CN105778689A - 一种环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料及其制备方法 - Google Patents

一种环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料及其制备方法。一种环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料，以重量份计，包括：水225‑289重量份；红外反射颜料40‑60重量份；空心微珠5‑30重量份；改性气凝胶浆10‑20；金红石钛白粉155‑195重量份；沉淀硫酸钡65‑85重量份；颜填料20‑50重量份；水性乳液370‑390重量份；成膜助剂28‑32重量份。本发明所述环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料可以做出多种色彩，包括深色和鲜艳颜色，具有反射、隔热、绝热功效的涂料，满足人们对不同色彩的反射颜料的需求。

Description

一种环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及隔热涂料生产技术领域，特别涉及一种环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料及其制备方法。
背景技术
太阳是人类生产和生活必须的条件，但是强烈的太阳辐射也会给工业生产和人类日常生活带来诸多的不便太阳光辐射到物体表面的太阳光能量约每秒750w／m2，我国每年累计日照时间达到2200小时的地区超过了国土面积的60％。经过太阳的连续照射，物体表面能量不断集聚，温度显著升高，例如在炎热的夏天金属物体表面温度可以达到70-80℃，建筑屋顶及外墙表面温度可以达到40-50℃。表面温度的升高也相应的提高了物体内部的温度，给日常生活和工业生产带来不便的同时也存在一些安全隐患。
对于直接受到太阳光照射的材料来说，温度对其物理性能和化学性质会产生很大的影响。因此，运用各种措施解决太阳辐射带来物体表面温度的升高，减少太阳辐射在工程建筑行业、石油化学工业、运输储存行业、国防军事工业等领域带来的负面影响，已经成为一个热门的研究课题。热反射隔热涂料作为一种新型的节能材料，它能有效的反射、阻隔、辐射太阳光的能量，明显降低建筑物外墙、屋顶和室内温度，减少了空调等制冷设备在高温条件下的能耗，既改善了工作环境又节约了大量的能源。
但是目前国内的反射隔热涂料颜色比较单调，只能做白色涂料，随着人们生活水平的提高，对用于建筑外墙的多色彩高反射涂料的需求越来越强烈。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料，包括深色和鲜艳颜色，以重量份计，包括：水 225-289重量份；红外反射颜料 40-60重量份；空心微珠5-30重量份；改性气凝胶浆10-20；金红石钛白粉 155-195重量份；沉淀硫酸钡 65-85重量份；颜填料20-50重量份；水性乳液370-390重量份；成膜助剂 28-32重量份。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述的水性乳液为硅丙乳液、纯丙乳液、醋丙乳液中的一种或几种。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述的水性乳液为硅丙乳液。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述的红外反射颜料为金属氧化物包覆的颜填料。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述的金属氧化物为二氧化钛、三氧化二铁、氧化铟、氧化锡、氧化铈、氧化锌中的一种或几种。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述的金属氧化物包覆的颜填料为双层金属氧化物包覆的颜填料，且与颜填料接触的金属氧化物层为二氧化钛、二氧化二铁中的一种或两种，包覆在金属氧化物层上的第二层金属氧化物层为氧化铟、氧化锡、氧化铈、氧化锌中的一种或几种。
