CN107540310A - 一种水性温变隔热干粉涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水性温变隔热干粉涂料及其制备方法，该干粉涂料由温变粉，白水泥，可再分散性乳胶粉，钛白粉，陶瓷粉，云母粉，硅酸铝纤维，粉体助剂按照所需重量百分比制备而成，所述的温变粉包括有变色温度为25℃、29℃、31℃、33℃、38℃和43℃的温变粉中的一种或几种。该干粉涂料便于保存、性能稳定、运输方便；在使用现场将干粉与水按照水粉比例搅拌混均匀，即可在基材表面涂覆施工，随着温度的变化其颜色发生变化，低温时为彩色、高温时为白色，实现了建筑或设备智能示温，且具有隔热保温作用；无需烦杂的施工程序即可实现一体化的隔热与装饰效果，对生活建筑、工作临时建筑，工业、农业等领域具有广泛的应用前景。

Description

一种水性温变隔热干粉涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于隔热涂料技术领域，具体涉及一种水性温变隔热干粉涂料及其制备方法。

技术背景

太阳光对地球表面的辐射能量大约是750W/m²，物体吸收太阳辐射引起的表面温度过高给工业生产和日常生活带来很多问题和不便。建筑的屋顶和墙壁的表面热量会造成周围环境和室内温度过高，提高了空调制冷消耗；太阳辐射也会导致表面温度升高而加速材料的老化和降解速度，使得材料无法保持良好的机械和化学性能；另外，对于石化容器和露天反应釜，高温会带来潜在的事故隐患和过多的能源浪费，在高温环境下均需要采取措施而消耗大量的能源与成本。

因此，为提高建筑物的保温隔热功能，降低夏季使用空调造成的能源消耗，反射隔热涂料，尤其是水性隔热涂料的应用得到重视和发展，但是目前投入市场的主要为白色隔热涂料，仍无法同时满足人们对于建筑色彩自动变化的需求。而具有温变特性的水性隔热涂料尚未发现，温度40℃以下实现由彩色向白色转变的更未出现，因此急需具有温变特性的水性反射隔热涂料。

目前，涂料产品研发都向着水性化、高固含、低VOC等方向发展。但应用广泛的乳胶漆类水性分散体系产品，固含量多在50％左右，其余均为水分和易挥发性物质，不仅不利于包装和运输，而且其中为了贮存稳定性而加入某些有机助剂就成了其VOC的主要来源，提高了涂料中VOC的含量，不利于环境保护。而干粉类涂料具有生产应用方便、零VOC、便于储运等优点，且目前尚未有可应用于建筑装饰和工业设备防护的水性温变隔热干粉涂料。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种水性温变隔热干粉涂料及其制备方法。该水性温变隔热干粉涂料水性环保，便于存贮和运输，有彩色温变特性，可用于建筑外墙、屋面装饰及隔热，也可用于工业设备的温度提示、隔热和防腐；其生产工艺简单安全、易操作。

本发明是通过以下技术方案实现的

一种水性温变隔热干粉涂料，该涂料由以下质量百分含量的原料制备而成：温变粉1～3％，白水泥20～35％，可再分散性乳胶粉15～25％，钛白粉10～16％，陶瓷粉15～30％，云母粉7～12％，硅酸铝纤维3～6％和粉体助剂1～3％。

所述的水性温变隔热干粉涂料，所述的温变粉为可逆升温消色型，所述的温变粉包括变色温度为25℃的温变粉、变色温度为29℃的温变粉、变色温度为31℃的温变粉、变色温度为33℃的温变粉、变色温度为38℃的温变粉和变色温度为43℃的温变粉中的任一种或任几种。其中25℃时的温变颜色为红色，29℃时的温变颜色为橙色，31℃时的温变颜色为黄色，33℃时的温变颜色为绿色，38℃时的温变颜色为洋红色，43℃时的温变颜色为瑰红色；温度在变色温度以上时为白色，在变色温度以下时为对应的温变颜色。

所述的水性温变隔热干粉涂料，所述的白水泥为P.O42.5硅酸盐水泥。

所述的水性温变隔热干粉涂料，所述的可再分散性乳胶粉为纯丙胶粉、苯丙胶粉、EVA胶粉、叔醋胶粉和醋丙胶粉中的任一种或任几种。

所述的水性温变隔热干粉涂料，所述钛白粉的粒度≤44μm；所述陶瓷粉的粒度≤44μm。

所述的水性温变隔热干粉涂料，所述的云母粉为粒度≤19μm的白色绢云母粉。

所述的水性温变隔热干粉涂料，所述的硅酸铝纤维的平均长度1～-4mm、平均直径2～4μm。

所述的水性温变隔热干粉涂料，所述的粉体助剂由粉体型的润湿分散剂、增稠剂、成膜助剂和消泡剂混合而成；所述各组分占粉体助剂的重量百分含量如下：润湿分散剂20％～30％，增稠剂15％～25％，成膜助剂25％～35％，消泡剂20％～30％。

