CN106366743A - 一种具有隔热反射功能涂料的制备方法 - Google Patents

一种具有隔热反射功能涂料的制备方法 Download PDF

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董勇广
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Abstract

本发明涉及一种具有隔热反射功能涂料的制备方法，包括（1）配料：基底乳液45‑60份、玻璃微珠8‑12份、钛白粉7‑10份、填料7‑12份、水8‑13份、成膜助剂8‑13份、流平剂0.1‑0.3份、增稠剂0.5‑1.5份、润湿剂0.4‑1份、分散剂0.4‑0.8份和消泡剂0.1‑0.3份以及pH调节剂0.3‑0.5份；（2）先将水、分散剂、成膜助剂、流平剂、润湿剂、pH调节剂混合，在300‑400转/分的状态下搅拌20‑30分钟，得到第一混合物；（3）向第一混合物中加入钛白粉，得到第二混合物；（4）向第二混合物中加入基底乳液，得到第三混合物；（5）向第三混合物中加入增稠剂得到隔热反射功能涂料。本发明用独特的涂料配方，采用针对性的工艺，促进每种原料本身优异性能的发挥，涂料具有良好的附着力，反射隔热性能稳定，成型度好。

Description

一种具有隔热反射功能涂料的制备方法
技术领域
本发明属于涂料领域，涉及一种具有隔热反射功能涂料的制备方法。
背景技术
太阳能在作为新型能源的同时，也给居民带来更多的不良影响，尤其是在夏天，太阳的高辐射是的建筑物表面问题升高，并将热量传导到建筑物室内，加大了空调等降温设备的工作压力，造成能源的过多消耗。
目前，针对上述问题，市面上比较常见的保温隔热产品有岩棉板、酚醛树脂板、聚苯乙烯泡沫板等作为外墙保温建材，但是他们在防火问题上饱受质疑，传统的这些保温材料不耐火、附着力差，易老化，而且无红外线反射功能。
近年来，涂料市场上也出现了一些反射隔热材料以及制造方法，如专利号为CN201410847454.2的中国发明专利于2016年7月27日公开的一种保温建筑涂料及制备方法，其组成包括：海泡石、祁棉、多孔粉石英、陶纤、膨润土、湿润剂、粘合剂、蒸馏水，重量分数为：海泡石0.5-1.5、祁棉3-10、多孔粉石英2-8、陶纤1-3、膨润土0.2-1、湿润剂0.25-1、粘合剂5-12、蒸馏水50-80；具有保温、隔冷的作用，使用本发明涂料可以减少墙的厚度而同样具有保温、隔冷功效，可以大大节约建筑材料，涂料导热系数优良，抗压强度好，抗冻性好，在-30℃冻融不开裂不变形，涂层薄，节能效果好，组分为不然物，还具有防火隔音的作用。但是主要是通过控制热传导，隔热效果受限。又如，专利号为CN201310497311.9的中国发明专利于2015年4月29日公开的一种建筑用反射隔热涂料，由以下重量份数的原料制成：空心玻璃25-35份；远红外陶瓷粉10-15份；氟碳树脂20-30份；填料5-10份；钛白粉10-15份；复合隔热粉12-20份；防冻剂5-8份；成膜助剂2-5份，使得涂层的耐候性和耐沾污性好，漆膜致密，干膜厚度小，反射隔热效果好。但是这些隔热材料的制备，需要针对原料的特异性以及每种配方的不同而针对性采用制备方法，现有的制备方法制备涂料不但不能发挥很多原料的优异性能，甚至会降低原料本身的作用，导致反射隔热性能不稳定，成型度差，附着性差。
发明内容
本发明的目的是针对现有涂料存在的上述缺陷，提供具有隔热反射功能涂料的制备方法，采用独特的涂料配方，采用针对性的工艺，促进每种原料本身优异性能的发挥，涂料具有良好的附着力，反射隔热性能稳定，成型度好。
为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种具有隔热反射功能涂料的制备方法，包括如下步骤：（1）配料：将下列组分按重量份备好：基底乳液45-60份、玻璃微珠8-12份、钛白粉7-10份、填料7-12份、水8-13份、成膜助剂8-13份、流平剂0.1-0.3份、增稠剂0.5-1.5份、润湿剂0.4-1份、分散剂0.4-0.8份和消泡剂0.1-0.3份以及pH调节剂0.3-0.5份；