作为本发明的一种优选的技术方案，与颜填料接触的金属氧化物层的质量为颜填料质量的5wt%-15wt %，包覆在金属氧化物层上的第二层金属氧化物层的质量为颜填料质量的1wt %-5wt%。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述的第二层金属氧化物层为氧化锌和氧化锡的混合物。
作为本发明的一种优选的技术方案，还包括增稠剂2-6重量份；分散剂2-6重量份；润湿剂0.5-2重量份；消泡剂1.5-5重量份；防腐杀菌剂0.5-2重量份。
本发明还提供了一种所述的环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料的制备方法，包括如下步骤：将计量量的水加入搅拌釜中，500-700 r/min转速下加入防腐杀菌剂、分散剂、润湿剂，混合均匀后将转速提高到1200-3000r/min，在此转速下加入金红石钛白粉、沉淀硫酸钡、空心微球和颜填料，搅拌20-30min，加入消泡剂、成膜助剂、改性气凝胶浆、水性乳液，调节转速至500-700r/min，搅拌均匀，降低转速至300-500r/min，加入红外反射颜料，60℃下搅拌15-20min，然后加入增稠剂并调整pH至8-8.5，即得产品。
参考以下详细说明更易于理解本发明的上述以及其他特征、方面及优点。
具体实施方式
除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1-2”、“1-2和4-5”、“1-3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
“聚合物”意指通过聚合相同或不同类型的单体所制备的聚合化合物。通用术语“聚合物”包含术语“均聚物”、“共聚物”、“三元共聚物”与“共聚体”。
“共聚体”意指通过聚合至少两种不同单体制备的聚合物。通用术语“共聚体”包括术语“共聚物”(其一般用以指由两种不同单体制备的聚合物)与术语“三元共聚物”(其一般用以指由三种不同单体制备的聚合物)。其亦包含通过聚合四或更多种单体而制造的聚合物。
除非另有指明，本申请温度均以摄氏度表示，所有聚合物分子量按数均分子量计，数均分子量的测试方法为蒸汽压法。
能够将照射到物体表面的太阳光能量反射到大气中，尤其是在可见光和近红外区具有高反射率，这是反射型隔热绝热涂料的隔热机理，这类涂料能够最大限度地减少太阳光在物体表面的吸收以及透过的作用。
一种环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料，以重量份计，包括：水 225-289重量份；红外反射颜料 40-60重量份；空心微珠5-30重量份；改性气凝胶浆10-20；金红石钛白粉155-195重量份；沉淀硫酸钡 65-85重量份；颜填料20-50重量份；水性乳液370-390重量份；成膜助剂 28-32重量份。
水性乳液
乳液是制备涂料的主要成分，其中的聚合物是涂料的主要成膜物质，也成为基料。他的作用是将涂料中各种颜填料和助剂粘结成一个整体，附着在被涂基层表面，易于干燥固化形成均匀连续而坚韧的保护膜，基料的品质性能的优劣在本质上决定了涂料产品的最终质量，故而应选用优质聚合物作为配制涂料的基料。对于热反射型建筑隔热绝热涂料，水性涂料是发展的大趋势，其基料一般选用的是乳液，包括有机硅丙烯酸酯乳液（即硅丙乳液）、丙烯酸酯乳液（即纯丙乳液）、苯丙乳液和醋丙乳液。本发明中，所述水性乳液为硅丙乳液、纯丙乳液、苯丙乳液和醋丙乳液中的一种或几种，优选地，本发明所述水性乳液为硅丙乳液。
