CN105295575B - 一种环保隔热涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环保隔热涂料及其制备方法，按照重量份计，包括：陶瓷微粒20‑25份、羟乙基纤维素2‑4份、苯丙乳液50‑60份、丙烯酸纤维4‑7份、硅藻土5‑8份、分散剂5～15份、润湿剂5～15份、增稠剂5～15份、消泡剂5～15份、成膜助剂5～15份和复合隔热材料10‑15份。本发明采用特殊的复合隔热材料，将六钛酸钾晶须和竹纤维混合改性，改性后的复合材料具有优良的机械性能、隔热性能和粘着性。将复合隔热材料与陶瓷微粒组合作为主要隔热材料，所制备的隔热涂料具有良好的隔热性能，隔热温差为达到20‑30度。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保隔热涂料及其制备方法，属于隔热涂料领域。
背景技术
热量的传递方式有三种，分别是热辐射、热传导、热对流。太阳能是最大的热辐射源头，太阳以电磁波的形式不断向外辐射能量，辐射到地球表面上的太阳能量大约是每秒75w/m2。受太阳光照射，由于热量的积累会使空气和物体表面温度不断升高，热量通过热传导进入内部环境。例如储油罐、油罐运输车、建筑物、临时厂房、活动房、工业设备、仪器设备、汽车等在太阳光的持续照射下，其表面温度和内部环境温度都会出现不同程度的升高，这不仅给人们的生产和生活带来极大的不便和危害，同时还缩短了它们的使用寿命。建筑屋顶和外墙表面温度升高会引起周围环境和室内的温度过高，降低生活环境的舒适度，增加空调和风扇的制冷用电量。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20％，造成了极大浪费。
在建筑外墙使用具有隔热功能的涂料不仅可以实现涂料原有的装饰、保护和防霉等功能，而且还使涂层具有隔热的功能，保持室内温度恒定，增大室内外的温差，在夏季减少温能耗，在冬季降低取暖费用。目前，隔热材料正经历着由工业隔热向建筑隔热为主的转变，这也是今后隔热材料的主要发展方向之一。中国专利申请号:200410014380.0(保温砂浆干粉料及制备方法)；它们主要采用了普通硅酸盐水泥、粉煤灰、膨胀珍珠岩、纤维等材料，但其保温、隔热、防脱落、防水、防火、防龟裂、防冻性能有待提高。中国专利CN 1257897A公开了一种既能反射太阳热，又有一定隔热和自清洁作用的隔热涂料，但效果都不是很好。目前市场上隔热涂料主要采用玻璃微珠或陶瓷微珠，其存在如下缺点：
1.绝热性能差：玻璃微珠或陶瓷微珠的密度相对硼硅酸盐空心玻璃微珠高，因而在相同添加用量下，使用玻璃微珠或陶瓷微珠的涂料获得干膜绝热腔体少，涂膜厚度较低，绝热性能差；
2、储存稳定性差：玻璃微珠或陶瓷微珠等经过表面处理而且密度较低，使涂料在储存过程中容易产生粘度增大和上浮的现象；
3、施工不方便：采用玻璃微珠或陶瓷微珠的隔热涂料，为了防止储存过程中上浮的现象，通常提高涂料的初始粘度，因而施工时只能采用刮涂或批涂的方式来获得较高的漆膜厚度。
发明内容
本发明提供了一种环保隔热涂料及其制备方法，解决了现有隔热涂料隔热性能差、储存稳定性差以及施工不方便等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种环保隔热涂料，按照重量份计，包括：陶瓷微粒20-25份、羟乙基纤维素2-4份、苯丙乳液50-60份、丙烯酸纤维4-7份、硅藻土5-8份、分散剂5～15份、润湿剂5～15份、增稠剂5～15份、消泡剂5～15份、成膜助剂5～15份和复合隔热材料10-15份。
优选地：按照重量份计，包括：陶瓷微粒20-25份、羟乙基纤维素2-4份、苯丙乳液55-60份、丙烯酸纤维5-6份、硅藻土5-8份、分散剂10～15份、润湿剂10～15份、增稠剂10～15份、消泡剂10～15份、成膜助剂10～15份和复合隔热材料13-15份。
优选地：所述的陶瓷微粒为纳米陶瓷颗粒，粒径为50-80nm。
优选地：所述的复合隔热材料的制备方法如下：5-8重量份六钛酸钾晶须和20-30份重量份竹纤维分别用1～2wt％的硅烷偶联剂水解，90-100度，烘干2-3h；水解处理后的六钛酸钾晶须、竹纤维和60-80重量份氟碳树脂共混2-3h，110-130度挤出，90-100度烘干2-3h，粉碎成100-150nm颗粒，即为复合隔热材料。
