CN107987655A - 一种反射隔热涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反射隔热涂料，按照质量份数包括如下组分：有机硅磷酸酯类成膜离子聚合物50‑60份，介孔二氧化硅7‑12份，氧化铝纳米管7‑12份，溶剂10‑15份，功能助剂3‑6份。本发明公开的反射隔热涂料比现有技术中公开的普通反射隔热涂料耐候性、对建筑物的粘结力、耐化学品性能等综合性能更加优异，反射隔热效果更加显著。
Description
技术领域
本发明涉及建筑涂料技术领域，尤其涉及一种建筑物外墙反射隔热涂料。
背景技术
随着我国建筑行业的迅速发展以及能源危机的日益突出，建筑物的节能降耗就越发重要。我国的建筑能耗居全国各类能耗之首。在建筑外墙使用具有隔热功能的涂料是建筑物节能减耗的有效方法，其不仅可以保持室内温度恒定，增大室内外的温差，而且还可以实现涂料原有的装饰、保护和防霉等功能。
现有的热反射隔热涂料虽然也有热反射物质和隔热物质，但是其成膜物质多为丙烯酸树脂、聚酯树脂、氟硅树脂、环氧树脂等，主体成膜物质比较单一，涂料的综合性能不够优异。一般来说，反射隔热涂料的反射隔热功效，在相同基料条件下，填料起着主导作用，其中填料是涂料的重要组成部分，对它的选择是制备高效率反射隔热涂料的关键之一，现有技术中的反射隔热涂料起到隔热作用的功能物质主要是玻璃微珠或陶瓷微珠，存在绝热性能差、储存稳定性差、价格昂贵和施工不方便的缺点。
因此，研究开发综合性能优异，反射隔热效果显著的建筑物反射隔热涂料具有重大的经济效益、环境效益和社会效益。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种反射隔热涂料，该涂料组分制备方法简单易行，对设备要求不高，原料易得，价格低廉，适合大规模生产，比现有技术中公开的普通反射隔热涂料耐候性、对建筑物的粘结力、耐化学品性能等综合性能更加优异，反射隔热效果更加显著。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是，一种反射隔热涂料，按照质量份数，包括如下组分：有机硅磷酸酯类成膜离子聚合物50-60份，介孔二氧化硅7-12份，氧化铝纳米管7-12份，溶剂10-15份，功能助剂3-6份。
其中，所述功能助剂选自润湿分散剂、消泡剂、流平剂、防沉剂、抗紫外线剂和防冻剂中的两种以上；
所述溶剂为水、乙醇、异丙醇中的一种或几种；
所述有机硅磷酸酯类成膜离子聚合物的制备方法，包括如下步骤：
1)乙烯基咪唑盐的制备：将乙烯基咪唑、2-甲氧基乙氧基甲基氯溶于乙醚中，在室温下搅拌反应4-6小时，用乙醚洗产物4-6遍，并在室温下旋蒸除去溶剂；
2)成膜聚合物的制备：将经过步骤1)制备得到的乙烯基咪唑盐、双三甲基硅基化乙烯基磷酸酯、乙烯基二茂铁、2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯、引发剂溶于高沸点溶剂中，在55-65℃下氮气或惰性气体氛围下搅拌反应1-2小时，后在丙酮中沉出，并用乙醚洗涤5-8次后，后置于40-50℃下的真空干燥箱中烘12-18小时；
3)离子交换：将步骤2)制备得到的成膜聚合物浸泡在50-60℃下的质量分数为10-20％的硅酸钠溶液中60-72小时，然后再在去离子水中浸泡10-15小时，取出后置于40-50℃下的真空干燥箱中烘12-18小时；
其中，步骤1)中所述乙烯基咪唑、2-甲氧基乙氧基甲基氯、乙醚的质量比为1：(1.5-2)：(10-16)；
步骤2)中所述乙烯基咪唑盐、双三甲基硅基化乙烯基磷酸酯、乙烯基二茂铁、2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为(1-2):1:1：(3-4)：(0.03-0.05)：(10-15)；
所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或几种；
所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种；
所述惰性气体为氖气、氦气、氩气中的一种或几种；
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
1)本发明提供的一种反射隔热涂料，其组分制备方法简单易行，对设备要求不高，原料易得，价格低廉，适合大规模生产。
2)本发明提供的一种反射隔热涂料，没有使用传统隔热涂料使用的玻璃微珠或陶瓷微珠，避免了绝热性能差、储存稳定性差、价格昂贵和施工不方便的缺点。
3)本发明提供的一种反射隔热涂料，使用有机硅磷酸酯类成膜离子聚合物，比现有技术中公开的普通反射隔热涂料耐候性、对建筑物的粘结力、耐化学品性能等综合性能更加优异；同时具有固化速度快，生产效益高，极好的镜面效果，高硬度，高耐磨，高光泽，附着力好，遮盖力好，耐沾污的性能。