有机硅改性丙烯酸酯树脂因其结合了丙烯酸树脂和有机硅树脂两者的优异特性而受到广泛的关注。丙烯酸树脂具有优异的成膜性、良好的保光性和卓越的机械性能，但是丙烯酸酯因分子多为线性结构，缺少交联点，因而耐水性、抗热性较差，另外，由于分子链中含有极性酯基，在具有较好粘附力的同时其耐水性较差，涂膜吸水后易发白。与此相反，有机硅树脂分子中Si-O键能远大于C-C键能和C-O键能，因而具有耐高低温、耐候老化、良好的透气性、疏水性、抗粘污性、低表面张力等优异性能。将有机硅引入丙烯酸酯分子上，发挥两者的优异特性，使其优势互补，扩大了硅丙乳液的应用范围。
本发明所述的硅丙乳液由丙烯酸类单体和含有不饱和键的有机硅类单体聚合而成，其中，丙烯酸类单体包括但不限于丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸戊酯、丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸正己酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸壬基酯、甲基丙烯酸壬基酯、丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸环己基酯、甲基丙烯酸环己基酯、丙烯酸甲基环己基酯、甲基丙烯酸甲基环己基酯、丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸3羟基丙基酯、甲基丙烯酸3-羟基丙基酯、丙烯酸4-羟基丁酯、甲基丙烯酸4-羟基丁酯、β-羟基乙基酯、丙烯酸缩水甘油基酯、甲基丙烯酸缩水甘油基酯、丙烯酸3，4-环氧环己基甲基酯、甲基丙烯酸3，4-环氧环己基甲基酯、丙烯酸3，4-环氧环己基乙基酯、甲基丙烯酸3，4-环氧环己基乙基酯、丙烯酸3，4-环氧环己基丙基酯、甲基丙烯酸3，4-环氧环己基丙基酯中的一种或几种；所述有机硅类单体包括但不限于六甲基二硅氧烷、六苯基环三硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、六甲基环三硅氧烷、八苯基环四硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、2，2，4，4-四甲基-6，6，8，8-四苯基环四硅氧烷、六乙基环三硅氧烷、苯基三（三甲基硅氧烷基）硅烷、1，3-二（氯甲基）-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷、四甲基四乙烯基、四甲基二乙烯基二硅氧烷、1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、1，1，5，5-四苯基-1，3，3，5-四甲基硅氧烷、乙烯基三（三甲基硅氧烷基）硅烷、聚甲基聚硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、甲基三（二甲基硅氧烷基）硅烷、甲基三（三甲基硅氧烷基硅烷）、苯基三（二甲基硅氧烷基）硅烷、乙基三（三甲基硅氧烷基）硅烷、1，3，5，7-四乙烯基-1，3，5，7-四甲基环四硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三（2-甲氧基乙氧基）硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷中的一种或几种。
所述的硅丙乳液可以从市场上直接购得满足上述要求的硅丙乳液，也可以自己合成。
例如，所述丙烯酸类单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸，有机硅类单体为乙烯基三乙氧基硅氧烷和八甲基环四硅氧烷时，合成步骤为：将烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基磺酸钠溶于5重量份的去离子水中，然后加入碳酸氢钠，配制成乳化液、混合均匀待用。将甲基丙烯酸甲酯30-40重量份，丙烯酸正丁酯40-50重量份、丙烯酸1-7重量份、八甲基环四硅氧烷3-10重量份、乙烯基三乙氧基硅烷3-10重量份混合均匀制成混合单体以备待用。将过硫酸钠溶于5重量份的去离子水中以备待用。