（2）先将水、分散剂、成膜助剂、流平剂、润湿剂、pH调节剂混合，在300-400转/分的状态下搅拌20-30分钟，得到第一混合物；
（3）向第一混合物中加入钛白粉，在800-1000转/分的转速下将体系分散至细度不超过40微米，得到第二混合物；
（4）向第二混合物中加入基底乳液，在100-300转/分搅拌的状态下加入玻璃微珠和填料，继续搅拌至无气泡，得到第三混合物；
（5）向第三混合物中加入增稠剂，搅拌均匀，得到隔热反射功能涂料。
通过上述技术方案，针对涂料的组成原料，在合适的步骤加入，并控制好各步骤中的反应参数，在制备过程中，申请人不断探究，发现，在钛白粉加入后和基底乳液加入后体系中的状态对涂料的最终质量尤其重要，在钛白粉加入后，需要控制体系细度不能超多40微米，这可能跟本申请所选择的助剂以及基底乳液有关；在基底乳液加入步骤中，体系中有无气泡对最终的涂料质量有很大影响，有气泡，得到的涂料不仅仅是隔热效果会差一些，其附着性能会大打折扣，增大了涂料在施工过程中的难度。
该制备方法是针对涂料的组分，每种组分在何时加入，加入后除了搅拌均匀外还需要控制怎样的条件，是保证涂料质量的关键点，组分在不合适的步骤加入，其本身的功效不能完全起到作用，甚至会对涂料其它组分起到抑制作用，导致涂料质量下降。
采用特定的基底乳液，在填料的共同作用下，能够保持良好稳定的隔热效果，基底乳液与玻璃微珠配合，保证了涂料的反射性能，添加填料后，反射性能更有益优异。
作为优选，所述填料为填料一和填料二的混合物，所述填料一为高岭土、滑石粉、碳酸钙中的一种或几种混合，所述填料二为纳米氧化锡和/或纳米氧化锑。方案中的填料摒弃单一的组分，适当添加纳米氧化锡、氧化锑，能够明显改善隔热效果，还能提高涂料的均匀性和防沉降性，改善涂料的附着性能。
作为优选，所述玻璃微珠为硼硅酸盐玻璃微珠，所述玻璃微珠的粒径为1-25μm。
作为优选，述成膜助剂为3-乙氧基丙酸乙酯，所述分散剂为聚羧酸钠盐，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺。为了保证涂料的综合性能，从各种成膜助剂、分散剂和pH调节剂中，优选了3-乙氧基丙酸乙酯、聚羧酸钠盐和二甲基乙醇胺，不会对方案中的其它组分作用的发挥有抑制作用，而且与方案中的基底乳液和填料之间能够有更好的促进作用，有利于进一步提高涂料的反射隔热性能和附着性能。
作为优选，步骤（2）中，所述水的温度为65-80℃，搅拌后，在温度为65-70℃条件下保温1.5-2小时，得到第一混合物。
通过将水温控制在65-80℃加入，结合步骤（3）中对体系细度的控制，能够更明显的改善涂料的均匀度，在65-70℃条件下保温1.5-2小时，效果更明显，对涂料的附着性能有明显改善。
作为优选，所述增稠剂为碱溶胀型增稠剂。
作为优选，在加入所述基底乳液的同时，加入丙烯酸树脂乳液，所述丙烯酸树脂乳液的加入量为所述基底乳液重量的2-5%。添加少量的丙烯酸树脂，可以提高涂料的稳定性，还有利于促进分散，提高涂料的均匀性，提高涂料的附着性能。
通过实施上述技术方案，本发明用独特的涂料配方，采用针对性的工艺，促进每种原料本身优异性能的发挥，涂料具有良好的附着力，反射隔热性能稳定，成型度好。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
