CN107868517A - 一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉公开了一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆及其制备方法，包括以下组份：黑色颜料、分散剂、润湿剂、增稠剂、溶剂，黑色色浆采用锰铁黑和铜铬黑；将各组分混合经过分散、研磨、消泡、过滤后得到色浆，该色浆以黑色颜料锰铁黑和铜铬黑既是保温组份，又是着色组份，一举两得，避免了传统保温涂料着色组份和保温组份繁多、工艺复杂、成本高的缺点，同时又兼具吸热快、放热慢状态稳定环保的特点。
Description
技术领域
本发明属于涂料领域，具体为一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆及制备方法。
背景技术
随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，人们对能源的需求日益增加，然而摆在人们面前的却是能源的日益枯竭以及越来越严重的环境问题。因此，如何能够更有效率的利用资源、节约资源、保护资源已经成为各个国家关注的焦点。目前世界各国对太阳能、风能、水能等生态能源的开发愈来愈深入，尤其是对太阳能的开发利用，太阳辐射能作为一种自然能源，以其储量丰富且无污染性显示了其独特的优势，已被国际公认为未来最具竞争性的能源之一。由于我国国土面积较大、西部地区地理优势等因素，使我国属太阳能资源丰富的国家之一，太阳能利用前景十分广阔。在人口膨胀、资源紧张等问题困扰人类的今天，开发利用太阳能，提倡建造绿色建筑，充分体现了可持续发展和人类回归自然的理念。
随着人类对太阳能的逐渐探索，太阳能的应用在我们生活中可以说是无处不在，例如太阳能地热系统、太阳能热水器系统等等，都是利用太阳能转化热能为人们生活提供热量。由于大多数都是通过水为介质，利用太阳能对水进行加热，然后水通过管路进行供热，但是当管路外界温度低于管路内部介质温度时，管路就会以热交换的形式进行散热，导致热量流失，甚至由于热量流失严重，温度过低无法达到供热的效果和目的。随之市场上出现了一些保温涂料，这些保温涂料中起到保温作用的是色浆中添加的多种耐热、隔热组分，着色部分则是颜料粉或者在保温涂料外再次喷涂着色，这就会造成在制备保温涂料时既要添加着色颜料又要添加多种保温组份,混合组份越多涂料的稳定性就越难以保证,同时又增加了工艺的复杂性,在制备生产过程中大大的提高了成本。
公告号为CN1569975A、名称为水性防腐隔热保温涂料及其制备方法的中国发明专利，其公开的涂料由三层构成，分别为底层、中间层和面层涂料，同时提供了每层涂料的配方和制备方法，在制备对应图层色浆的时均加入大量组份已达到保温、着色效果，该种方法工艺复杂，稳定性难以把控，同时制备生产成本很高，使用时多次喷涂又大大的增加了施工成本。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提出一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆及其制备方法。
一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆，包括以下质量组份：
黑色颜料 25～55份；
分散剂 7～15份；
润湿剂 3～5份；
增稠剂 5～25份；
溶剂 5～10份。
所述黑色颜料为锰铁黑和/或铜铬黑。锰铁黑和铜铬黑不但可以做涂料的着色剂而且又可以起到保温作用，由于锰铁黑和铜铬黑都可以吸收紫外光进行自身加热，同时又具有优异的耐热性、耐酸性、耐碱性、耐候性，且环保无毒。
优选的，所述锰铁黑和铜铬黑混合使用的质量比为1:1-1.5。
优选的，所述分散剂为高分子丙烯聚合物、改性聚丙烯酸钠盐、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和水性丙烯酸树脂中的一种或多种。
优选的，所述润湿剂为EO-PO嵌段共聚物。
优选的，所述增稠剂为羟乙基纤维素，具有大范围的溶解性和粘度特性，本身非离子型可与大范围内的其他水溶性聚合物，表面活性剂、盐共存，是含高浓度电介质溶液的增稠剂，同时羧甲基纤维素的保水能力比甲基纤维素高出一倍，具有较好的流动调节性，可以使色浆拥有良好的稳定性和兼容性。
优选的，所述溶剂为去离子水、丙二醇和聚乙二醇400中的一种或多种，由于去离子水、丙二醇和聚乙二醇400均为无毒无害型溶剂，在制备生产和使用过程中大大减少了对操作者的伤害。
一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆的制备方法，包括以下步骤：
1）将包含黑色颜料、分散剂、润湿剂、增稠剂、溶剂按比例称量混合，得到混合原料；
2）将所述混合原料进行分散，分散速度为450r/min～550r/min，分散时间为0.5～1.5h；