将上述配置好的混合单体的十分之一加入到烧瓶中，然后加入配置好的乳化液的一半，搅拌10-20min后加入引发剂的一半，并缓慢升温至70-80℃，待蓝相明显后保温30min。在1-2h内将剩余的混合单体与乳化液同步滴入烧瓶内，与此同时，将剩余的引发剂每隔10min补加一次。待全部加完，80℃下保温1.5h。保温结束后，降温至30℃，用氨水调节pH值至7-8，之后用100目筛子过滤制备的乳液，即得。其中，过硫三钠的用量为八甲基硅氧烷的1.4wt%，烷基酚聚氧乙烯醚的用量为八甲基硅氧烷的3.2wt%，十二烷基磺酸钠的用量为八甲基硅氧烷的1.46wt%，碳酸氢钠的用量为八甲基硅氧烷的1.1wt%。所述水性乳液的加入量为370-390重量份。
红外反射颜料
本发明所述的红外反射颜料是对太阳投射辐射中的近红外波段具有高反射比、并将吸收的热能以长波段形式辐射到外部空间的颜料。本发明中所用红外反射颜料可以是从市场上购得的具有高反射率的颜料，也可以是自己制备的红外反射颜料，所述红外反射颜料的加入量为40-60重量份。
本发明所述的自己制备的红外反射颜料是金属氧化物包覆的颜填料，所述的金属氧化物为二氧化钛、三氧化二铁、氧化铟、氧化锡、氧化铈、氧化锌中的一种或几种，所述的金属氧化物包覆的颜填料为双层金属氧化物包覆的颜填料，且与颜填料接触的金属氧化物层为二氧化钛、二氧化二铁中的一种或两种，包覆在金属氧化物层上的第二层金属氧化物层为氧化铟、氧化锡、氧化铈、氧化锌中的一种或几种，优选地，所述的第二层金属氧化物层为氧化锌或氧化锌和氧化锡的混合物，与颜填料接触的金属氧化物层的质量为颜填料质量的5wt%-15wt %，包覆在金属氧化物层上的第二层金属氧化物层的质量为颜填料质量的1wt%-5wt%。
制备金属氧化物包覆的颜填料的步骤为：将颜填料与去离子水配置成5wt%-10wt%的悬浮液，然后加入一定量的表面活性剂，如十二烷基苯磺酸钠，添加量为颜填料的0.2wt%-0.6wt%，搅拌，搅拌度为300-500r/min，缓慢加入150ml-200ml的100g/L的金属盐溶液，加料时间控制在5-8h，用10%的氢氧化钠溶液调节反应体系的pH，使反应体系的pH保持在3.0-5.0，控制反应时间在65-85℃，反应完毕后经水洗、过滤、干燥、即得一层金属氧化物包覆的颜填料，其中，所述的金属盐溶液为TiCl4、FeCl3中的一种或几种。
将上述一层金属氧化物包覆的颜填料100g与去离子水配置成5wt%-10wt%的悬浮液，然后加入一定量的非离子表面活性剂，如壬基酚聚氧乙烯醚，添加量为一层金属氧化物包覆的颜填料重量的0.2wt%-0.6wt%，搅拌，搅拌速度为500-600r/min，缓慢加入50ml-100ml的100g/L的金属盐溶液和30wt%的双氧水5-10mL，加料时间控制在5-8h，用25%的氨水溶液滴定至体系的pH到9，控制反应时间在65-85℃，反应完毕后经水洗、过滤、干燥、即得双层金属氧化物包覆的颜填料，其中，所述的金属盐溶液为Ce(NO3)3、Zn(NO3)2、In(NO3)3、SnCl4中的一种或几种。
本发明所述的颜填料是一种微细的粒状物，不溶于它所分散到介质中，其理化性质基本上不因分散介质而变化。它一般是0.2-10微米的无机或有机粉末，主要起遮盖和赋色作用。
空心微珠
本发明所述空心微珠的主要成分是二氧化硅和三氧化二铝经过1400度高温烧制分选而成的中空无机非金属粉体材料，其直径在5-1000微米之间，且直径越大，空心率越高，反之则越小。本发明所述空心微珠的加入量为5-30重量份。
改性气凝胶浆
本发明所述的改性气凝胶浆是由一种或一种以上的助剂对气凝胶进行改性并分散互水中而制备成浆料。气凝胶是由胶体粒子或高聚物分子相互聚结构成纳米量级多孔网络结构超细微粒，并在孔隙中充满气态分散介质的一种高分散固态材料，其孔隙率可达80-99.8%，孔洞尺寸一般在1-100nm之间，而密度变化范围可达3-600kg·m-3。其品种分为单组分气凝胶如SiO2、Al2O3、V2O5、TiO2等，多组分气凝胶如Al2O3/SiO2、TiO2/SiO2、Fe/SiO2、Pt/TiO2、(C60/C70)-SiO2、CaO/MgO/SiO2等，有机气凝胶如RF、MF等和碳气凝胶，以及其他具有隔热保温效果的气凝胶，根据隔热保温场合的不同，可以采取不同的气凝胶组合。本发明所述改性气凝胶浆的加入量为10-20重量份。