一种具有隔热反射功能涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）配料：将下列组分按重量份备好：基底乳液60份、玻璃微珠8、钛白粉10份、填料7份、水13份、成膜助剂8份、流平剂0.3份、增稠剂0.5份、润湿剂1份、分散剂0.4份和消泡剂0.3份以及pH调节剂0.3份；基底乳液为氟烯烃和乙烯酯的共聚物乳液；成膜助剂为3-乙氧基丙酸乙酯，流平剂为有机硅类流平剂，增稠剂为碱溶胀型增稠剂，润湿剂采用高斯的GSK-588，分散剂为聚羧酸钠盐，消泡剂为pH调节剂为二甲基乙醇胺；所述填料为滑石粉和纳米氧化锡按1:5的混合物；玻璃微珠为硼硅酸盐玻璃微珠，所述玻璃微珠的粒径为10-20μm；
（2）先将水、分散剂、成膜助剂、流平剂、润湿剂、pH调节剂混合，在300转/分的状态下搅拌30分钟，得到第一混合物；
（3）向第一混合物中加入钛白粉，在900转/分的转速下将体系分散至细度10-25微米，得到第二混合物；
（4）向第二混合物中加入基底乳液，在100转/分搅拌的状态下加入玻璃微珠和填料，继续搅拌至无气泡，得到第三混合物；
（5）向第三混合物中加入增稠剂，搅拌均匀，得到隔热反射功能涂料。
实施例2：
一种具有隔热反射功能涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）配料：将下列组分按重量份备好：基底乳液45份、玻璃微珠12份、钛白粉7份、填料12份、水8份、成膜助剂13份、流平剂0.1份、增稠剂1.5份、润湿剂0.4份、分散剂0.8份和消泡剂0.1份以及pH调节剂0.5份；基底乳液为氟烯烃和乙烯酯的共聚物乳液，含氟量为20%；成膜助剂为3-乙氧基丙酸乙酯，流平剂为有机硅类流平剂，增稠剂为碱溶胀型增稠剂，润湿剂采用高斯的GSK-588，分散剂为聚羧酸钠盐，消泡剂为pH调节剂为二甲基乙醇胺；所述填料为填料一和填料二按照重量比为1:1混合的混合物，所述填料一为高岭土和滑石粉的混合物，所述填料二为纳米氧化锡；玻璃微珠为硼硅酸盐玻璃微珠，所述玻璃微珠的粒径为10-20μm；
（2）先将水、分散剂、成膜助剂、流平剂、润湿剂、pH调节剂混合，在400转/分的状态下搅拌20分钟，在温度为70℃条件下保温1.5小时，得到第一混合物；水温提前预热至80℃；
（3）向第一混合物中加入钛白粉，在800转/分的转速下将体系分散至细度不超过40微米，得到第二混合物；
（4）向第二混合物中加入基底乳液，在100转/分搅拌的状态下加入玻璃微珠和填料，继续搅拌至无气泡，得到第三混合物；
（5）向第三混合物中加入增稠剂，搅拌均匀，得到隔热反射功能涂料。
实施例3：
一种具有隔热反射功能涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）配料：将下列组分按重量份备好：基底乳液50份、玻璃微珠10份、钛白粉8份、填料10份、水10份、成膜助剂10份、流平剂0.2、增稠剂1.0份、润湿剂0.5份、分散剂0.5份和消泡剂0.2份以及pH调节剂0.4份；基底乳液为氟烯烃和乙烯酯的共聚物乳液，含氟量为20%；成膜助剂为3-乙氧基丙酸乙酯，流平剂为有机硅类流平剂，增稠剂为碱溶胀型增稠剂，润湿剂采用高斯的GSK-588，分散剂为聚羧酸钠盐，消泡剂为pH调节剂为二甲基乙醇胺；所述填料为滑石粉和纳米氧化锡按1:5的混合物；玻璃微珠为硼硅酸盐玻璃微珠，所述玻璃微珠的粒径为10-20μm；
（2）先将水、分散剂、成膜助剂、流平剂、润湿剂、pH调节剂混合，在350转/分的状态下搅拌25分钟，在温度为65℃条件下保温2小时，得到第一混合物；水温提前预热至65℃；
（3）向第一混合物中加入钛白粉，在850转/分的转速下将体系分散至细度为15-20微米，得到第二混合物；
（4）向第二混合物中加入基底乳液，在300转/分搅拌的状态下加入玻璃微珠和填料，继续搅拌至无气泡，得到第三混合物；
（5）向第三混合物中加入增稠剂，搅拌均匀，得到隔热反射功能涂料。
实施例4：
