CN108300000A - 一种隔热涂料的制备方法技术领域 - Google Patents

一种隔热涂料的制备方法技术领域 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种隔热涂料的制备方法，属于隔热涂料技术领域。本发明按体积比将水、原硅酸乙酯和聚丙烯酸置于烧瓶中搅拌形成乳化分散体系，随后缓慢加入酚醛树脂，并加入盐酸调节pH，将反应体系水浴加热，保温，升温，恒温得酚醛树脂微球；将酚醛树脂微球置烘箱中，稳定调节，保温3h，得酚醛树脂中空微球；取废弃的贝壳置于球磨罐中，球磨，过筛，得球磨贝壳粉末；分别取水、水性弗碳乳液、二氧化钛粉末和分散剂，全部置于研磨分散搅拌机中，研磨搅拌；继续加入贝壳粉、羧甲基纤维素钠、聚氧丙烯甘油醚和十六烷基三甲基溴化铵，搅拌；加入酚醛树脂中空微球，搅拌，即得到一种隔热涂料。

Description

一种隔热涂料的制备方法技术领域
本发明涉及一种隔热涂料的制备方法，属于隔热涂料行业技术领域。
背景技术
随着社会经济水平的发展和人们生活条件的不断改善，对能源的需求也越来越大。传统能源如煤、石油、天然气的储量是有限的，特别是石油的短缺威胁整个人类社会的能源安全。所以，各国在探索新能源的同时，迫切需要提髙能源利用效率，降低能耗。炎热地区的夏季，民用建筑外墙体接受来自太阳的强烈福射，导致表面温度升髙，可达到40-50度，金属物体的表面温度可达到70-80度。建筑外墙温度的升高导致了室内温度的升髙。为降低室温，人们大量使用喷淋装置、电风扇、空调、冷气机等，使得在建筑上面的能耗急剧増加，建筑能耗占全球能源总消耗的20%以上，并且呈逐年增长的趋势，根据预测，截至2030年，建筑能耗要比2015年増长20%。
建筑能耗有诸多因素影响，主要有以下两个方面，一是结构能耗，如围护结构、建筑外墙和口窗等，其中建筑的保温隔热和气密性是影响建筑结构能耗的主要內在因素。因此，加强围护结构的保湿，特别是加强窗户包括阳台口的保温性和气密性，是减少结构能耗的重要环节。二是使用能耗，主要是冬季供热设备和夏季制冷设备的使用，占整个建筑能耗的55%左右。由此可见，减少供暖和制冷设备的使用，提高能源利用效率，是降低建筑使用能耗的关键。综上所述，研制并大力推广建筑外墙表面的节能隔热涂层，减少制冷设备的使用，对于节约社会能源意义重大。
工业设施方面，各种储存易挥发、易燃物品的仓库，受到阳光照射后也会导致内部温度升高，从而导致储藏品的挥发。这不仅会带来经济损失，同时也有很大的安全隐患。为了降低储罐设备的表面温度，目前采取的措施多为淋水降温法，但是，这既浪费能源，又浪费水资源。
在太阳光照射下，为抑制建筑、仓库等外表面温度的升高，涂刷一层具有良好隔热效果的涂层，可在节约能源的同时达到良好的降温效果。隔热涂料作为一种新型的节能材料，能有效地反射、阻隔、辐射太阳光的能量，明显降低建筑物外墙、屋顶和室内温度，减少了空调等制冷设备在高温条件下的能耗，既改善了工作、居住环境又节约了大量能源。自1980年来，欧美等国家己经在这方面取得了一定成果，在节约与合理利用能源、改善环境及预防工厂安全事故等方面，都发挥了积极的作用。在金属基材料方面，隔热涂料已在易挥发油品（包括低黏度原油，中间饱分油及轻质产品油、气及其它化学物质）储罐及输油、输气管道外表面成功地广泛试用，取得了降温减压、安全增效、节能节水的良好效果。
因此，隔热涂料是降低建筑、储罐设施能耗，提高能源效率的关键途径之一，具有重要的研究意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对隔热涂料热导率高，隔热性差，且涂层分散不均的问题，提供了一种隔热涂料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）将水、原硅酸乙酯和聚丙烯酸置于三口烧瓶中混合搅拌，随后加入酚醛树脂和盐酸调节pH，水浴加热并保温，得酚醛树脂微球；
（2）将酚醛树脂微球置于烘箱中烘干，得酚醛树脂中空微球；
（3）废弃的贝壳洗净干燥并球磨成粉，过筛，得贝壳粉末；
（4）分别取4~6份水、16~24份水性氟碳乳液、2~3份二氧化钛粉末和1.0~1.5份分散剂置于研磨分散搅拌机中搅拌；
（5）加入2~3份贝壳粉、1~1.5份流平剂、0.5~0.75份消泡剂和1.0~1.5份表面活化剂继续搅拌；
（6）加入酚醛树脂中空微球搅拌，即得一种隔热涂料。
步骤（1）所述的水、原硅酸乙酯和聚丙烯酸的体积比为4:1：2。
步骤（2）所述的烘箱温度为160~170℃。
步骤（4）所述的二氧化钛粉为250目的二氧化钛粉末。
步骤（6）所述的研磨分散搅拌机的转速为100~200r/min。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过在隔热涂料的制备中，用废弃的贝壳粉末取代以往的填料，由于贝壳化学性质稳定、热导率低，降低了涂料的生产成本，也提高了隔热涂料的综合性能；
（2）本发明在制备隔热涂料时，将球磨贝壳粉和酚醛树脂中空微球作为填料，不同粒径的粉末混合，具有紧密堆积效用，提高了涂层的分散性和均匀性，提升了涂料的隔热能力。
具体实施方式