增稠剂
本发明所述的增稠剂没有特别限制，凡是能调节所述多色彩水性反射隔热绝热涂料的粘度和流变性的均可，如羟乙基纤维素、缔合型聚氨酯、碱溶胀丙烯酸，所述增稠剂的加入量为2-6重量份
金红石钛白粉
在常用的白色颜料中，二氧化钛的相对密度最小，用等质量的白色颜料中，二氧化钛的表面积最大，颜料体积最高，在二氧化钛中，因金红石型二氧化钛的熔点高（1850℃）、介电常数优良，硬度高（6-6.5，莫氏硬度）、热稳定性好，折光指数高（2.71）、晶体结构致密、比数稳定，光学活性小、耐候性好，所以，本发明选用金红石钛白粉，用量为155-195重量份。
沉淀硫酸钡
本发明所用沉淀硫酸钡没有特别限制，从市场上购得即可，用量为65-85重量份。
颜填料
除红外反射颜料外，本发明还加入另外的颜填料，本发明所述的颜填料是一种微细的粒状物，不溶于它所分散到介质中，其理化性质基本上不因分散介质而变化。它一般是0.2-10微米的无机或有机粉末，主要起遮盖和赋色作用。本发明所述颜填料可以是普通的颜填料，也可以是经过特殊处理的颜填料，优选的，本发明所用颜料为环保型彩色混相无机颜料，其是由多种金属氧化物经高温固相反应而生成的具有环保无毒的高性能无机颜料，它具有比普通色系颜填料在近红外去更高的反射率及在全波段较高的半球反射率。环保型彩色混相无机颜料包括镍钛黄、钛铬棕、钴蓝、钴绿、铜铬黑等色系，用环保型彩色混相无机颜料的一种或多种进行混合使用，可以调配出不同色系的颜料，增加所述反射隔热绝热涂料的色彩多样性。本发明所用颜填料的使用量为20-50重量份。
成膜助剂
成膜助剂是促进乳胶的塑性流动和弹性变形，改善聚结性能，使成膜温度范围扩大的物质，本发明所述成膜助剂包括但不限于1，2-丙二醇、苯甲醇、乙二醇醚、丙二醇醚及其醋酸酯、十二碳醇酯、十六碳醇酯、2，2，4-三甲基戊二醇-1，3-单异丁酸酯等，加入量为32-56重量份。
防腐杀菌剂
本发明所述防腐杀菌剂为苯酚类、异噻唑啉酮、季铵盐类、壳聚糖及其衍生物中的一种或几种，具体包括：苯酚、煤酚皂溶液、六氯酚、对氯间二甲苯酚、苯甲基烷基氯化铵、苯甲基乙基氯化铵、十六烷基吡啶氯化铵、葡糖酸洗必泰、乙酸洗必泰、和盐酸洗必泰、三氯生、三氯卡班、吡罗克酮乙醇胺、DMDM乙内酰脲、苯咪丁酮、异丙甲酚、壳聚糖、有机硅中一种或几种。所述防腐杀菌剂的用量为0.5-2重量份。
润湿剂
本发明所述润湿剂是能使固体物料更容易被水浸湿的物质。通常降低其表面张力或界面张力，使水能展开在固体物料表面上，或透入其表面，而把固体物料润湿。本发明所述润湿剂没有特别限制，凡能降低固体物料的表面张力或界面张力的物质均可，如磺化油、肥皂、拉开粉BX、大豆卵磷脂、硫醇类、酰肼类和硫醇缩醛类等。所用润湿剂的用量为0.5-2重量份。
消泡剂
本发明所述消泡剂可以为天有油脂、高碳醇、聚醚类、硅类、聚醚改性硅类，优选聚醚类、高碳醇、硅油类和矿物油类，如甘油三羟基聚醚、聚氧丙烯甘油、聚氧乙烯氧丙烯甘油、C7-C9的醇。所述消泡剂的用量为1.5-5重量份。
分散剂
本发明所述分散剂是能够提高和改善固体或液体物料分散性能的涂料助剂，是一种高聚物表面活性剂，它具有很强的抗絮能力。本发明所述的分散剂为合成高分子类，多价羧酸类、偶联剂类、硅酸盐类、钠盐类、氨盐类中的一种或几种，添加量为2-6重量份。
本发明的另一方面提供了所述的环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料的制备方法，包括如下步骤：将计量量的水加入搅拌釜中，500-700 r/min转速下加入防腐杀菌剂、分散剂、润湿剂，混合均匀后将转速提高到1200-3000r/min，在此转速下加入金红石钛白粉、沉淀硫酸钡、空心微球和颜填料，搅拌20-30min，加入消泡剂、成膜助剂、水性乳液、改性气凝胶浆，调节转速至500-700r/min，搅拌均匀，降低转速至300-500r/min，加入红外反射颜料，60℃下搅拌15-20min，然后加入增稠剂并调整pH至8-8.5，即得产品。
