CN106833229B - 一种节能环保型隔热涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑材料领域,具体公开一种节能环保型隔热涂料及其制备方法。以重量份数计,该涂料的组成配比为:分散剂10~15份、润湿剂5~7.5份、消泡剂6~10份、防腐剂2~4份、高分散性TiO223~33份、石英17~25份、重质碳酸钙17~36份、纯丙乳液62~90份、成膜助剂16~24份、中空球形SiO210~15份、红外反射颜料0~30份、增稠剂14~24份、水45~67.5份。本发明研究助剂内部结构变化,改变涂料的内部微观结构,使所得隔热涂料具有良好的隔热性能,同时具有自清洁特性。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域,具体涉及一种节能环保型隔热涂料及其制备方法。
背景技术
太阳能是人类生存和生活的必备条件,但是强烈的辐射也给人们的生活带来一些不便。我国每年夏季因降低室内温度消耗的资源能源巨大。而且除去夏季的制冷耗能之外,到了冬季,室内热量随外墙温度降低而通过热传递散失。目前,应用在建筑物外墙上面的酚醛保温板、陶瓷保温材料等外墙保温材料,成本较高而且往往在使用上还不是特别完美。
隔热涂料是通过阻隔屋顶及墙面与外部环境之间的热量传递,来降低屋顶及墙面温度,达到减少建筑物的热量累积的目的,可以在冬季和夏季两种季节里面为人们的生活发挥巨大的贡献,具有极为广阔的市场前景。
但是目前市场已有的隔热涂料还存在光反射效率不高,隔热效果不好等问题。同时涂料耐污能力不强,外墙表面极易被污染,大大影响了建筑的美观性和耐久性。另一方面涂料表面污染会导致反射效率不能持续高强度等问题。以上因素限制了隔热涂料的发展和应用。因此研发一种具有自清洁特性的高效隔热涂料显得尤为重要。
发明内容
为解决现有技术的不足之处,本发明目的在于提供一种节能环保型隔热涂料及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:
一种节能环保型隔热涂料,以重量份数计,该涂料的组成配比为:分散剂10~15份、润湿剂5~7.5份、消泡剂3~5份、防腐剂2~4份、高分散性TiO2 23~33份、石英 17~25份、重质碳酸钙17~36份、纯丙乳液62~90份、成膜助剂16~24份、中空球形SiO210~15份、红外反射颜料 0~30份、增稠剂14~24份、水45~67.5份;
其中,高分散性TiO2按下述方法制备获得:
S1、制备纳米TiO2;
S2、制备TiO2@Al2O3复合粒子:
S2.1、取S1制备得到的纳米TiO2加入到质量分数为15~35%的水溶性铝盐溶液中,超声分散;
S2.2、向S2.1的混合液中滴入PH=12的氢氧化钠溶液,不断搅拌,直至混合液PH=7;
S2.3、取S2.2的混合液离心,去除上层清液,用无水乙醇反复清洗,烘干,得TiO2@Al2O3复合粒子;
S3、制备TiO2@Al2O3@PAM复合材料:
S3.1、取S2制备得到的TiO2@Al2O3复合粒子置于管中,加入丙烯酰胺水溶液,搅拌,通入氮气后密封管口;
S3.2、将管置于可见光下,光照2~4h,得TiO2@Al2O3@PAM复合材料,即为高分散性TiO2。
本发明中,分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂、成膜助剂、增稠剂可在本领域常规范围内进行选择,纯丙乳液可通过市购获得。
纳米TiO2可按现有技术制备,但优选S1的步骤为:采用溶胶凝胶法,将钛酸丁酯与无水乙醇混合均匀,滴加浓盐酸、无水乙醇和水的混合液直至成为凝胶,将凝胶烘干、煅烧,即得纳米TiO2。
具体地,S1的步骤为:
S1.1、将钛酸丁酯与无水乙醇混合均匀;
S1.2、混合均匀后,水浴加热至30~40℃,边搅拌边滴加浓盐酸、无水乙醇和水的混合液,滴加完毕后继续搅拌加热20~40min;
S1.3、边搅拌边升温至70~80℃,继续搅拌至凝胶;