所述的水性温变隔热干粉涂料，所述的增稠剂包括羧甲基纤维素(CMC)、羟乙基纤维素(HEC)或羟丙基甲基纤维素(HPMC)；所述的润湿分散剂包括白色聚磷酸钠粉体或烷基聚醚硫酸酯。

所述的水性温变隔热干粉涂料，所述水性温变隔热干粉涂料的涂层厚度为200μm～1mm。

所述的水性温变隔热干粉涂料，所述水性温变干粉涂料的制备包括以下步骤：

(1)按照上述比例将温变粉，硅酸铝纤维均匀混合，然后再依次加入粉体助剂中的润湿分散剂、增稠剂、成膜助剂、消泡剂，加入过程中不断搅拌，混合搅拌均匀得到混合物料，备用；

(2)按照上述比例将白水泥，钛白粉，陶瓷粉，云母粉混合搅拌均匀；

(3)在步骤(2)混合搅拌均匀的混合料中加入上述要求重量百分比的可分散性乳胶粉混合搅拌均匀，然后再加入步骤(1)得到的混合物料，混合搅拌均匀，即制得水性温变隔热干粉涂料。

上述的水性温变隔热干粉涂料，上述制备水性温变隔热干粉涂料的过程中的混合搅拌过程均为采用双螺旋锥形混合机进行搅拌混合。

本发明所述的水性温变隔热干粉涂料在使用过程中的使用方法如下：将所述的水性温变隔热干粉涂料与水按照100：(35～55)的质量比充分混合搅拌，室温下静置10min，然后再搅拌均匀；然后再处理过的基材表面刷涂、刮涂、辊涂或者喷涂至设计需要的厚度即可。

与现有技术相比，本发明具有以下积极有益效果

本发明所述的水性温变隔热干粉涂料在涂布在基材表面之后，随着温度的变化其颜色发生变化，低温时为彩色、高温时为白色，实现了建筑或者设备智能示温、控温；在高温时为白色，白色隔热涂层更好的将太阳光反射且具有较好的隔热性能；低温时显示不同的色彩，达到了色彩变化的装饰效果，且具有隔热保温作用，无需烦杂的施工程序即可实现一体化的隔热与装饰效果。

本发明所述的水性温变隔热干粉涂料，在使用时只需按照水粉比搅拌混合均匀即可在基材表面涂覆施工，使用方便，操作简单、速度块、效率高；

本发明所述的水性温变隔热干粉涂料的生产工艺简单，便于储存，性能稳定，运输方便，节能环保，而且使用方便，应用范围广，具有较好的社会经济效益。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明进行更加详细的说明，但是并不用于限制本发明的保护范围。

实施例1～5

实施例1～5所制备水性温变隔热干粉涂料的原料成分及各成分的重量百分比如下表1所示：

表1 实施例1～5所制备水性温变隔热干粉涂料的原料成分及含量

实施例1～5中所述水性温变隔热干粉涂料中所用温变粉为微胶囊包覆温变粉，为可逆升温消色型。所用温变粉的变色温度为25℃，在25℃以下所制备的干粉涂料及干燥涂膜为红色，在25℃以上对应的干粉涂料及干燥涂膜为白色；

所述可再分散性乳胶粉为纯丙胶粉，所述钛白粉、陶瓷粉的粒度均为≤44μm，所述云母粉为粒度≤19μm的白色绢云母粉，所述的润湿分散剂为白色聚磷酸钠粉体，所述的增稠剂为羧甲基纤维素，采用的成膜助剂为P871粉体成膜助剂(购自德国明凌化学)，采用的消泡剂为P803粉体消泡剂(购自德国明凌化学)。

实施例1～5所述水性温变隔热干粉涂料的制备方法包括以下步骤：

(1)采用双螺旋锥形混合机将上述的温变粉、硅酸铝纤维按照上述要求的重量百分比混合搅拌均匀，然后依次加入白色聚磷酸钠粉体、羧甲基纤维素、P871粉体成膜助剂、P803粉体消泡剂，加入过程中不断搅拌，混合搅拌均匀，得到混合物料，备用；