本发明中利用高反射的金属氧化物包覆颜填料，增大了颜填料的阻隔热传导、反射太阳光的作用，并且第二层金属氧化物的加入增加了干涉效果，进一步增加了隔热效果。由于固体的导热系数大于液体的导热系数，液体的导热系数大于气体的导热系数，所以，颜填料由于具有空心结构而具有更小的导热系数。但是颜填料由于制备工艺及表面能的问题在水性涂料中的分散性不佳，放置容易上浮，稳定性不好，耐候性，耐水性差等问题，本发明中所述的金属氧化物包覆颜填料，有效的改善了颜填料在水性乳液中的分散性，另外，在环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料制备的过程中，负载在颜填料上的第二层金属氧化物能和乳液中的氨络合，保证了存储过程中金属氧化物包覆的颜填料在水性乳液中的良好分散性，当使用时，随着氨的挥发，颜填料上包覆的第二层金属氧化物能和水性乳液中的羧酸离子配位结合，随着水分的挥发，乳胶粒子彼此拉近，变成堆积状态，使所述的金属氧化物包覆的颜填料成为乳胶粒子的交联点，促进了金属氧化物包覆的颜填料的分散性，也使涂膜变得更加致密，进而使得本发明所述的多色彩水性反射隔热绝热涂料在耐候性方面显得更加优异。
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，以下实施例只用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的修改和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其他说明，所有原料都是市售的，所述份数均为重量份。
其中：
A1:去离子水
B1: 金红石钛白粉 上海中义化学有限公司
C1: 沉淀硫酸钡 上海中义化学有限公司
D1: 成膜助剂 丙二醇、十二碳醇酯 ，且二者的质量比为1：1 上海澳润化学有限公司
E1: 增稠剂 XS7000、XS30、XS612、XS540，且四者的质量比为1：1：1：1 上海信守助剂有限公司
F1: 分散剂 DA103、DA302，且二者比例为2：1 阿联酋帕恰姆有限公司
G1: 润湿剂 PE-100、X-405、LF-7100、X-100，四者的加入比例为3：1：1：1 台湾中亚化学有限公司
H1: 消泡剂 NXZ、F-111、B-199，三者的比例为2：2：1台湾中亚化学有限公司
I1:防腐杀菌剂 M87.X、MIT23、M90.X、KW57，四者的比例为1：1：1：1西班牙拉玛萨公司
J1:颜填料 镍钛黄 昆山世明科技开发有限公司
J2:颜填料 铁黄 昆山世明科技开发有限公司
K1:硅丙乳液（按所述方法合成，将丙烯酸类单体为甲基丙烯酸甲酯35重量份、丙烯酸正丁酯40-重量份、丙烯酸3重量份、八甲基环四硅氧烷5重量份、乙烯基三乙氧基硅烷2重量份混合均匀制成混合单体，将过硫酸钠溶于5重量份的去离子水中以备待用。
将上述配置好的混合单体的十分之一加入到烧瓶中，然后加入配置好的乳化液的一半，搅拌15min后加入引发剂的一半，并缓慢升温至75℃，待蓝相明显后保温30min。在2h内将剩余的混合单体与乳化液同步滴入烧瓶内，与此同时，将剩余的引发剂每隔10min补加一次。待全部加完，80℃下保温1.5h。保温结束后，降温至30℃，用氨水调节pH值至7，之后用100目筛子过滤制备的乳液，即得。其中，过硫三钠的用量为八甲基硅氧烷的1.4wt%，烷基酚聚氧乙烯醚的用量为八甲基硅氧烷的3.2wt%，十二烷基磺酸钠的用量为八甲基硅氧烷的1.46wt%，碳酸氢钠的用量为八甲基硅氧烷的1.1wt%。）
K2:硅丙乳液（TJ-101，北京通海）
K3:纯丙乳液（AC-261P，罗姆哈斯）
L1:红外反射颜料（按所述方法合成，将颜填料与去离子水配置成7wt%的悬浮液，所述颜填料为颜料黄37，然后加入十二烷基苯磺酸钠，添加量为颜填料的0.4wt%，搅拌，搅拌度为400r/min，缓慢加入170ml的100g/L的TiCl4溶液，加料时间控制在7h，用10%的氢氧化钠溶液调节反应体系的pH，使反应体系的pH保持在3.0，控制反应时间在70℃，反应完毕后经水洗、过滤、干燥、即得一层二氧化钛包覆的颜填料。