S1.4、将凝胶在60~80℃下干燥2~6小时,随后在450~550℃下煅烧3~5小时,即得纳米TiO2。
进一步,以体积份数计,原料用量分别为:S1.1中,钛酸丁酯2.6~3.2份,无水乙醇5~6.5份;S1.2中,水 1.8~2.1份、浓盐酸0.23~0.28份、无水乙醇25~28份。
进一步,S2.1中,纳米TiO2与水溶性铝盐溶液的质量比为5~8∶30~40。
进一步,S3.1中,丙烯酰胺水溶液的浓度为0.1~0.5g/mL;TiO2@Al2O3复合粒子与丙烯酰胺水溶液的料液比为:TiO2@Al2O3复合粒子∶丙烯酰胺水溶液=1.5~3.0g∶30~50mL。
进一步,所述水溶性铝盐为AlCl3、Al(NO3)3或Al2(SO4)3。
中空球形SiO2可按现有技术制备,但优选按下述方法制备获得:采用溶胶凝胶法在纳米球形ZnO粉体表面包覆一层SiO2,得到ZnO@SiO2复合粒子;之后将ZnO@SiO2复合粒子在稀硫酸中浸泡溶解掉ZnO,即得中空球形SiO2。
具体地,中空球形SiO2的制备步骤为:
(a)、按照质量体积比,纳米球形ZnO粉末∶无水乙醇=0.2~0.5g∶30~50mL,将纳米球形ZnO粉末加入到无水乙醇中并超声分散(20~40min),随后加入正硅酸乙酯溶液,混合均匀得到混合液,备用;其中,正硅酸乙酯溶液是按照体积比,正硅酸乙酯∶无水乙醇=4~5∶16~18 配制而成;按照质量体积比,纳米球形ZnO粉末∶正硅酸乙酯溶液=0.2~0.5g∶4~15mL;
(b)、按照体积比,正硅酸乙酯溶液∶氨水=20~33∶10~12,在(a)的混合液中滴加质量分数为25~28%的氨水,搅拌(反应 6~8h)至正硅酸乙酯水解完全;随后离心(3500~7000r/min,3~8min)得到沉淀物,洗涤(用无水乙醇和蒸馏水各3~5次,直至 pH 为 7),再烘干,即得ZnO@SiO2复合粒子;
(c)、按照质量体积比,ZnO@SiO2复合粒子∶稀硫酸=2~5g∶50~80mL,将(b)制备得到的ZnO@SiO2复合粒子放入5~6mol/L稀硫酸中浸泡至溶解掉ZnO,随后离心(3500~7000r/min,3~8min)得到沉淀物,洗涤(用无水乙醇和蒸馏水各3~5次,直至 pH 为 7),再烘干,即得中空球形SiO2。
所述节能环保型隔热涂料的制备方法,步骤如下:
(1)、将分散剂、润湿剂、1/2量(消泡剂总量一半)的消泡剂、防腐剂、水加入到分散罐中,开动搅拌机,调节其转速至每分钟1000~3000转,搅拌5~10分钟,搅拌均匀;
(2)、然后向(1)得到的混合物中加入高分散性TiO2、石英、重质碳酸钙,搅拌30~35分钟;
(3)、将搅拌机转速调至每分钟500~2000转,再加入纯丙乳液、成膜助剂、余量消泡剂、中空球形SiO2、红外反射颜料,搅拌5~10分钟;
(4)、加入增稠剂,将搅拌机转速调至每分钟500~1000转,分散10~20min,即得涂料。
有益效果:本发明研究助剂内部结构变化,改变涂料的内部微观结构,使所得隔热涂料具有良好的隔热性能,同时具有自清洁特性。具体是:
1、采用中空球形SiO2代替现有的玻璃微珠作为功能性填料来提高涂料的反射性能,使其对太阳光具有非常高的反射率,减少了太阳光的热辐射,同时可以隔绝热量,降低了墙面和屋顶对室内环境的热传导,实现低能耗、绿色环保的效果;
2、在涂料中加入TiO2,利用TiO2的光催化性能,在光照条件下涂料形成氧化还原体系,可以将附着在墙表面的有机物、细菌等分解;同时,TiO2在光照条件下具有超亲水性,雨水冲刷时不会形成雨痕,而是形成水膜平铺在可以将墙体表面的污物冲刷干净,达到自清洁的效果;
3、本发明涂料中的高分散性TiO2,是在TiO2的表面包覆了一层多孔状Al2O3无机层,无机层对部分紫外进行散射,减少了内层TiO2对紫外光的吸收,降低其光催化活性,减少了TiO2对涂膜的腐蚀、粉化现象;此外用本发明方法包覆的Al2O3无机层为孔状结构,不影响TiO2与周围介质的接触,紫外光条件下TiO2表面会产生-OH等自由基,引发丙烯酰胺单体产生自由基聚合,生成聚丙烯酰胺高分子链生长在TiO2@Al2O3复合粒子表面,产生了空间位阻斥力,从而减小了粒子间的范德华力,避免了TiO2粒子之间的团聚现象,促使二氧化钛在涂料中均匀分散。