按体积比4：1：2，将水、原硅酸乙酯和聚丙烯酸置于三口烧瓶中，以100r/min的搅拌速率搅拌15min，随后缓慢加入酚醛树脂，并加入盐酸调节反应体系的pH为1.0~1.4，将反应体系水浴加热至70~80℃，保温3~4h，升温至94℃，恒温2~3h，得酚醛树脂微球；将酚醛树脂微球置烘箱中，稳定调节到160~170℃，保温3h，得酚醛树脂中空微球；取废弃的贝壳，用清水洗净，自然干燥，置于球磨罐中，在300~400r/min的转速下球磨50~60min，过160目筛，得球磨贝壳粉末；分别取4~6份水、16~24份水性氟碳乳液、2~3份二氧化钛粉末和1~1.5份分散剂，全部置于研磨分散搅拌机中，在1000~1200r/min的转速下持续研磨搅拌1~2h；继续加入2~3份贝壳粉、1~1.5份流平剂、0.5~0.75份消泡剂和1~1.5份表面活性剂，在700~800r/min的转速下搅拌30min；加入2~3份酚醛树脂中空微球，将研磨分散搅拌机的转速控制在100~200r/min，搅拌40~50min，即得到一种隔热涂料。所述的分散剂的型号为BYK-163；所述的流平剂为羧甲基纤维素钠、二丙酮醇中的一种或两种；所述的消泡剂为聚氧丙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或两种；所述的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。
实例1
按体积比4：1：2，将水、原硅酸乙酯和聚丙烯酸置于三口烧瓶中，以100r/min的搅拌速率搅拌15min，形成稳定的水包油型乳化分散体系，随后缓慢加入酚醛树脂，并加入盐酸调节反应体系的pH为1，将反应体系水浴加热至70℃，保温3h，升温至94℃，恒温2h，得酚醛树脂微球；将酚醛树脂微球置烘箱中，温度调节到160℃，保温3h，得酚醛树脂中空微球；取废弃的贝壳，用清水洗净，自然干燥，置于球磨罐中，在300r/min的转速下球磨50min，过160目筛，得球磨贝壳粉末；分别取4份水、16份水性氟碳乳液、2份二氧化钛粉末和1份型号为BYK-163的分散剂，全部置于研磨分散搅拌机中，在1000r/min的转速下持续研磨搅拌1h；继续加入2份贝壳粉、1份羧甲基纤维素钠、0.5份聚氧丙烯甘油醚和1份十六烷基三甲基溴化铵，在700r/min的转速下搅拌30min；加入2份酚醛树脂中空微球，将研磨分散搅拌机的转速控制在100r/min，搅拌40min，即得到一种隔热涂料。
实例2
按体积比4：1：2，将水、原硅酸乙酯和聚丙烯酸置于三口烧瓶中，以100r/min的搅拌速率搅拌15min，随后缓慢加入酚醛树脂，并加入盐酸调节反应体系的pH为1.2，将反应体系水浴加热至75℃，保温3.5h，升温至94℃，恒温2.5h，得酚醛树脂微球；将酚醛树脂微球置烘箱中，温度调节到165℃，保温3h，得酚醛树脂中空微球；取废弃的贝壳，用清水洗净，自然干燥，置于球磨罐中，在350r/min的转速下球磨55min，过160目筛，得球磨贝壳粉末；分别取5份水、20份水性氟碳乳液、2.5份二氧化钛粉末和1.2份型号为BYK-163的分散剂，全部置于研磨分散搅拌机中，在1100r/min的转速下持续研磨搅拌1.5h；继续加入2.5份贝壳粉、1.2份二丙酮醇、0.65份聚二甲基硅氧烷和1.2份十六烷基三甲基溴化铵，在750r/min的转速下搅拌30min；加入2.5份酚醛树脂中空微球，将研磨分散搅拌机的转速控制在150r/min，搅拌45min，即得到一种隔热涂料。
实例3
按体积比4：1：2，将水、原硅酸乙酯和聚丙烯酸置于三口烧瓶中，以100r/min的搅拌速率搅拌15min，随后缓慢加入酚醛树脂，并加入盐酸调节反应体系的pH为1.4，将反应体系水浴加热至80℃，保温4h，升温至94℃，恒温3h，得酚醛树脂微球；将酚醛树脂微球置烘箱中，稳定调节到170℃，保温3h，得酚醛树脂中空微球；取废弃的贝壳，用清水洗净，自然干燥，置于球磨罐中，在400r/min的转速下球磨60min，过160目筛，得球磨贝壳粉末；分别取6份水、24份水性氟碳乳液、3份二氧化钛粉末和1.5份型号为BYK-163的分散剂，全部置于研磨分散搅拌机中，在1200r/min的转速下持续研磨搅拌2h；继续加入3份贝壳粉、1.5份羧甲基纤维素钠和二丙酮醇、0.75份聚氧丙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷以及1.5份十六烷基三甲基溴化铵，在800r/min的转速下搅拌30min；加入3份酚醛树脂中空微球，将研磨分散搅拌机的转速控制在200r/min，搅拌50min，即得到一种隔热涂料。
对照例：广东开平某涂料公司生产的隔热涂料。
将实例及对照例的隔热涂料进行检测，具体检测如下：
太阳反射比测试：根据国标GB/T25261-2010《建筑用反射隔热涂料》，采用Lavy500型紫外/可见分光光度计对涂层的光谱反射率进行测定，光谱范围为250nm到2500nm，基板为40mm×40mm×5mm的铝板。
隔热性能测试：采用自搭装置，对涂层的隔热降温性能进行测定，测试时间为1小时，基板为300mm×300mm×l0mm的水泥板。
耐洗刷性能测试：根据GB/T9266-2009《建筑涂料涂层耐洗刷性的测定》，采用QFS型耐洗刷测定仪对涂层的耐洗刷性进行测定，基板为430mm×l50mm×3mm的钢板，洗刷之前，表面进行喷砂处理。
漆膜附着力测试：根据GB/T1720—79《漆膜附着力测定法》，采用QFZ型附着力测定仪对涂层漆膜附着力进行检测，基板为50mm×l00mm×0.3mm的钢片。
具体检测结果如表1。
表1
检测项目 实例1 实例2 实例3 对照例
太阳反射比 0.711 0.707 0.681 0.654
隔热性能 9.5 10.3 11.2 12.3
耐洗刷性能 1120 1050 730 650
漆膜附着力 一级 一级 一级 一级
由表1可知，本发明制备的隔热涂料的太阳反射比逐渐提高，隔热降温效果也越来越好，涂层的耐洗刷性能和隔热性能均有所提高。