将上述一层二氧化钛包覆的颜填料与去离子水配置成7wt%的悬浮液，然后加入壬基酚聚氧乙烯醚，添加量为一层二氧化钛包覆的颜填料重量的0.4wt%，搅拌，搅拌速度为550r/min，缓慢加入80ml的90g/L的Zn(NO3)2和20g/L的SnCl4的混合溶液和30wt%的双氧水7mL，加料时间控制在6h，用25%的氨水溶液滴定至体系的pH到9，控制反应时间在80℃，反应完毕后经水洗、过滤、干燥、即得双层金属氧化物包覆的颜填料。用原子吸收光谱测量并换算得二氧化钛含量为7wt%，氧化锌的含量为3wt%）
L2: 红外反射颜料（按L1所述方法合成，其中，缓慢加入170ml的100g/L的TiCl4溶液，改为缓慢加入183 ml的100g/L的FeCl3溶液，其他不变，用原子吸收光谱测量并换算得三氧化二铁含量为7wt%，氧化锌的含量为3wt%）
L3: 红外反射颜料（按L1所述方法合成，其中，将缓慢加入80ml的90g/L的Zn(NO3)2和20g/L的SnCl4的混合溶液改为将缓慢加入80ml的90g/L的Zn(NO3)2，其他不变，用原子吸收光谱测量并换算得三氧化二铁含量为7wt%，氧化锌的含量为3wt%）
L4: 红外反射颜料（按L1所述方法合成，其中，将缓慢加入170ml的100g/L的TiCl4溶液改为缓慢加入200ml的100g/L的TiCl4溶液，将缓慢加入80ml的90g/L的Zn(NO3)2和20g/L的SnCl4的混合溶液改为缓慢加入50ml的90g/L的Zn(NO3)2和20g/L的SnCl4的混合溶液，其他不变，用原子吸收光谱测量并换算得三氧化二铁含量为15wt%，氧化锌的含量为1wt%）
L5: 红外反射颜料（按L1所述方法合成，其中，将缓慢加入170ml的100g/L的TiCl4溶液改为缓慢加入200ml的100g/L的TiCl4溶液，将缓慢加入80ml的90g/L的Zn(NO3)2和20g/L的SnCl4的混合溶液改为缓慢加入100ml的90g/L的Zn(NO3)2和20g/L的SnCl4的混合溶液，其他不变，用原子吸收光谱测量并换算得三氧化二铁含量为15wt%，氧化锌的含量为5wt%）
L6: 红外反射颜料（按L1所述方法合成，其中，将缓慢加入170ml的100g/L的TiCl4溶液改为缓慢加入150ml的100g/L的TiCl4溶液，将缓慢加入80ml的90g/L的Zn(NO3)2和20g/L的SnCl4的混合溶液改为缓慢加入50ml的90g/L的Zn(NO3)2和20g/L的SnCl4的混合溶液，其他不变，用原子吸收光谱测量并换算得三氧化二铁含量为5wt%，氧化锌的含量为1wt%）
L7: 红外反射颜料（按所述方法合成，将颜填料与去离子水配置成7wt%的悬浮液，然后加入十二烷基苯磺酸钠，添加量为颜填料的0.4wt%，搅拌，搅拌度为400r/min，缓慢加入170ml的100g/L的TiCl4溶液，加料时间控制在7h，用10%的氢氧化钠溶液调节反应体系的pH，使反应体系的pH保持在3.0，，控制反应时间在70℃，反应完毕后经水洗、过滤、干燥、即得一层二氧化钛包覆的颜填料。用原子吸收光谱测量并换算得二氧化钛的含量为7wt%）
L8:颜料黄37（上海格润亚纳米材料有限公司）
M1：空心微珠，上海中义化学有限公司
M2：改性气凝胶浆，上海信守助剂有限公司
性能评价：
涂料耐老化性能测定
用QUV人工加速老化仪进行耐候性测试，选用340nm紫外灯，测试1000h，测试循环：50度下紫外灯辐照8h，辐照强度0.68W/m2，40度下冷凝4h。测定涂料样板光泽（雾影光泽仪测定），其中，失光率按下式计算：
失光率=100%×（Gt-G0）/G0，式中，G0、Gt分别代表老化前和老化时间t时涂层的光泽。
太阳光反射比：根据JGT 235-2014 建筑反射隔热涂料 中的辐射剂法测定。
半球反射率：由SOC-100 HDR半球定向反射率测量仪测定，安州科技