附图说明
图1:红外反射颜料的XRD图。
图2:红外反射颜料的红外谱图。
图3:红外反射颜料的SEM图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细介绍,但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1
一种节能环保型隔热涂料,该涂料的组成配比为:分散剂15g、润湿剂7.5g、消泡剂10g、防腐剂3g、高分散性TiO2 33g、石英 25g、重质碳酸钙36g、纯丙乳液90g、成膜助剂24g、中空球形SiO215g、增稠剂24g、水67.5g。
涂料的制备方法:
(1)、将分散剂、润湿剂、1/2量的消泡剂、防腐剂、水加入到分散罐中,开动搅拌机,调节其转速至每分钟1000转,搅拌5分钟,搅拌均匀;
(2)、然后向(1)得到的混合物中加入高分散性TiO2、石英、重质碳酸钙,搅拌30分钟;
(3)、将搅拌机转速调至每分钟500转,再加入纯丙乳液、成膜助剂、余量消泡剂、中空球形SiO2,搅拌5分钟;
(4)、加入增稠剂,分散10min,即得涂料。
本实施例中,分散剂为聚乙烯醇;润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚;消泡剂为有机硅消泡剂;防腐剂为苯并咪唑;成膜助剂为乙二醇;增稠剂为聚氨酯;纯丙乳液购自南通生达化工有限工司。
本实施例中,高分散性TiO2按下述方法制备获得:
S1、制备纳米TiO2:
S1.1、将6.5mL无水乙醇与3.2mL钛酸丁酯混合,搅拌30min,再超声分散30min;
S1.2、分散后,水浴加热至40℃,边搅拌边滴加2mL蒸馏水、0.25mL浓盐酸(质量百分数36%)和25mL无水乙醇的混合液,滴加完毕后继续搅拌加热40min;
S1.3、边搅拌边升温至80℃,继续搅拌至凝胶;
S1.4、将凝胶在80℃下干燥6小时,随后在450℃下煅烧5小时,得到纳米TiO2;
S2、制备TiO2@Al2O3复合粒子,即在纳米TiO2表面包覆Al2O3无机层:
S2.1、取8g S1制备得到的纳米TiO2加入到40g 质量分数为15%的AlCl3溶液中,超声分散15min;
S2.2、向S2.1的混合液中逐滴滴入PH=12的氢氧化钠溶液,不断搅拌,直至混合液PH=7,使生成的Al2O3 . nH2O沉寂在TiO2表面;
S2.3、取S2.2的混合液离心,去除上层清液,用无水乙醇反复清洗3次,70℃烘干,得TiO2@Al2O3复合粒子;
S3、制备TiO2@Al2O3@PAM复合材料,即在Al2O3无机层表面键合聚丙烯酰胺:
S3.1、取2.5g S2制备得到的TiO2@Al2O3复合粒子置于管中,加入50mL浓度0.3g/mL的丙烯酰胺水溶液,磁子搅拌,通入氮气15min后密封管口;
S3.2、将管置于可见光下,光照3h,得TiO2@Al2O3@PAM复合材料,即为高分散性TiO2填料。
各取本实施例S1制备的纳米TiO2以及S3制备的TiO2@Al2O3@PAM复合材料1g,分别加入到50mL水中,搅拌均匀,得样品1和样品2。室温放置12h后观察,发现:样品1中底部有沉淀产生,而样品2则呈均一的乳白液体状。可知:本实施例制备的TiO2@Al2O3@PAM复合材料较包覆前的纳米TiO2具有更高的分散性。
本实施例中,中空球形SiO2按下述方法制备获得:
(a)、按照质量体积比,纳米球形ZnO粉末∶无水乙醇=0.5g∶50mL,将纳米球形ZnO粉末加入到无水乙醇中并超声分散30min,随后加入正硅酸乙酯溶液,混合均匀得到混合液,备用;其中,正硅酸乙酯溶液是按照体积比,正硅酸乙酯∶无水乙醇=5∶18 配制而成;按照质量体积比,纳米球形ZnO粉末∶正硅酸乙酯溶液=0.5g∶5mL;