3）将经过步骤2）处理的混合原料进行研磨，研磨速度为550r/min～650r/min，研磨时间为1.5～2.5h；
4）将经过步骤3）处理的混合原料进行后处理。
优选的，所述步骤4）中的后处理为消泡和过滤。
优选的，所述混合原料的PH值控制范围均为7.0～9.0。
优选的，所述步骤3）中所述砂磨机为卧式砂磨机、立式砂磨机和蓝式砂磨机中的一种。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
本发明提供了一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆及其制备方法，该色浆以黑色颜料锰铁黑和铜铬黑既是保温组份，又是着色组份，一举两得，避免了传统保温涂料着色组份和保温组份繁多、工艺复杂、成本高的缺点；由于黑色颜料自身特点可以吸收太阳能又具有很多的耐热性所以该色浆又具有吸热快、放热慢的优点；同时本发明中添加组份较少，分散研磨后混合物的稳定性和兼容性很高；而且采用溶剂为无毒无害型溶剂，对人体的伤害大大降低，使本发明的适用范围更加广泛。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，本领域技术人员对本发明所做的各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所要求保护的范围内。本发明实施例中的配比均为以质量份计。
实施例1
一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆，包括以下组份：锰铁黑和铜铬黑共25份；锰铁黑10份和铜铬黑15份；高分子丙烯聚合物、 2-氨基-2-甲基-1-丙醇共7份；EO-PO嵌段共聚物3份；羟乙基纤维素55份；去离子水和丙二醇共5份；
所述水性色浆的制备方法包括如下步骤：
1）将上述组份按比例称量混合后，得到混合原料；2）将混合原料进行分散，分散速度为450r/min，分散时间为0.5h；3）将经过步骤2）处理后的混合原料通过砂磨机进行研磨，研磨速度为550r/min，研磨时间为1.5；4）将经过步骤3）处理后的混合原料进行消泡和过滤处理，得到成品色浆，利用该色浆制成保温涂料后，实践过程中发现颜色均匀、保温效果好无毒无害。
实施例2
一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆，包括以下组份：锰铁黑和铜铬黑共40份，锰铁黑20份和铜铬黑20份；高分子丙烯聚合物、 2-氨基-2-甲基-1-丙醇共11份；EO-PO嵌段共聚物4份；羟乙基纤维素15份；去离子水和丙二醇共8份；
所述水性色浆的制备方法包括如下步骤：
1）将上述组份按比例称量混合后，得到混合原料；2）将混合原料进行分散，分散速度为500r/min，分散时间为1h；3）将通过步骤2）处理后的混合原料通过砂磨机进行研磨，研磨速度为600r/min，研磨时间为2h；4）将经过步骤3）处理后的混合原料进行消泡和过滤后，得到成品色浆，利用该色浆制成保温涂料后，实践过程中发现颜色均匀、保温效果好无毒无害。
实施例3
一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆，包括以下组份：锰铁黑和铜铬黑共55份；高分子丙烯聚合物、 2-氨基-2-甲基-1-丙醇共15份；EO-PO嵌段共聚物5份；羟乙基纤维素25份；去离子水和丙二醇共10份；
所述水性色浆的制备方法包括如下步骤：
1）将上述组份按比例称量混合后，得到混合原料；2）将混合原料进行分散，分散速度为550r/min，分散时间为1.5h；3）将经过步骤2）处理的混合原料通过砂磨机进行研磨，研磨速度为650r/min，研磨时间为2.5h；4）将混经过步骤3）处理的混合原料进行消泡和过滤后，得到成品色浆，利用该色浆制成保温涂料后，实践过程中发现颜色均匀、保温效果好无毒无害。
对比例1
一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆，包括以下组份：锰铁黑和铜铬黑共20份；高分子丙烯聚合物、 2-氨基-2-甲基-1-丙醇共15份；EO-PO嵌段共聚物5份；羟乙基纤维素25份；去离子水和丙二醇共10份；
所述水性色浆的制备方法包括如下步骤：
1）将上述组份按比例称量混合，得到混合原料；2）将混合原料进行分散，分散速度为550r/min，分散时间为1.5h；3）将经过步骤2）处理的混合原料通过砂磨机进行研磨，研磨速度为650r/min，研磨时间为2.5h；4）将经过步骤3）处理的混合原料进行消泡和过滤后，得到成品色浆，利用该色浆制成保温涂料后，实践中发现颜色暗淡，吸热保温效果较差。
对比例2