(2)采用双螺旋锥形混合机将白水泥、钛白粉、陶瓷粉、白色绢云母粉按照上述重量百分比混合搅拌均匀；

(3)在步骤(2)混合搅拌均匀的混合物中加入所需重量百分比的纯丙胶粉以及步骤(1)的混合物料，采用双螺旋锥形混合机混合搅拌均匀。

上述实施例1～5制备的水性温变隔热干粉涂料，其使用方法为：

取上述制备的干粉涂料，然后按照水与干粉涂料的质量比为35～55:100的比例混合搅拌均匀(采用手持式电动搅拌分散机混合搅拌均匀)，室温下静置10min，然后再次进行搅拌使其均匀混合；搅拌均匀之后，将其刷涂、刮涂、辊涂或喷涂至处理之后的基材表面至要求的厚度(200μm～1mm)。

实施例6～10

实施例6～10所制备水性温变隔热干粉涂料的原料成分及各成分的重量百分比如下表2所示：

表2 实施例6～10所制备水性温变隔热干粉涂料的原料成分及含量

实施例6～10中所述水性温变隔热干粉涂料中所用温变粉为微胶囊包覆温变粉，为可逆升温消色型。所用温变粉的变色温度为31℃，在31℃以下所制备的干粉涂料及干燥涂膜为黄色，在31℃以上对应的干粉涂料及干燥涂膜为白色；

所述可再分散性乳胶粉为叔醋胶粉，所述钛白粉、陶瓷粉的粒度均为≤44μm，所述云母粉为粒度≤19μm的白色绢云母粉，所述的润湿分散剂为烷基聚醚硫酸酯，所述的增稠剂为羟乙基纤维素，采用的成膜助剂为P871粉体成膜助剂(购自德国明凌化学)，采用的消泡剂为P803粉体消泡剂(购自德国明凌化学)。

实施例6～10所述水性温变隔热干粉涂料的制备方法包括以下步骤：

(1)采用双螺旋锥形混合机将上述的温变粉、硅酸铝纤维按照上述要求的种重量百分比混合搅拌均匀，然后再依次加入粉体助剂中的烷基聚醚硫酸酯、羟乙基纤维素、P871粉体成膜助剂、P803粉体消泡剂，加入过程中不断搅拌，混合均匀得到混合物料，备用；

(2)采用双螺旋锥形混合机将白水泥、钛白粉、陶瓷粉、白色绢云母粉按照上述重量比要求混合搅拌均匀；

(3)在步骤(2)混合均匀的混合物中加入所需重量百分比的苯丙胶粉以及步骤(1)的混合物料，采用双螺旋锥形混合机混合搅拌均匀。

上述实施例6～10制备的水性温变隔热干粉涂料，其使用方法为：

取上述制备的干粉涂料，然后按照水与干粉涂料的质量比为35～55:100的比例混合搅拌均匀(采用手持式电动搅拌分散机混合搅拌均匀)，室内下静置10min，然后再次进行搅拌使其均匀混合；搅拌均匀之后，将其刷涂、刮涂、辊涂或喷涂至处理之后的基材表面至要求的厚度(200μm～5mm)。

对所制备水性温变隔热干粉涂料的性能检测

将上述实施例制备的水性温变隔热干粉涂料与水混合之后，两道刮涂于薄铝板上(铝板尺寸符合GB/T25261-2010《建筑用反射隔热涂料》标准)，所涂干粉涂料的厚度为200μm，待涂料表面干燥后置于恒温干燥箱内匀速升温，每升温1℃恒温3min，测定其变色温度；然后采用《建筑用反射隔热涂料》标准中的检测方法对薄铝板上的涂膜的太阳光反射比进行检测，检测结果如表3所示：

表3 本发明所述水性温变隔热干粉涂料的性能测试结果

如上面所述，在薄铝板上(铝板尺寸符合GB/T25261-2010《建筑用反射隔热涂料》标准)，涂干粉涂料的厚度为300μm之后，夏季晴朗天气下在室外分别测定没有涂干粉涂料的薄铝板、涂干粉涂料的薄铝板的表面温度(采用接触式温度计进行测量)，测定数据如表4所示：