优选地：所述的分散剂为分散剂HY-304。分散剂HY-304是采用特殊聚合工艺制备的高分子超分散剂，它有分子量低与分布窄等特性，对各种无机颜料和填料在水性体系中的分散有良好的效果，它具有用量少、泡沫少、黏度稳定等优点，与复合隔热材料和陶瓷微粒具有良好的相容性，可以有效可提高涂料的耐擦洗性、贮存稳定性和隔热性。
优选地：所述的润湿剂为EASYTECH ST-83。EASYTECH ST-83具有超低动态张力，优秀的润湿性能，高水溶性，与分散剂HY-304共同使用，可以有效地提高涂料的稳定性和耐候性。
优选地：所述的增稠剂为聚丙烯酰胺增稠剂。聚丙烯酰胺增稠剂具有保水性强：防止砂浆快速干燥；2、速溶：冷水搅拌即可使用，溶解速度很快；3、环保—没有VOC、甲醛等；无气味；4、成本低——比普通保水增稠剂成本更低，用量更少；5、施工性好：干粉砂浆中砂浆的稠度、抗流挂性及保水性，具有用量小、保水性好、粘聚力高、耐久性好等特点。采用它作为本发明的增稠剂可以与分散剂HY-304和EASYTECH ST-83相互作用，有效提高产品的黏着力和隔热性。
优选地：所述的消泡剂由重量比为1:0.5:1-2的二甲基硅油：醋酸丁酯：二氧化硅组成。二甲基硅油、醋酸丁酯和二氧化硅的组合作为消泡剂采用具有稳定性好，消泡速度快，用量少，无毒、具有较好的相容性。
优选地：所述的成膜助剂由重量比为1:2-3:1-2的醇脂十二：二乙醇：丙二醇组成。本发明的成膜助剂具有良好的相容性，即使长期接触也不会对健康造成损害，使用简便安全。本发明的全环保型成膜助剂不溶于水，沸点高，使用量少，属于无VOC产品。
本发明的环保隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：先将羟乙基纤维素、苯丙乳液、丙烯酸纤维、硅藻土和分散剂混合，500-800r/min，搅拌10-15min；然后加入陶瓷微粒、润湿剂、增稠剂、消泡剂和成膜助剂份，500-600r/min，搅拌10-15min，最后加入复合隔热材料，800-1000r/min，搅拌25-30min，既得环保隔热涂料。
本发明的有益效果：
本发明采用特殊的复合隔热材料，将六钛酸钾晶须和竹纤维混合改性，改性后的复合材料具有优良的机械性能、隔热性能和粘着性。将复合隔热材料与陶瓷微粒组合作为主要隔热材料，所制备的隔热涂料具有良好的隔热性能，隔热温差为达到20-30度。
另外通过本发明的其它原料以及制备方法，本发明的隔热涂料粘着性好，容易施工，涂料施工5-10年没有脱落现象，并且涂料在存储过程没有出现分离现象，稳定性好。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种环保隔热涂料，按照重量份计，包括：陶瓷微粒20份、羟乙基纤维素3份、苯丙乳液55份、丙烯酸纤维5份、硅藻土6份、分散剂HY-30410份、EASYTECH ST-8312份、聚丙烯酰胺增稠剂5份、消泡剂8份、成膜助剂11份和复合隔热材料13份。
陶瓷微粒为纳米陶瓷颗粒，粒径为50-80nm。
消泡剂由重量比为1:0.5:1的二甲基硅油：醋酸丁酯：二氧化硅组成。
成膜助剂由重量比为1:2:1的醇脂十二：二乙醇：丙二醇组成
复合隔热材料的制备方法如下：5重量份六钛酸钾晶须和25份重量份竹纤维分别用2wt％的硅烷偶联剂A-151水解，90-100度，烘干2-3h；水解处理后的六钛酸钾晶须、竹纤维和60重量份氟碳树脂共混2-3h，110-130度挤出，90-100度烘干2-3h，粉碎成100-150nm颗粒，即为复合隔热材料。
环保隔热涂料的制备方法，包括如下步骤：
先将羟乙基纤维素、苯丙乳液、丙烯酸纤维、硅藻土和分散剂HY-304混合，500-800r/min，搅拌10-15min；然后加入陶瓷微粒、EASYTECH ST-83、聚丙烯酰胺增稠剂、消泡剂和成膜助剂份，500-600r/min，搅拌10-15min，最后加入复合隔热材料，800-1000r/min，搅拌25-30min，既得环保隔热涂料。