一种具有隔热反射功能涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）配料：将下列组分按重量份备好：基底乳液55份、玻璃微珠12份、钛白粉8份、填料8份、水12份、成膜助剂8份、流平剂0.1份、增稠剂0.8份、润湿剂0.6份、分散剂0.8份和消泡剂0.1份以及pH调节剂0.5份；基底乳液为氟烯烃和乙烯酯的共聚物乳液，含氟量为20%；成膜助剂为3-乙氧基丙酸乙酯，流平剂为有机硅类流平剂，增稠剂为碱溶胀型增稠剂，润湿剂采用高斯的GSK-588，分散剂为聚羧酸钠盐，消泡剂为pH调节剂为二甲基乙醇胺；所述填料为滑石粉和纳米氧化锡按1:5的混合物；玻璃微珠为硼硅酸盐玻璃微珠，所述玻璃微珠的粒径为10-20μm；
（2）先将水、分散剂、成膜助剂、流平剂、润湿剂、pH调节剂混合，在400转/分的状态下搅拌20分钟，在温度为65℃条件下保温2小时，得到第一混合物；水温提前预热至70℃；
（3）向第一混合物中加入钛白粉，在1000转/分的转速下将体系分散至细度为20-40微米，得到第二混合物；
（4）向第二混合物中加入基底乳液，同时加入丙烯酸树脂乳液，在250转/分搅拌的状态下加入玻璃微珠和填料，继续搅拌至无气泡，得到第三混合物；丙烯酸树脂乳液的加入量为所述基底乳液重量的2-5%，本实施例为3%；
（5）向第三混合物中加入增稠剂，搅拌均匀，得到隔热反射功能涂料。
对比例1：
一种具有隔热反射功能涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）配料：将下列组分按重量份备好：基底乳液50份、玻璃微珠10份、钛白粉8份、填料10份、水10份、成膜助剂10份、流平剂0.2、增稠剂1.0份、润湿剂0.5份、分散剂0.5份和消泡剂0.2份以及pH调节剂0.4份；基底乳液为氟烯烃和乙烯酯的共聚物乳液，含氟量为20%；成膜助剂为3-乙氧基丙酸乙酯，流平剂为有机硅类流平剂，增稠剂为碱溶胀型增稠剂，润湿剂采用高斯的GSK-588，分散剂为聚羧酸钠盐，消泡剂为pH调节剂为二甲基乙醇胺；所述填料为滑石粉和纳米氧化锡按1:5的混合物；玻璃微珠为硼硅酸盐玻璃微珠，所述玻璃微珠的粒径为10-20μm；
（2）先将水、分散剂、成膜助剂、流平剂、润湿剂、pH调节剂混合，在350转/分的状态下搅拌25分钟，得到第一混合物；
（3）向第一混合物中加入钛白粉，在850转/分的转速下将体系分散至细度为50-60微米，得到第二混合物；
（4）向第二混合物中加入基底乳液，在300转/分搅拌的状态下加入玻璃微珠和填料，继续搅拌至无气泡，得到第三混合物；
（5）向第三混合物中加入增稠剂，搅拌均匀，得到隔热反射功能涂料。
对比例2：
一种具有隔热反射功能涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）配料：将下列组分按重量份备好：基底乳液50份、玻璃微珠10份、钛白粉8份、填料10份、水10份、成膜助剂10份、流平剂0.2、增稠剂1.0份、润湿剂0.5份、分散剂0.5份和消泡剂0.2份以及pH调节剂0.4份；基底乳液为氟烯烃和乙烯酯的共聚物乳液，含氟量为20%；成膜助剂为3-乙氧基丙酸乙酯，流平剂为有机硅类流平剂，增稠剂为碱溶胀型增稠剂，润湿剂采用高斯的GSK-588，分散剂为聚羧酸钠盐，消泡剂为pH调节剂为二甲基乙醇胺；所述填料为滑石粉和纳米氧化锡按1:5的混合物；玻璃微珠为硼硅酸盐玻璃微珠，所述玻璃微珠的粒径为10-20μm；
（2）先将水、分散剂、成膜助剂、流平剂、润湿剂、pH调节剂混合，在350转/分的状态下搅拌25分钟，在温度为65℃条件下保温2小时，得到第一混合物；水温提前预热至65℃；
（3）向第一混合物中加入钛白粉，在850转/分的转速下将体系分散至细度为50-60微米，得到第二混合物；
（4）向第二混合物中加入基底乳液，在300转/分搅拌的状态下加入玻璃微珠和填料，继续搅拌均匀，得到第三混合物；
（5）向第三混合物中加入增稠剂，搅拌均匀，得到隔热反射功能涂料。
对比例3：