Claims (5)

1.一种隔热涂料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为
（1）将水、原硅酸乙酯和聚丙烯酸置于三口烧瓶中混合搅拌，加入酚醛树脂并用盐酸调节pH，水浴加热并保温，得酚醛树脂微球；
（2）将酚醛树脂微球置于烘箱中烘干，得酚醛树脂中空微球；
（3）将废弃的贝壳洗净干燥并球磨成粉，过筛，得贝壳粉末；
（4）分别取4~6份水、16~24份水性氟碳乳液、2~3份二氧化钛粉末和1.0~1.5份分散剂置于研磨分散搅拌机中搅拌；
（5）加入2~3份贝壳粉、1~1.5份流平剂、0.5~0.75份消泡剂和1.0~1.5份表面活化剂继续搅拌；
（6）加入酚醛树脂中空微球搅拌，即得一种隔热涂料。
2.根据权利要求1所述的一种隔热涂料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的水、原硅酸乙酯和聚丙烯酸的体积比为4：1：2。
3.根据权利要求1所述的一种隔热涂料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的烘箱温度为160~170℃。
4.根据权利要求1所述的一种隔热涂料的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的二氧化钛粉为250目的二氧化钛粉末。
5.根据权利要求1所述的一种隔热涂料的制备方法，其特征在于：步骤（6）所述的研磨分散搅拌机的转速为100~200r/min。
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