本发明的隔热涂料粘着性好，容易施工，涂料施工5-10年没有脱落现象，并且涂料在存储过程没有出现分离现象，稳定性好。
隔热测试：用XPS挤塑板做二个360mm×360mm×30mm导热系数在0.3W/(cm·K)的测温箱，测温箱的内径为300mm×300mm顶部留出做安装测温试板用；选两个360mm×360mm×10mm的水泥石棉板，其中一个做保温隔热涂料(厚度为0.5mm)，另一个做普通外墙涂料(厚度为0.5mm)，在温度为25℃时，同时干燥28天后安装到测温箱顶部，涂料饰面层朝外四周密封，将测温的测温探头插入测温箱内，将测温探头固定于试板内侧表面的中心位置，密封测温口；以上两个测温箱的测温试板距离加热灯为50cm，加热灯为200W，接通电源加热5小时后，保温隔热涂料箱温度计显示25度，普通涂料试板箱温度显示50度。隔热温差为25度。
实施例2
一种环保隔热涂料，按照重量份计，包括：陶瓷微粒21份、羟乙基纤维素2份、苯丙乳液50份、丙烯酸纤维6份、硅藻土5份、分散剂HY-3045份、EASYTECH ST-835份、聚丙烯酰胺增稠剂10份、消泡剂9份、成膜助剂5份和复合隔热材料10份。
陶瓷微粒为纳米陶瓷颗粒，粒径为50-80nm。
消泡剂由重量比为1:0.5:2的二甲基硅油：醋酸丁酯：二氧化硅组成。
成膜助剂由重量比为1:2.5:2的醇脂十二：二乙醇：丙二醇组成
复合隔热材料的制备方法如下：8重量份六钛酸钾晶须和20份重量份竹纤维分别用2wt％的硅烷偶联剂A-171水解，90-100度，烘干2-3h；水解处理后的六钛酸钾晶须、竹纤维和70重量份氟碳树脂共混2-3h，110-130度挤出，90-100度烘干2-3h，粉碎成100-150nm颗粒，即为复合隔热材料。
环保隔热涂料的制备方法与实施例1一样，不在叙述。
本发明的隔热涂料粘着性好，容易施工，涂料施工5-10年没有脱落现象，并且涂料在存储过程没有出现分离现象，稳定性好。
隔热温差为30度。
实施例3
一种环保隔热涂料，按照重量份计，包括：陶瓷微粒23份、羟乙基纤维素4份、苯丙乳液60份、丙烯酸纤维4份、硅藻土7份、分散剂HY-30412份、EASYTECH ST-838份、聚丙烯酰胺增稠剂8份、消泡剂5份、成膜助剂8份和复合隔热材料12份。
陶瓷微粒为纳米陶瓷颗粒，粒径为50-80nm。
消泡剂由重量比为1:0.5:1.5的二甲基硅油：醋酸丁酯：二氧化硅组成。
成膜助剂由重量比为1:3:2的醇脂十二：二乙醇：丙二醇组成
复合隔热材料的制备方法如下：6重量份六钛酸钾晶须和30份重量份竹纤维分别用2wt％的硅烷偶联剂A-151水解，90-100度，烘干2-3h；水解处理后的六钛酸钾晶须、竹纤维和80重量份氟碳树脂共混2-3h，110-130度挤出，90-100度烘干2-3h，粉碎成100-150nm颗粒，即为复合隔热材料。
环保隔热涂料的制备方法与实施例1一样，不在叙述。
本发明的隔热涂料粘着性好，容易施工，涂料施工5-10年没有脱落现象，并且涂料在存储过程没有出现分离现象，稳定性好。
隔热温差为28度。
实施例4
一种环保隔热涂料，按照重量份计，包括：陶瓷微粒24份、羟乙基纤维素2.5份、苯丙乳液50份、丙烯酸纤维7份、硅藻土8份、分散剂HY-30415份、EASYTECH ST-8310份、聚丙烯酰胺增稠剂15份、消泡剂12份、成膜助剂13份和复合隔热材料11份。
陶瓷微粒为纳米陶瓷颗粒，粒径为50-80nm。
消泡剂由重量比为1:0.5:1的二甲基硅油：醋酸丁酯：二氧化硅组成。
成膜助剂由重量比为1:2:2的醇脂十二：二乙醇：丙二醇组成
复合隔热材料的制备方法如下：6重量份六钛酸钾晶须和25份重量份竹纤维分别用1wt％的硅烷偶联剂A-171水解，90-100度，烘干2-3h；水解处理后的六钛酸钾晶须、竹纤维和65重量份氟碳树脂共混2-3h，110-130度挤出，90-100度烘干2-3h，粉碎成100-150nm颗粒，即为复合隔热材料。
环保隔热涂料的制备方法与实施例1一样，不在叙述。
本发明的隔热涂料粘着性好，容易施工，涂料施工5-10年没有脱落现象，并且涂料在存储过程没有出现分离现象，稳定性好。
隔热温差为30度。
实施例5