(b)、按照体积比,正硅酸乙酯溶液∶氨水=33∶12,在(a)的混合液中滴加质量分数为25%的氨水,搅拌反应8h,保证正硅酸乙酯水解完全;随后以3500r/min离心 5min得到沉淀物,用无水乙醇和蒸馏水各洗涤4 次,直至 pH 为7,再在烘箱中 55℃下烘干,即得ZnO@SiO2复合粒子;
(c)、按照质量体积比,ZnO@SiO2复合粒子∶稀硫酸=5g∶80mL,将(b)制备得到的ZnO@SiO2复合粒子放入5mol/L稀硫酸中浸泡至溶解掉ZnO,随后以5000/min离心 6min得到沉淀物,用无水乙醇和蒸馏水各洗涤5次,直至 pH 为7,再在烘箱中 55℃下烘干,即得中空球形SiO2。
实施例2
一种节能环保型隔热涂料,该涂料的组成配比为:分散剂10g、润湿剂5g、消泡剂6g、防腐剂2g、高分散性TiO2 23g、石英 17g、重质碳酸钙24g、纯丙乳液62g、成膜助剂16g、中空球形SiO210g、增稠剂16g、水45g。
涂料的制备方法:
(1)、将分散剂、润湿剂、1/2量的消泡剂、防腐剂、水加入到分散罐中,开动搅拌机,调节其转速至每分钟1000,搅拌5分钟,搅拌均匀;
(2)、然后向(1)得到的混合物中加入高分散性TiO2、石英、重质碳酸钙,搅拌30分钟;
(3)、将搅拌机转速调至每分钟500转,再加入纯丙乳液、成膜助剂、余量消泡剂、中空球形SiO2,搅拌5分钟;
(4)、加入增稠剂,分散10min,即得涂料。
本实施例中,分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂、成膜助剂、增稠剂、纯丙乳液同实施例1。
本实施例中,高分散性TiO2按下述方法制备获得:
S1、制备纳米TiO2:
S1.1、将5mL无水乙醇与2.8mL钛酸丁酯混合,搅拌25min,再超声分散25min;
S1.2、分散后,水浴加热至50℃,边搅拌边滴加2.1mL蒸馏水、0.28mL浓盐酸(质量百分数36%)和28mL无水乙醇的混合液,滴加完毕后继续搅拌加热40min;
S1.3、边搅拌边升温至80℃,继续搅拌至凝胶;
S1.4、将凝胶在80℃下干燥5小时,随后在550℃下煅烧5小时,得到纳米TiO2;
S2、制备TiO2@Al2O3复合粒子,即在纳米TiO2表面包覆Al2O3无机层:
S2.1、取7.5g S1制备得到的纳米TiO2加入到30g 质量分数为20%的Al(NO3)3溶液中,超声分散15min;
S2.2、向S2.1的混合液中逐滴滴入PH=12的氢氧化钠溶液,不断搅拌,直至混合液PH=7,使生成的Al2O3 . nH2O沉寂在TiO2表面;
S2.3、取S2.2的混合液离心,去除上层清液,用无水乙醇反复清洗3次,70℃烘干,得TiO2@Al2O3复合粒子;
S3、制备TiO2@Al2O3@PAM复合材料,即在Al2O3无机层表面键合聚丙烯酰胺:
S3.1、取3g S2制备得到的TiO2@Al2O3复合粒子置于管中,加入50mL浓度0.5g/mL的丙烯酰胺水溶液,磁子搅拌,通入氮气15min后密封管口;
S3.2、将管置于可见光下,光照3h,得TiO2@Al2O3@PAM复合材料,即为高分散性TiO2填料。
各取本实施例S1制备的纳米TiO2以及S3制备的TiO2@Al2O3@PAM复合材料1g,分别加入到50mL水中,搅拌均匀,得样品3和样品4。室温放置24h后观察,发现:样品3中底部有沉淀产生,而样品4则呈均一的乳白液体状。可知:本实施例制备的TiO2@Al2O3@PAM复合材料较包覆前的纳米TiO2具有更高的分散性。
本实施例中,中空球形SiO2按下述方法制备获得:
(a)、按照质量体积比,纳米球形ZnO粉末∶无水乙醇=0.25g∶35mL,将纳米球形ZnO粉末加入到无水乙醇中并超声分散30min,随后加入正硅酸乙酯溶液,混合均匀得到混合液,备用;其中,正硅酸乙酯溶液是按照体积比,正硅酸乙酯∶无水乙醇=4∶16 配制而成;按照质量体积比,纳米球形ZnO粉末∶正硅酸乙酯溶液=0.5g∶5mL;