表4 水性温变隔热干粉涂料的隔热效果检测结果

表3所述的对比实施例1、2为ZL201310135432.9《一种温敏变色隔热涂料及其制备方法》中制备的温敏变色隔热涂料浆体。由表3的检测结果可知：本发明所得水性温变隔热干粉涂料在具有低温彩色、高温白色的变色装饰及温变提示效果外，还具有优异的反射隔热性能。由表4的检测结果可知，涂有本发明制备的水性温变隔热干粉涂料的薄铝板表面温度明显降低，与没有涂布本发明制备的水性温变隔热干粉涂料的薄铝板相比，具有较大的温差，隔热温差最高达到22℃，最低12℃，而且随着环境温度的升高、其温差会更加明显，当环境温度达到40℃或者更高时，两者的温差会相差更显著。因此，在石化容器或露天设备的表面涂上该干粉涂料之后既可以防止由太阳光照射引起的外表温度升高、也可以直观的判断温度状态，对于易老化的材料外表涂布该干粉涂料可以有效的防止材料的快速老化；在民用建筑尤其是简易结构建筑外表面采用该种涂料后可以大大降低夏季室内温度、减少制冷消耗的能源，也可以满足人们对于建筑色彩变化的需求，具有较好的装饰效果。本发明制备的水性温变隔热干粉涂料在具有温致变色功能的同时具有优良的反射隔热性能，且制备成本低，使用方便，在建筑、工业等领域中具有广泛的应用前景。

本发明所述的水性温变隔热干粉涂料无需杀菌剂及防冻剂的加入，节能环保，色彩可变，稳定性好，易于存贮、便于运输、使用方便，在目前涂料领中具有独特性能。

Claims (10)

1.一种水性温变隔热干粉涂料，其特征在于，该涂料由以下重量百分含量的原料制备而成：温变粉1～3％，白水泥20～35％，可再分散性乳胶粉15～25％，钛白粉10～16％，陶瓷粉15～30％，云母粉7～12％，硅酸铝纤维3～6％和粉体助剂1～3％。

2.根据权利要求1所述的水性温变隔热干粉涂料，其特征在于，所述的温变粉为可逆升温消色型，所述的温变粉包括变色温度为25℃，变色温度为29℃，变色温度为31℃，变色温度为33℃，变色温度为38℃和变色温度为43℃的温变粉中的任一种或任几种。

3.根据权利要求1所述的水性温变隔热干粉涂料，其特征在于，所述的白水泥为P.O42.5硅酸盐水泥。

4.根据权利要求1所述的水性温变隔热干粉涂料，其特征在于，所述的可再分散性乳胶粉为纯丙胶粉、苯丙胶粉、EVA胶粉、叔醋胶粉和醋丙胶粉中的任一种或任几种。

5.根据权利要求1所述的水性温变隔热干粉涂料，其特征在于，所述钛白粉的粒度≤44μm，所述陶瓷粉的粒度≤44μm，所述的云母粉为粒度≤19μm的白色绢云母粉。

6.根据权利要求1所述的水性温变隔热干粉涂料，其特征在于，所述的硅酸铝纤维的平均长度为1～4mm、平均直径为2～4μm。

7.根据权利要求1所述的水性温变隔热干粉涂料，其特征在于，所述的粉体助剂包括湿润分散剂、增稠剂、成膜助剂和消泡剂；所述各组分占粉体助剂的重量百分比如下：润湿分散剂20％～30％，增稠剂15％～25％，成膜助剂25％～35％和消泡剂20％～30％。

8.根据权利要求7所述的水性温变隔热干粉涂料，其特征在于，所述的增稠剂包括羧甲基纤维素、羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素；所述的润湿分散剂包括磷酸钠粉体或烷基聚醚硫酸酯。

9.根据权利要求1～8任一项所述的水性温变隔热干粉涂料，其特征在于，所述的水性温变隔热干粉涂料的涂层厚度为200μm～1mm。

10.根据权利要求1所述的水性温变隔热干粉涂料，其特征在于，所述的水性温变隔热干粉涂料的制备方法包括以下步骤：

(1)按照权利要求1所述的重量百分比将温变粉，硅酸铝纤维混合均匀，然后再依次加入粉体助剂中的湿润分散剂、增稠剂、成膜助剂、消泡剂，加入过程中不断搅拌，混合搅拌均匀得到混合物料，备用；

(2)按照权利要求1所述的重量百分比将白水泥，钛白粉，陶瓷粉，云母粉混合搅拌均匀；

(3)在步骤(2)混合搅拌均匀的物料中加入权利要求1要求重量百分比的可分散性乳胶粉混合搅拌均匀，然后加入步骤(1)得到的混合物料，混合搅拌均匀，即制得水性温变隔热干粉涂料。