CN107325663A - 建筑反射隔热涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种建筑反射隔热涂料及其制备方法，按照重量份数计算，包括以下组分：成膜物质70～90份、改性金红石型二氧化钛10～20份、隔热填料5～15份、润湿分散剂1～3份、防霉剂0.5～1份、增稠剂4～8份、消泡剂1～3份、成膜助剂6～12份以及去离子水40～60份，所述隔热填料为改性空心玻璃微珠，所述改性空心玻璃微珠主要是由空心玻璃微珠、三氯化铟与氯氧化锆制备而成。该涂料不仅具有较高的反射率和发射率，隔热效果好，导热系数低，可以应用于室内隔热。

Description

建筑反射隔热涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种建筑反射隔热涂料及其制备方法。

背景技术

建筑反射隔热涂料是近年来得到一定应用并受到重视的新型功能性建筑涂料。在我国夏季气温过高的夏热冬暖、夏热冬冷气候区，该涂料除了具有普通外墙涂料的装饰效果外，还能够反射太阳辐射热而降低涂膜表面温度，并减轻因夏季涂膜表面温度过高而带来的一系列问题。建筑反射隔热涂料虽然研究很多，但是在实际应用中还存在诸多问题，如：性能不稳定，专利200510028388.7报道的反射隔热涂料尽管具有相当好的太阳反射率，但是红外辐射率较差；颜色单一，主要以白色或浅色涂料为主，局限性较大等。

建筑类反射隔热涂料主要有溶剂型和水溶型两大类，公开号为CN103014和CN1204677的中国专利公开的白色隔热涂料，是一种醇酸树脂类溶剂型反射隔热涂料，其耐候性低，仅为3～5年，且所采用的容积多为二甲苯类，污染环境。另一个公开号为CN102898905A的中国专利采用氟树脂、气相二氧化硅、中空空心玻璃微珠及混合有机溶剂制备反射隔热涂料，该涂料虽然具有较高的太阳反射比和半球发射率，但是其所采用的混合溶剂多为醇类或酸酯类，对施工人员及周围环境造成一定的影响。

因此，现有的建筑用反射隔热涂料制约着其在建筑节能领域的应用。

发明内容

本发明提出一种建筑反射隔热涂料，该涂料不仅具有较高的反射率和发射率，隔热效果好，导热系数低，可以应用于室内隔热。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种建筑反射隔热涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：

成膜物质70～90份、改性金红石型二氧化钛10～20份、隔热填料5～15份、润湿分散剂1～3份、防霉剂0.5～1份、增稠剂4～8份、消泡剂1～3份、成膜助剂6～12份以及去离子水40～60份，所述隔热填料为改性空心玻璃微珠，所述改性空心玻璃微珠主要是由空心玻璃微珠、三氯化铟与氯氧化锆制备而成。

优选地，所述改性空心玻璃微珠的制备方法为：

将空心玻璃微珠加入含有表面活性剂的水中，然后滴加三氯化铟溶液与氯氧化锆醇水溶液，搅拌均匀后，加入碳酸氢铵，超声波分散处理后进行沉淀，沉淀结束后进行水洗，然后再以20～30℃/h升温至500～600℃，保温30～50min，再以80～100℃/h升温至800～900℃，保温3～5小时，即可获得改性空心玻璃微珠。

优选地，三氯化铟溶液的浓度为100～150g/L，氯氧化锆的浓度为60～80g/L，所述醇水溶液中的溶剂为50～70％体积的乙醇与30～50％体积的水。

优选地，所述改性金红石型二氧化钛通过以下方法制备得到：

将金红石型二氧化钛加入丙酮中然后加入钛酸酯偶联剂搅拌均匀，在温度20～80℃条件下进行冷凝回流2～8小时得到混合物，混合物经过滤、洗涤、干燥后得到改性金红石型二氧化钛。

优选地，所述成膜物质为丙烯酸乳液与硅溶胶的混合物。

优选地，所述润湿分散剂为丙烯酸铵盐分散剂，所述防霉剂为四氯间苯二甲腈或者2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮。

优选地，所述增稠剂为非离子聚氨酯化合物、改性聚丙烯酸铵或者改性聚丙烯酸钠；所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷溶液或矿物油；所述成膜助剂为醇酯十二、乙二醇单丁醚、乙二醇、丙二醇乙醚或者丙二醇丁醚。

本发明的另一个目的是提供一种建筑反射隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)按照配方量将润湿分散剂、防霉剂、1/2～3/5消泡剂加入去离子水中，在300～500r/min的转速下搅拌充分混合；