一种具有隔热反射功能涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）配料：将下列组分按重量份备好：基底乳液50份、玻璃微珠10份、钛白粉8份、填料10份、水10份、成膜助剂10份、流平剂0.2、增稠剂1.0份、润湿剂0.5份、分散剂0.5份和消泡剂0.2份以及pH调节剂0.4份；基底乳液为氟烯烃和乙烯酯的共聚物乳液，含氟量为20%；成膜助剂为3-乙氧基丙酸乙酯，流平剂为有机硅类流平剂，增稠剂为碱溶胀型增稠剂，润湿剂采用高斯的GSK-588，分散剂为聚羧酸钠盐，消泡剂为pH调节剂为二甲基乙醇胺；所述填料为滑石粉和纳米氧化锡按1:5的混合物；玻璃微珠为硼硅酸盐玻璃微珠，所述玻璃微珠的粒径为10-20μm；
（2）先将水、分散剂、成膜助剂、流平剂、润湿剂、pH调节剂混合，在350转/分的状态下搅拌25分钟，在温度为65℃条件下保温2小时，得到第一混合物；水的温度为常温；
（3）向第一混合物中加入钛白粉、填料，在850转/分的转速下将体系分散至细度为50-60微米，得到第二混合物；
（4）向第二混合物中加入基底乳液，在300转/分搅拌的状态下加入玻璃微珠，继续搅拌均匀，得到第三混合物；
（5）向第三混合物中加入增稠剂，搅拌均匀，得到隔热反射功能涂料。
对本实施例1-4和对比例1-3所得到的涂料形成的漆膜的基本性能进行检测，结果如表1：
表1
从表1可以看出，本申请的实施例所得到的涂料都能满足涂料的性能指标，太阳光反射比达到80%-90%，隔热温差能达到15℃以上，半球发射率大于0.80，,相比于对比例所得到的涂料，综合性能更好。

Claims (7)

1.一种具有隔热反射功能涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）配料：将下列组分按重量份备好：基底乳液45-60份、玻璃微珠8-12份、钛白粉7-10份、填料7-12份、水8-13份、成膜助剂8-13份、流平剂0.1-0.3份、增稠剂0.5-1.5份、润湿剂0.4-1份、分散剂0.4-0.8份和消泡剂0.1-0.3份以及pH调节剂0.3-0.5份；
（2）先将水、分散剂、成膜助剂、流平剂、润湿剂、pH调节剂混合，在300-400转/分的状态下搅拌20-30分钟，得到第一混合物；
（3）向第一混合物中加入钛白粉，在800-1000转/分的转速下将体系分散至细度不超过40微米，得到第二混合物；
（4）向第二混合物中加入基底乳液，在100-300转/分搅拌的状态下加入玻璃微珠和填料，继续搅拌至无气泡，得到第三混合物；
（5）向第三混合物中加入增稠剂，搅拌均匀，得到隔热反射功能涂料。
2.根据权利要求1所述一种具有隔热反射功能涂料的制备方法，其特征在于，所述基底乳液为氟烯烃和乙烯酯的共聚物乳液。
3.根据权利要求1所述一种具有隔热反射功能涂料的制备方法，其特征在于，所述填料为填料一和填料二的混合物，所述填料一为高岭土、滑石粉、碳酸钙中的一种或几种混合，所述填料二为纳米氧化锡和/或纳米氧化锑。
4.根据权利要求1所述一种具有隔热反射功能涂料的制备方法，其特征在于，所述玻璃微珠为硼硅酸盐玻璃微珠，所述玻璃微珠的粒径为1-25μm。
5.根据权利要求1所述一种具有隔热反射功能涂料的制备方法，其特征在于，所述成膜助剂为3-乙氧基丙酸乙酯，所述分散剂为聚羧酸钠盐，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺。
6.根据权利要求1所述一种具有隔热反射功能涂料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述水的温度为65-80℃，搅拌后，在温度为65-70℃条件下保温1.5-2小时，得到第一混合物。
7.根据权利要求1所述一种具有隔热反射功能涂料的制备方法，其特征在于，所述增稠剂为碱溶胀型增稠剂。
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