一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆，包括以下组份：锰铁黑和铜铬黑共55份；高分子丙烯聚合物、 2-氨基-2-甲基-1-丙醇共15份；EO-PO嵌段共聚物5份；羟乙基纤维素25份；去离子水和丙二醇共10份；
所述水性色浆的制备方法包括如下步骤：
1）将上述组份按比例称量混合后，得到混合原料；2）将混合原料进行分散，分散速度为400r/min，分散时间为0.3h；3）将经过步骤2）处理的混合原料通过砂磨机进行研磨，研磨速度为500r/min，研磨时间为1.3h；4）将经过步骤3）处理的混合原料进行消泡和过滤后，得到成品色浆，该色浆粒径较大，稳定性差，利用该色浆制成的保温涂料，在实践应用中颜色不均匀，杂质较多，保温效果不好。
对比例3
一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆，包括以下组份：采用本发明以外其他普通黑色颜料炭黑共55份；高分子丙烯聚合物、 2-氨基-2-甲基-1-丙醇共15份；EO-PO嵌段共聚物5份；羟乙基纤维素25份；去离子水和丙二醇共10份；
所述水性色浆的制备方法包括如下步骤：
1）将上述组份按比例称量混合，得到混合物A；2）将混合物A进行分散，分散速度为550r/min，分散时间为1.5h，得到均匀混合物B。3）将混合物B通过砂磨机进行研磨，研磨速度为650r/min，研磨时间为2.5h，得到混合物C。4）将混合物C进行真空消泡和过滤后，得到成品色浆，利用该色浆制成保温涂料，实践应用中发现该种保温涂料在外界温度过高时，使炭黑变形老化，导致涂料脱落，无法达到保温的作用。
以上对本发明的实施例进行了示例性说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依据本发明申请范围的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆，其特征在于，包括以下质量组份：
黑色颜料 25～55份；
分散剂 7～15份；
润湿剂 3～5份；
增稠剂 5～25份；
溶剂 5～10份；
所述黑色颜料为锰铁黑和/或铜铬黑。
2.如权利要求1所述的一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆，其特征在于：
所述锰铁黑和铜铬黑混合使用的质量比为1:1～1.5。
3.如权利要求1所述的一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆，其特征在于：
所述分散剂为高分子丙烯聚合物、改性聚丙烯酸钠盐、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和水性丙烯酸树脂中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆，其特征在于：
所述润湿剂为EO-PO嵌段共聚物。
5.如权利要求1所述的一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆，其特征在于：
所述增稠剂为羟乙基纤维素。
6.如权利要求1所述的一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆，其特征在于：
所述溶剂为去离子水、丙二醇和聚乙二醇400中的一种或多种。
7.如权利要求1-6任意一项所示的一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将包含黑色颜料、分散剂、润湿剂、增稠剂、溶剂按比例称量混合，得到混合原料；
2）将所述混合原料进行分散，分散速度为450r/min～550r/min，分散时间为0.5～1.5h；
3）将经过步骤2）处理的混合原料进行研磨，研磨速度为550r/min～650r/min，研磨时间为1.5～2.5h；
4）将经过步骤3）处理的混合原料进行后处理。
8.如权利要求7所述的一种用韵太阳能管保温涂料的水性色浆的制备方法，其特征在于：所述步骤4）中的后处理为消泡和过滤。
9.如权利要求7所述的一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆的制备方法，其特征在于：所述混合原料的PH值为7.0～9.0。
10.如权利要求7所述的一种用于太阳能管保温涂料的水性色浆的制备方法，其特征在于：所述步骤3）中所述砂磨机为卧式砂磨机、立式砂磨机或蓝式砂磨机中的一种。
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2017
- 2017-09-25 CN CN201710872950.7A patent/CN107868517A/zh active Pending
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