2)向步骤1)的混合物中加入改性金红石型二氧化钛与隔热填料在1000～2000r/min的转速下分散；

3)向步骤2)的分散液中加入成膜物质、增稠剂、成膜助剂及余下的消泡剂搅拌均匀，即可。

本发明的有益效果：

本发明的涂料的组分中通过对传统隔热填料空心玻璃微珠进行改性，在其表面包覆氧化铟与氧化锆，保留了氧化铟与氧化锆固有的化学性质稳定、耐氧化，熔点高、耐高温，具有非常高的折射系数，因而具备很高的可见光及近红外光反射能力。改性金红石型二氧化钛可使其随着外界温度的变化有效地自动调节物体内侧及表面温度并使其趋于平稳，避免了因外界温度骤升或骤降而导致的物体内侧及表面温度剧烈变化。

具体实施方式

实施例1

改性空心玻璃微珠的制备方法为：

将空心玻璃微珠加入含有2wt％十二烷基硫酸钠的水中，然后滴加150g/L三氯化铟溶液与60g/L氯氧化锆醇水溶液，搅拌均匀后，加入碳酸氢铵，超声波分散处理后进行沉淀，沉淀结束后进行水洗，然后再以20℃/h升温至500℃，保温50min，再以100℃/h升温至900℃，保温3小时，即可获得改性空心玻璃微珠。醇水溶液中的溶剂为70％体积的乙醇与30％体积的水。

改性金红石型二氧化钛通过以下方法制备得到：

将金红石型二氧化钛加入丙酮中然后加入钛酸酯偶联剂搅拌均匀，在温度60℃条件下进行冷凝回流4小时得到混合物，混合物经过滤、洗涤、干燥后得到改性金红石型二氧化钛。

实施例2

改性空心玻璃微珠的制备方法为：

将空心玻璃微珠加入含有1wt％硬脂酸钠的水中，然后滴加100g/L三氯化铟溶液与80g/L氯氧化锆醇水溶液，搅拌均匀后，加入碳酸氢铵，超声波分散处理后进行沉淀，沉淀结束后进行水洗，然后再以30℃/h升温至600℃，保温30min，再以80℃/h升温至800℃，保温5小时，即可获得改性空心玻璃微珠。醇水溶液中的溶剂为50％体积的乙醇与50％体积的水。

改性金红石型二氧化钛通过以下方法制备得到：

将金红石型二氧化钛加入丙酮中然后加入钛酸酯偶联剂搅拌均匀，在温度80℃条件下进行冷凝回流2小时得到混合物，混合物经过滤、洗涤、干燥后得到改性金红石型二氧化钛。

实施例3

一种建筑反射隔热涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：

丙烯酸乳液与硅溶胶的混合物80份、实施例1的改性金红石型二氧化钛15份、实施例1的改性空心玻璃微珠10份、丙烯酸铵盐分散剂2份、四氯间苯二甲腈0.8份、改性聚丙烯酸铵6份、矿物油2份、丙二醇乙醚9份以及去离子水50份。

制备方法：

1)按照配方量将丙烯酸铵盐分散剂、四氯间苯二甲腈、1/2矿物油加入去离子水中，在300r/min的转速下搅拌充分混合；

2)向步骤1)的混合物中加入实施例1的改性金红石型二氧化钛与实施例1的改性空心玻璃微珠在1000r/min的转速下分散；

3)向步骤2)的分散液中加入丙烯酸乳液与硅溶胶的混合物、改性聚丙烯酸铵、丙二醇乙醚及余下的四氯间苯二甲腈搅拌均匀，即可。

实施例4

一种建筑反射隔热涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：

丙烯酸乳液与硅溶胶的混合物70份、实施例2的改性金红石型二氧化钛20份、实施例2的改性空心玻璃微珠5份、丙烯酸铵盐分散剂1份、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮0.5份、改性聚丙烯酸钠8份、聚二甲基硅氧烷溶液1份、醇酯十二6份以及去离子水60份。

制备方法，包括以下步骤：

1)按照配方量将丙烯酸铵盐分散剂、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮、3/5聚二甲基硅氧烷溶液加入去离子水中，在500r/min的转速下搅拌充分混合；