4)本发明提供的一种反射隔热涂料，成膜聚合物分子链中含有N/P/Si/F等元素，有利于与墙体的粘结、用醚类修饰咪唑环形成咪唑盐，有利于组分的分散，且可以固定硅酸根，具有更好的反射隔热功效，避免了添加无机硅酸盐加入涂料在外墙涂覆时，容易被雨水洗脱失效。
5)本发明提供的一种反射隔热涂料，添加介孔二氧化硅和氧化铝纳米管，孔状和管状结构使得内部含有导热率较低的空气，从而有利于隔热作用，且它们能与太阳光波产生共振，使其电子跃迁至高能位，产生光波光能的反射和衍射作用，从而隔断热能进入基层，反射阳光的热能，起到隔热作用。
6)本发明提供的一种反射隔热涂料，添加了二茂铁，与介孔二氧化硅和氧化铝纳米管一起吸收日照光线和热量以一定波长发射到空气中，从而起到辐射隔热作用。
具体实施方式
为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明下述实施例中所使用的氧化铝纳米管(合成方式参见：杨斌，γ型氧化铝纳米管的合成及NO催化分解性能研究，太原理工大学)为自己合成，已为现有技术；介孔二氧化硅为购自柳州若思纳米材料科技有限公司的有序介孔二氧化硅SBA-15；其他原料购自于上海泉昕进出口贸易有限公司。
实施例1
一种反射隔热涂料，按照质量份数包括如下组分：有机硅磷酸酯类成膜离子聚合物50份，介孔二氧化硅7份，氧化铝纳米管7份，水10份，润湿分散剂聚丙烯酸酯1份，消泡剂聚硅氧烷1份，丙三醇1份。
所述有机硅磷酸酯类成膜离子聚合物的制备方法，包括如下步骤：
1)乙烯基咪唑盐的制备：将乙烯基咪唑10g、2-甲氧基乙氧基甲基氯15g溶于乙醚100g中，在室温下搅拌反应4小时，用乙醚洗产物4遍，并在室温下旋蒸除去溶剂；
2)成膜聚合物的制备：将经过步骤1)制备得到的乙烯基咪唑盐10g、双三甲基硅基化乙烯基磷酸酯10g、乙烯基二茂铁10g、2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯30g、偶氮二异丁腈0.3g溶于二甲亚砜100g中，在55℃下氮气氛围下搅拌反应1小时，后在丙酮中沉出，并用乙醚洗涤5次后，后置于40℃下的真空干燥箱中烘12小时；
3)离子交换：将步骤2)制备得到的成膜聚合物浸泡在50℃下的质量分数为10％的硅酸钠溶液中60小时，然后再在去离子水中浸泡10小时，取出后置于40℃下的真空干燥箱中烘12小时。
实施例2
一种反射隔热涂料，按照质量份数包括如下组分：有机硅磷酸酯类成膜离子聚合物53份，介孔二氧化硅9份，氧化铝纳米管9份，乙醇12份，，润湿分散剂聚丙烯酸钠1份，消泡剂聚硅氧烷1份，氟改性丙烯酸类流平剂1.5份，抗紫外线助剂UV-3600.5份。
所述有机硅磷酸酯类成膜离子聚合物的制备方法，包括如下步骤：
1)乙烯基咪g唑盐的制备：将乙烯基咪唑10g、2-甲氧基乙氧基甲基氯17g溶于乙醚130中，在室温下搅拌反应5小时，用乙醚洗产物5遍，并在室温下旋蒸除去溶剂；
2)成膜聚合物的制备：将经过步骤1)制备得到的乙烯基咪唑盐13g、双三甲基硅基化乙烯基磷酸酯10g、乙烯基二茂铁10g、2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯34g、偶氮二异庚腈0.4g溶于N,N-二甲基甲酰胺120g中，在59℃下氩气氛围下搅拌反应1.2小时，后在丙酮中沉出，并用乙醚洗涤7次后，后置于46℃下的真空干燥箱中烘15小时；
3)离子交换：将步骤2)制备得到的成膜聚合物浸泡在55℃下的质量分数为14％的硅酸钠溶液中66小时，然后再在去离子水中浸泡12小时，取出后置于43℃下的真空干燥箱中烘15小时。
实施例3
一种反射隔热涂料，按照质量份数包括如下组分：有机硅磷酸酯类成膜离子聚合物56份，介孔二氧化硅10份，氧化铝纳米管10份，异丙醇13份，防沉剂聚乙烯蜡2份，抗紫外线助剂1份，消泡剂德谦31001份，防冻剂亚硝酸钠1份。
所述有机硅磷酸酯类成膜离子聚合物的制备方法，包括如下步骤：
1)乙烯基咪唑盐的制备：将乙烯基咪唑10g、2-甲氧基乙氧基甲基氯18g溶于乙醚140g中，在室温下搅拌反应5.5小时，用乙醚洗产物6遍，并在室温下旋蒸除去溶剂；
2)成膜聚合物的制备：将经过步骤1)制备得到的乙烯基咪唑盐17g、双三甲基硅基化乙烯基磷酸酯10g、乙烯基二茂铁10g、2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯37g、偶氮二异丁腈0.2g、偶氮二异庚腈0.25g溶于N-甲基吡咯烷酮140g中，在61℃下氖气氛围下搅拌反应1.7小时，后在丙酮中沉出，并用乙醚洗涤7次后，后置于46℃下的真空干燥箱中烘17小时；
3)离子交换：将步骤2)制备得到的成膜聚合物浸泡在58℃下的质量分数为18％的硅酸钠溶液中69小时，然后再在去离子水中浸泡14小时，取出后置于48℃下的真空干燥箱中烘16小时。
实施例4