一种环保隔热涂料，按照重量份计，包括：陶瓷微粒25份、羟乙基纤维素3份、苯丙乳液58份、丙烯酸纤维5份、硅藻土6份、分散剂HY-30412份、EASYTECH ST-8315份、聚丙烯酰胺增稠剂15份、消泡剂15份、成膜助剂15份和复合隔热材料15份。
陶瓷微粒为纳米陶瓷颗粒，粒径为50-80nm。
消泡剂由重量比为1:0.5:2的二甲基硅油：醋酸丁酯：二氧化硅组成。
成膜助剂由重量比为1:3:1的醇脂十二：二乙醇：丙二醇组成
复合隔热材料的制备方法如下：7重量份六钛酸钾晶须和30份重量份竹纤维分别用1wt％的硅烷偶联剂A-172水解，90-100度，烘干2-3h；水解处理后的六钛酸钾晶须、竹纤维和60重量份氟碳树脂共混2-3h，110-130度挤出，90-100度烘干2-3h，粉碎成100-150nm颗粒，即为复合隔热材料。
环保隔热涂料的制备方法与实施例1一样，不在叙述。
本发明的隔热涂料粘着性好，容易施工，涂料施工5-10年没有脱落现象，并且涂料在存储过程没有出现分离现象，稳定性好。
隔热温差为27度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的保护范围内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种环保隔热涂料，其特征在于：按照重量份计，包括：陶瓷微粒20-25份、羟乙基纤维素2-4份、苯丙乳液50-60份、丙烯酸纤维4-7份、硅藻土5-8份、分散剂5～15份、润湿剂5～15份、增稠剂5～15份、消泡剂5～15份、成膜助剂5～15份和复合隔热材料10-15份；所述的复合隔热材料的制备方法如下：5-8重量份六钛酸钾晶须和20-30份重量份竹纤维分别用1～2wt％的硅烷偶联剂水解，90-100度，烘干2-3h；水解处理后的六钛酸钾晶须、竹纤维和60-80重量份氟碳树脂共混2-3h，110-130度挤出，90-100度烘干2-3h，粉碎成100-150nm颗粒，即为复合隔热材料。
2.根据权利要求1所述的一种环保隔热涂料，其特征在于：按照重量份计，包括：陶瓷微粒20-25份、羟乙基纤维素2-4份、苯丙乳液55-60份、丙烯酸纤维5-6份、硅藻土5-8份、分散剂10～15份、润湿剂10～15份、增稠剂10～15份、消泡剂10～15份、成膜助剂10～15份和复合隔热材料13-15份。
3.根据权利要求1所述的一种环保隔热涂料，其特征在于：所述的陶瓷微粒为纳米陶瓷颗粒，粒径为50-80nm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种反射隔热涂料，其特征在于：所述的分散剂为分散剂HY-304。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种反射隔热涂料，其特征在于：所述的润湿剂为EASYTECHST-83。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一种反射隔热涂料，其特征在于：所述的增稠剂为聚丙烯酰胺增稠剂。
7.根据权利要求1-3任一项所述的一种反射隔热涂料，其特征在于：所述的消泡剂由重量比为1:0.5:1-2的二甲基硅油：醋酸丁酯：二氧化硅组成。
8.根据权利要求1-3任一项所述的一种反射隔热涂料，其特征在于：所述的成膜助剂由重量比为1:2-3:1-2的醇脂十二：二乙醇：丙二醇组成。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的环保隔热涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：先将羟乙基纤维素、苯丙乳液、丙烯酸纤维、硅藻土和分散剂混合，500-800r/min，搅拌10-15min；然后加入陶瓷微粒、润湿剂、增稠剂、消泡剂和成膜助剂份，500-600r/min，搅拌10-15min，最后加入复合隔热材料，800-1000r/min，搅拌25-30min，既得环保隔热涂料。
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