2)向步骤1)的混合物中加入实施例2的改性金红石型二氧化钛与实施例2的改性空心玻璃微珠在2000r/min的转速下分散；

3)向步骤2)的分散液中加入丙烯酸乳液与硅溶胶的混合物、改性聚丙烯酸钠、醇酯十二及余下的聚二甲基硅氧烷溶液搅拌均匀，即可。

实施例5

一种建筑反射隔热涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：

丙烯酸乳液与硅溶胶的混合物90份、实施例1的改性金红石型二氧化钛10份、实施例2的改性空心玻璃微珠15份、丙烯酸铵盐分散剂3份、四氯间苯二甲腈1份、改性聚丙烯酸铵4份、矿物油3份、乙二醇单丁醚12份以及去离子水40份

制备方法：

1)按照配方量将丙烯酸铵盐分散剂、四氯间苯二甲腈、1/2矿物油加入去离子水中，在400r/min的转速下搅拌充分混合；

2)向步骤1)的混合物中加入实施例1的改性金红石型二氧化钛与实施例2的改性空心玻璃微珠在1600r/min的转速下分散；

3)向步骤2)的分散液中加入丙烯酸乳液与硅溶胶的混合物、改性聚丙烯酸铵、乙二醇单丁醚及余下的矿物油搅拌均匀，即可。

根据JC/T235-2008《建筑反射隔热涂料》标准进行检测，实施例3～5提供的涂料的太阳反射比大于等于0.91，半球发射率大于等于0.91，隔热温差高达16℃，隔热温差衰减在5℃以下。

另外，经检测，实施例3～5提供的涂料的对比率(遮盖率)≥0.95，耐沾污性≤10％，耐人工气候老化性(≥600h)，耐水性(≥96h)、耐碱性(≥48h)，耐洗刷性(≥2000次)，满足GB/T9755-2001《合成树脂乳液外墙涂料》要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种建筑反射隔热涂料，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下组分：

成膜物质70～90份、改性金红石型二氧化钛10～20份、隔热填料5～15份、润湿分散剂1～3份、防霉剂0.5～1份、增稠剂4～8份、消泡剂1～3份、成膜助剂6～12份以及去离子水40～60份，所述隔热填料为改性空心玻璃微珠，所述改性空心玻璃微珠主要是由空心玻璃微珠、三氯化铟与氯氧化锆制备而成。

2.根据权利要求1所述的建筑反射隔热涂料，其特征在于，所述改性空心玻璃微珠的制备方法为：

将空心玻璃微珠加入含有表面活性剂的水中，然后滴加三氯化铟溶液与氯氧化锆醇水溶液，搅拌均匀后，加入碳酸氢铵，超声波分散处理后进行沉淀，沉淀结束后进行水洗，然后再以20～30℃/h升温至500～600℃，保温30～50min，再以80～100℃/h升温至800～900℃，保温3～5小时，即可获得改性空心玻璃微珠。

3.根据权利要求2所述的建筑反射隔热涂料，其特征在于，三氯化铟溶液的浓度为100～150g/L，氯氧化锆的浓度为60～80g/L，所述醇水溶液中的溶剂为50～70％体积的乙醇与30～50％体积的水。

4.根据权利要求1所述的建筑反射隔热涂料，其特征在于，所述改性金红石型二氧化钛通过以下方法制备得到：

将金红石型二氧化钛加入丙酮中然后加入钛酸酯偶联剂搅拌均匀，在温度20～80℃条件下进行冷凝回流2～8小时得到混合物，混合物经过滤、洗涤、干燥后得到改性金红石型二氧化钛。

5.根据权利要求1所述的建筑反射隔热涂料，其特征在于，所述成膜物质为丙烯酸乳液与硅溶胶的混合物。

6.根据权利要求1所述的建筑反射隔热涂料，其特征在于，所述润湿分散剂为丙烯酸铵盐分散剂，所述防霉剂为四氯间苯二甲腈或者2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮。

7.根据权利要求1所述的建筑反射隔热涂料，其特征在于，所述增稠剂为非离子聚氨酯化合物、改性聚丙烯酸铵或者改性聚丙烯酸钠；所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷溶液或矿物油；所述成膜助剂为醇酯十二、乙二醇单丁醚、乙二醇、丙二醇乙醚或者丙二醇丁醚。

8.如权利要求1所述的建筑反射隔热涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按照配方量将润湿分散剂、防霉剂、1/2～3/5消泡剂加入去离子水中，在300～500r/min的转速下搅拌充分混合；

2)向步骤1)的混合物中加入改性金红石型二氧化钛与隔热填料在1000～2000r/min的转速下分散；

3)向步骤2)的分散液中加入成膜物质、增稠剂、成膜助剂及余下的消泡剂搅拌均匀，即可。