一种反射隔热涂料，按照质量份数包括如下组分：有机硅磷酸酯类成膜离子聚合物60份，介孔二氧化硅12份，氧化铝纳米管12份，水10份，乙醇5份、防沉剂聚乙烯蜡1份，抗紫外线助剂1份，消泡剂德谦31001份，防冻剂亚硝酸钠1.5份，润湿分散剂聚丙烯酸1.5份。
所述有机硅磷酸酯类成膜离子聚合物的制备方法，包括如下步骤：
1)乙烯基咪唑盐的制备：将乙烯基咪唑10g、2-甲氧基乙氧基甲基氯20g溶于乙醚160g中，在室温下搅拌反应6小时，用乙醚洗产物6遍，并在室温下旋蒸除去溶剂；
2)成膜聚合物的制备：将经过步骤1)制备得到的乙烯基咪唑盐20g、双三甲基硅基化乙烯基磷酸酯10g、乙烯基二茂铁10g、2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯40g、偶氮二异庚腈0.5g溶于N,N-二甲基甲酰胺150g中，在65℃下氦气氛围下搅拌反应2小时，后在丙酮中沉出，并用乙醚洗涤8次后，后置于50℃下的真空干燥箱中烘18小时；
3)离子交换：将步骤2)制备得到的成膜聚合物浸泡在60℃下的质量分数为20％的硅酸钠溶液中72小时，然后再在去离子水中浸泡15小时，取出后置于50℃下的真空干燥箱中烘18小时。
实施例5
一种反射隔热涂料的制备方法同实施例1，不同之处在于没有添加介孔二氧化硅。
实施例6
一种反射隔热涂料的制备方法同实施例1，不同之处在于没有添加二氧化铝纳米管。
实施例7
一种反射隔热涂料的制备方法同实施例1，不同之处在于，用丙烯酸树脂替代有机硅磷酸酯类成膜离子聚合物。
实施例1至实施例7的性能检测结果以及检测方法见表1。
从下表可以看出，本发明实施例1-4公开的一种发射隔热涂料具有较优异的反射隔热性能，较快的干燥时间，符合建筑外墙涂料使用要求。
表1
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书和以上所述而顺畅地实施本发明。但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例。同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种反射隔热涂料，其特征在于，按照质量份数，包括如下组分：有机硅磷酸酯类成膜离子聚合物50-60份，介孔二氧化硅7-12份，氧化铝纳米管7-12份，溶剂10-15份，功能助剂3-6份。
2.根据权利要求1所述的一种反射隔热涂料，其特征在于，所述功能助剂为润湿分散剂、消泡剂、流平剂、防沉剂、抗紫外线剂和防冻剂中的两种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种反射隔热涂料，其特征在于，所述溶剂为水、乙醇、异丙醇中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种反射隔热涂料，其特征在于，所述有机硅磷酸酯类成膜离子聚合物的制备方法，包括如下步骤：
1)乙烯基咪唑盐的制备：将乙烯基咪唑、2-甲氧基乙氧基甲基氯溶于乙醚中，在室温下搅拌反应4-6小时，用乙醚洗产物4-6遍，并在室温下旋蒸除去溶剂；
2)成膜聚合物的制备：将经过步骤1)制备得到的乙烯基咪唑盐、双三甲基硅基化乙烯基磷酸酯、乙烯基二茂铁、2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯、引发剂溶于高沸点溶剂中，在55-65℃下氮气或惰性气体氛围下搅拌反应1-2小时，后在丙酮中沉出，并用乙醚洗涤5-8次后，后置于40-50℃下的真空干燥箱中烘12-18小时；
3)离子交换：将步骤2)制备得到的成膜聚合物浸泡在50-60℃下的质量分数为10-20％的硅酸钠溶液中60-72小时，然后再在去离子水中浸泡10-15小时，取出后置于40-50℃下的真空干燥箱中烘12-18小时。
5.根据权利要求4所述的一种反射隔热涂料，其特征在于，步骤1)中所述乙烯基咪唑、2-甲氧基乙氧基甲基氯、乙醚的质量比为1：(1.5-2)：(10-16)。
6.根据权利要求4所述的一种反射隔热涂料，其特征在于，步骤2)中所述乙烯基咪唑盐、双三甲基硅基化乙烯基磷酸酯、乙烯基二茂铁、2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为(1-2):1:1：(3-4)：(0.03-0.05)：(10-15)。
7.根据权利要求4所述的一种反射隔热涂料，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或几种。
8.根据权利要求4所述的一种反射隔热涂料，其特征在于，所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。
9.根据权利要求4所述的一种反射隔热涂料，其特征在于，所述惰性气体为氖气、氦气、氩气中的一种或几种。
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