(b)、按照体积比,正硅酸乙酯溶液∶氨水=20∶10,在(a)的混合液中滴加质量分数为25%的氨水,搅拌反应8h,保证正硅酸乙酯水解完全;随后以3500r/min离心 5min得到沉淀物,用无水乙醇和蒸馏水各洗涤4 次,直至 pH 为7,再在烘箱中 55℃下烘干,即得ZnO@SiO2复合粒子;
(c)、按照质量体积比,ZnO@SiO2复合粒子∶稀硫酸=2g∶50mL,将(b)制备得到的ZnO@SiO2复合粒子放入6mol/L稀硫酸中浸泡至溶解掉ZnO,随后以5000/min离心 6min得到沉淀物,用无水乙醇和蒸馏水各洗涤5次,直至 pH 为7,再在烘箱中 55℃下烘干,即得中空球形SiO2。
实施例3
一种节能环保型隔热涂料,该涂料的组成配比为:分散剂12g、润湿剂6g、消泡剂10g、防腐剂4g、高分散性TiO2 25g、石英 18g、重质碳酸钙26g、65g、成膜助剂18g、中空球形SiO210g、红外反射颜料26g、增稠剂14g、水55g。
涂料的制备方法:
(1)、将分散剂、润湿剂、1/2量的消泡剂、防腐剂、水加入到分散罐中,开动搅拌机,调节其转速至每分钟1000,搅拌5分钟,搅拌均匀;
(2)、然后向(1)得到的混合物中加入高分散性TiO2、石英、重质碳酸钙,搅拌30分钟;
(3)、将搅拌机转速调至每分钟500转,再加入纯丙乳液、成膜助剂、余量消泡剂、中空球形SiO2、红外反射颜料,搅拌5分钟;
(4)、加入增稠剂,分散10min,即得涂料。
本实施例中,分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂、成膜助剂、增稠剂、纯丙乳液同实施例1。
本实施例中,高分散性TiO2按下述方法制备获得:
S1、制备纳米TiO2:
S1.1、将5.2mL无水乙醇与2.6mL钛酸丁酯混合,搅拌20min,再超声分散20min;
S1.2、分散后,水浴加热至40℃,边搅拌边滴加1.8mL蒸馏水、0.23mL浓盐酸(质量百分数36%)和25mL无水乙醇的混合液,滴加完毕后继续搅拌加热40min;
S1.3、边搅拌边升温至80℃,继续搅拌至凝胶;
S1.4、将凝胶在80℃下干燥6小时,随后在450℃下煅烧5小时,得到纳米TiO2;
S2、制备TiO2@Al2O3复合粒子,即在纳米TiO2表面包覆Al2O3无机层:
S2.1、取9g S1制备得到的纳米TiO2加入到40g 质量分数为30%的Al2(SO4)3溶液中,超声分散15min;
S2.2、向S2.1的混合液中逐滴滴入PH=12的氢氧化钠溶液,不断搅拌,直至混合液PH=7,使生成的Al2O3 . nH2O沉寂在TiO2表面;
S2.3、取S2.2的混合液离心,去除上层清液,用无水乙醇反复清洗3次,70℃烘干,得TiO2@Al2O3复合粒子;
S3、制备TiO2@Al2O3@PAM复合材料,即在Al2O3无机层表面键合聚丙烯酰胺:
S3.1、取2.5g S2制备得到的TiO2@Al2O3复合粒子置于管中,加入35mL浓度0.15g/mL的丙烯酰胺水溶液,磁子搅拌,通入氮气15min后密封管口;
S3.2、将管置于可见光下,光照5h,得TiO2@Al2O3@PAM复合材料,即为高分散性TiO2填料。
各取本实施例S1制备的纳米TiO2以及S3制备的TiO2@Al2O3@PAM复合材料1g,分别加入到50mL水中,搅拌均匀,得样品5和样品6。室温放置36h后观察,发现:样品5中底部有沉淀产生,而样品6则呈均一的乳白液体状。可知:本实施例制备的TiO2@Al2O3@PAM复合材料较包覆前的纳米TiO2具有更高的分散性。
本实施例中,中空球形SiO2按下述方法制备获得:
(a)、按照质量体积比,纳米球形ZnO粉末∶无水乙醇=0.4g∶40mL,将纳米球形ZnO粉末加入到无水乙醇中并超声分散20min,随后加入正硅酸乙酯溶液,混合均匀得到混合液,备用;其中,正硅酸乙酯溶液是按照体积比,正硅酸乙酯∶无水乙醇=5∶18 配制而成;按照质量体积比,纳米球形ZnO粉末∶正硅酸乙酯溶液=0.5g∶5mL;
