料，其特征在于：所述的调色颜料是酞青蓝、Cr、Cu、Fe、Co、Ni的氧化物及其氧化物的混合物。
7.如权利要求1-4任一项所述的彩色降温涂料，其特征在于：所述的远红外纳米材料是碳化硅和六钛酸钾。
8.如权利要求1-4任一项所述的彩色降温涂料，其特征在于：所述的助剂是硅酮分散剂。
9.如权利要求1-4任一项所述的彩色降温涂料，其特征在于：所述的金红石型二氧化钛、空心玻璃微珠和氧化锌的粒径分别是4微米、30微米和200纳米。
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