制备多色彩水性反射隔热绝热涂料的原料、用量及测试结果如表1所示。
表1 制备多色彩水性反射隔热绝热涂料的原料、用量及测试结果
前述的实例仅是说明性的，用于解释本公开的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1. 一种环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料，其特征在于，以重量份计，包括：水225-289重量份；红外反射颜料 40-60重量份；空心微珠5-30重量份；改性气凝胶浆10-20；金红石钛白粉 155-195重量份；沉淀硫酸钡 65-85重量份；颜填料20-50重量份；水性乳液370-390重量份；成膜助剂 28-32重量份。
2.如权利要求1所述的一种环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料，其特征在于，所述的水性乳液为硅丙乳液、纯丙乳液、醋丙乳液中的一种或几种。
3.如权利要求2所述的一种环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料，其特征在于，所述的水性乳液为硅丙乳液。
4.如权利要求1所述的一种环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料，其特征在于，所述的红外反射颜料为金属氧化物包覆的颜填料。
5.如权利要求4所述的一种环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料，其特征在于，所述的金属氧化物为二氧化钛、三氧化二铁、氧化铟、氧化锡、氧化铈、氧化锌中的一种或几种。
6.如权利要求5所述的一种环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料，其特征在于，所述的金属氧化物包覆的颜填料为双层金属氧化物包覆的颜填料，且与颜填料接触的金属氧化物层为二氧化钛、二氧化二铁中的一种或两种，包覆在金属氧化物层上的第二层金属氧化物层为氧化铟、氧化锡、氧化铈、氧化锌中的一种或几种。
7.如权利要求6所述的一种环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料，其特征在于，与颜填料接触的金属氧化物层的质量为颜填料质量的5wt%-15wt %，包覆在金属氧化物层上的第二层金属氧化物层的质量为颜填料质量的1wt %-5wt%。
8.如权利要求7所述的一种环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料，其特征在于，所述的第二层金属氧化物层为氧化锌和氧化锡的混合物。
9.如权利要求1所述的一种环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料，其特征在于，还包括增稠剂2-6重量份；分散剂2-6重量份；润湿剂0.5-2重量份；消泡剂1.5-5重量份；防腐杀菌剂0.5-2重量份。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的环保型多色彩水性反射隔热绝热涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将计量量的水加入搅拌釜中，500-700 r/min转速下加入防腐杀菌剂、分散剂、润湿剂，混合均匀后将转速提高到1200-3000r/min，在此转速下加入金红石钛白粉、沉淀硫酸钡、空心微球和颜填料，搅拌20-30min，加入消泡剂、成膜助剂、水性乳液、改性气凝胶浆，调节转速至500-700r/min，搅拌均匀，降低转速至300-500r/min，加入红外反射颜料，60℃下搅拌15-20min，然后加入增稠剂并调整pH至8-8.5，即得产品。
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