(b)、按照体积比,正硅酸乙酯溶液∶氨水=23∶12,在(a)的混合液中滴加质量分数为25%的氨水,搅拌反应6h,保证正硅酸乙酯水解完全;随后以3000r/min离心6min得到沉淀物,用无水乙醇和蒸馏水各洗涤5 次,直至 pH 为7,再在烘箱中 55℃下烘干,即得ZnO@SiO2复合粒子;
(c)、按照质量体积比,ZnO@SiO2复合粒子∶稀硫酸=4g∶60mL,将(b)制备得到的ZnO@SiO2复合粒子放入6mol/L稀硫酸中浸泡至溶解掉ZnO,随后以5000/min离心 6min得到沉淀物,用无水乙醇和蒸馏水各洗涤5次,直至 pH 为7,再在烘箱中 55℃下烘干,即得中空球形SiO2。
本实施例中,红外反射颜料按下述方法制备获得:
取2.91gCo(NO3)2▪6H2O和7.5gAl(NO3)3▪9H2O,加水溶解后稀释到100mL,滴入250mL1mol/L Na2CO3溶液中;碱溶液用恒温水浴锅75℃水浴加热,待金属盐溶液全部滴定完成后,继续在水溶液中加热20min,然后静置沉降2h后,进行离心、洗涤、干燥,再进行900℃煅烧2h,即得红外反射颜料。
红外反射颜料的XRD图、红外谱图、SEM图分别见图1、图2、图3,EDS能谱数据见表1。
表1
Claims (7)
1.一种节能环保型隔热涂料,其特征在于,以重量份数计,该涂料的组成配比为:分散剂10~15份、润湿剂5~7.5份、消泡剂6~10份、防腐剂2~4份、高分散性TiO2 23~33份、石英 17~25份、重质碳酸钙17~36份、纯丙乳液62~90份、成膜助剂16~24份、中空球形SiO210~15份、红外反射颜料 0~30份、增稠剂14~24份、水45~67.5份;
其中,高分散性TiO2按下述方法制备获得:
S1、制备纳米TiO2;
S2、制备TiO2@Al2O3复合粒子:
S2.1、取S1制备得到的纳米TiO2加入到质量分数为15~35%的水溶性铝盐溶液中,超声分散;其中,所述水溶性铝盐为AlCl3、Al(NO3)3或Al2(SO4)3,纳米TiO2与水溶性铝盐溶液的质量比为5~8∶30~40
S2.2、向S2.1的混合液中滴入PH=12的氢氧化钠溶液,不断搅拌,直至混合液PH=7;
S2.3、取S2.2的混合液离心,去除上层清液,用无水乙醇反复清洗,烘干,得TiO2@Al2O3复合粒子;
S3、制备TiO2@Al2O3@PAM复合材料:
S3.1、取S2制备得到的TiO2@Al2O3复合粒子置于管中,加入丙烯酰胺水溶液,搅拌,通入氮气后密封管口;其中,丙烯酰胺水溶液的浓度为0.1~0.5g/mL;TiO2@Al2O3复合粒子与丙烯酰胺水溶液的料液比为:TiO2@Al2O3复合粒子∶丙烯酰胺水溶液=1.5~3.0g∶30~50mL
S3.2、将管置于可见光下,光照2~4h,得TiO2@Al2O3@PAM复合材料,即为高分散性TiO2。
2.如权利要求1所述的节能环保型隔热涂料,其特征在于,S1的步骤为:采用溶胶凝胶法,将钛酸丁酯与无水乙醇混合均匀,滴加浓盐酸、无水乙醇和水的混合液直至成为凝胶,将凝胶烘干、煅烧,即得纳米TiO2。
3.如权利要求2所述的节能环保型隔热涂料,其特征在于,S1的步骤具体为:
S1.1、将钛酸丁酯与无水乙醇混合均匀;
S1.2、混合均匀后,水浴加热至30~40℃,边搅拌边滴加浓盐酸、无水乙醇和水的混合液,滴加完毕后继续搅拌加热20~40min;
S1.3、边搅拌边升温至70~80℃,继续搅拌至凝胶;
S1.4、将凝胶在60~80℃下干燥2~6小时,随后在450~550℃下煅烧3~5小时,即得纳米TiO2。
4.如权利要求3所述的节能环保型隔热涂料,其特征在于:以体积份数计,原料用量分别为:S1.1中,钛酸丁酯2.6~3.2份,无水乙醇5~6.5份;S1.2中,水 1.8~2.1份、浓盐酸0.23~0.28份、无水乙醇25~28份。
5.如权利要求1所述的节能环保型隔热涂料,其特征在于,中空球形SiO2按下述方法制备获得:采用溶胶凝胶法在纳米球形ZnO粉体表面包覆一层SiO2,得到ZnO@SiO2复合粒子;之后将ZnO@SiO2复合粒子在稀硫酸中浸泡溶解掉ZnO,即得中空球形SiO2。
6.如权利要求5所述节能环保型隔热涂料,其特征在于,中空球形SiO2的具体制备步骤为:
(a)、按照质量体积比,纳米球形ZnO粉末∶无水乙醇=0.2~0.5g∶30~50mL,将纳米球形ZnO粉末加入到无水乙醇中并超声分散,随后加入正硅酸乙酯溶液,混合均匀得到混合液,备用;其中,正硅酸乙酯溶液是按照体积比,正硅酸乙酯∶无水乙醇=4~5∶16~18 配制而成;按照质量体积比,纳米球形ZnO粉末∶正硅酸乙酯溶液=0.2~0.5g∶4~15mL;
(b)、按照体积比,正硅酸乙酯溶液∶氨水=20~33∶10~12,在(a)的混合液中滴加质量分数为25~28%的氨水,搅拌至正硅酸乙酯水解完全;随后离心得到沉淀物,洗涤,再烘干,即得ZnO@SiO2复合粒子;
(c)、按照质量体积比,ZnO@SiO2复合粒子∶稀硫酸=2~5g∶50~80mL,将(b)制备得到的ZnO@SiO2复合粒子放入5~6mol/L稀硫酸中浸泡至溶解掉ZnO,随后以离心得到沉淀物,洗涤,再烘干,即得中空球形SiO2。
7.一种制备如权利要求1~6任一所述节能环保型隔热涂料的方法,其特征在于:步骤如下:
(1)、将分散剂、润湿剂、1/2量的消泡剂、防腐剂、水加入到分散罐中,开动搅拌机,调节其转速至每分钟1000~3000转,搅拌5~10分钟,搅拌均匀;
(2)、然后向(1)得到的混合物中加入高分散性TiO2、石英、重质碳酸钙,搅拌30~35分钟;
(3)、将搅拌机转速调至每分钟500~2000转,再加入纯丙乳液、成膜助剂、余量消泡剂、中空球形SiO2、红外反射颜料,搅拌5~10分钟;
(4)、加入增稠剂,将搅拌机转速调至每分钟500~1000转,分散10~20min,即得涂料。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103013270A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-04-03 | 陕西科技大学 | 一种高透水汽型聚丙烯酸酯纳米复合皮革涂饰剂的制备方法 |
CN104212285A (zh) * | 2014-10-07 | 2014-12-17 | 江阴延利汽车饰件股份有限公司 | 一种车窗用混合型隔热涂料 |
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CN104877474A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-09-02 | 江苏恒智纳米科技有限公司 | 建筑外墙用纳米反射隔热涂料及其制备工艺 |
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---|---|---|---|---|
CN103013270A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-04-03 | 陕西科技大学 | 一种高透水汽型聚丙烯酸酯纳米复合皮革涂饰剂的制备方法 |
CN104212285A (zh) * | 2014-10-07 | 2014-12-17 | 江阴延利汽车饰件股份有限公司 | 一种车窗用混合型隔热涂料 |
CN104327657A (zh) * | 2014-10-20 | 2015-02-04 | 芜湖县双宝建材有限公司 | 一种建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料 |
CN104877474A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-09-02 | 江苏恒智纳米科技有限公司 | 建筑外墙用纳米反射隔热涂料及其制备工艺 |
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