CN108342148A - 一种陶瓷晶体高断热液体涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高断热液体涂料及制备方法，属于涂料技术领域。本发明具体提供了一种陶瓷晶体高断热液体涂料，所述涂料按重量份计，包括以下组分：陶瓷晶体矿粉10～15份、水溶性粘合剂3～5份、填料20～25份、成膜物质38～45份、助剂2～4份、去离子水70～80份；所述陶瓷晶体矿粉的粒径为25～60μm，陶瓷晶体矿粉的烧制温度≥1600℃，所述填料包括珍珠岩与滑石粉的混合物，所述珍珠岩与滑石粉的重量比为1～2:2～4。本发明提供的液体涂料以陶瓷晶体作为原料主材，配合其它水溶性物质，起到了很好的断热保温效果，且放射反射率高、热传导率极低，涂膜厚度大大减小。

Description

一种陶瓷晶体高断热液体涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及液体涂料技术领域，具体涉及一种陶瓷晶体高断热液体涂料及其制备方法。
背景技术
近年来，我国涂料技术不断发展，具有节能、环保的隔热涂料产品不断涌现。随着国民经济和现代科学技术的发展，人们对于住房环境的舒适度要求日益增高，夏天的酷热与冬天的寒冷气侯大大增加了空调、暖气等电器设备的使用率，给节能环保涂料产品带来了新的机遇和挑战。然而现有的房屋装修涂料大多隔热效果较差、热传导率高，室内和屋顶的温度差较高，往往需要涂覆较厚的涂料层才能起到理想的隔热效果，另一方面，现有的隔热涂料易发生脱落和漏水现象，仅仅只能起到单纯的覆盖作用，而不具有保护墙面的作用，其耐久性较差，对墙面涂料的防护周期较短。如中国专利<CN201410362817.3>公布了一款热反射隔热的烤漆涂料，其原料中加入隔热粉和红外反射颜料，起到了较好的断热保温效果，一定程度上解决了室内外温差大、热量容易损失的问题，然而其断热、保温效果并不显著，隔热温差仅达7℃，其材质的热传导率较高，涂料反射率不高，经济效益低；另一方面，该涂料为固体涂料，其仅作为单纯的覆盖物质，无法起到很好的保护墙面作用。如何提供一种反射率高、热传导率低、隔热效果显著的液体涂料，成为涂料行业所面临的新问题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述技术问题，而提供一种高断热液体涂料及其制备方法，该液体涂料以陶瓷晶体作为原料主材，配合其它水溶性物质，起到了很好的断热保温效果，且放射反射率高、热传导率极低，涂膜厚度大大减小。
本发明的目的之一是提供一种陶瓷晶体高断热液体涂料，采用的技术方案如下：一种陶瓷晶体高断热液体涂料，按重量份计包括以下组分：陶瓷晶体矿粉10～15份、水溶性粘合剂3～5份、填料20～25份、成膜物质38～45份、助剂2～4份、去离子水70～80份，所述陶瓷晶体矿粉的粒径为25～60μm，陶瓷晶体矿粉的烧制温度≥1600℃，所述填料包括珍珠岩与滑石粉的混合物，所述珍珠岩与滑石粉的重量比为1～2:2～4。
本发明提供的液体涂料是以陶瓷晶体作为断热、保温的主要材料，该材料内部天然形成有特殊的多孔结构，申请人利用材料自身的特点，将其在温度达1600℃以上的高温条件下烧制成陶瓷微米颗粒，使得其内部的空孔中富集大量的空气层，而紧密的空气层可以很好阻断材料外部的热量传导。发明人通过将高温烧制下的微米颗粒添加入涂料原料中，将其与水溶性粘合剂和成膜物质组合，复配一定比例的填料，制备成液体涂料，发现该涂料具有超强的断热、保温功效，经检测，该涂料的热传导率仅为0.06w/m·k，而根据现有对于绝热材料的定义可知，其热传导率也仅要求在0.13w/m·k以下即可。本发明提供的液体涂料对于太阳光辐射热的反射率可高达95.7％以上，涂覆层只需要0.35mm，就可有效保持室温不受外部严寒和酷热天气的侵袭，与涂覆普通涂料相比，其室内温度差可相差8.6℃。
本发明的涂料配方对于填料物质的选择也有严格的限定，只有采用本发明的填料组分进行复配，才能更好发挥陶瓷晶体微粉的高断热效果。
进一步的方案是，如上所述成膜物质为环氧树脂和丙烯酸乳液的混合物，所述混合物中环氧树脂与丙烯酸乳液的重量比为7～9:3～6。成膜物质的选择对于涂膜的影响较大，由于丙烯酸乳液不具有弹性，对于隔热涂层的抗裂效果较差，而在酷热天气下丙烯酸乳液的涂膜容易变黏，耐沾污性较差，会影响涂料的断热效果，而采用环氧树脂与丙烯酸乳液复配的成膜物质能够很好解决这些问题，其耐污性好，不会因表面污染对太阳辐射热的反射作用产生影响，可长期保持稳定的隔热效果。
进一步的方案是，所述环氧树脂的环氧当量为1200g/eq～1500g/eq。优选的，所述环氧树脂的软化点为130～140℃。选择该性能的环氧树脂与丙烯酸乳液的复配性能更佳。
进一步的方案是，所述水溶性粘合剂包括淀粉、聚乙烯醇或羧甲基纤维素中的至少一种。水溶性粘合剂能够使得液体涂料的性能更稳定，涂膜不易开裂和脱落。
进一步的方案是，所述助剂包括：分散剂5～8份、增稠剂2～5份、防霉剂0.5～1.5份；流平剂0.8～2.3份。添加助剂可改善液体涂料的各种性能，使得涂料产品更符合标准。
进一步的方案是，上述助剂的选择，所述分散剂为十二烷基硫酸钠，所述增稠剂为SC-01德国先得增稠剂，所述防霉剂为三氯苯基，所述流平剂为聚丙烯酸酯。
本发明的目的之二是提供一种如上所述的陶瓷晶体高断热涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)于1600℃以上烧制陶瓷晶体矿粉，并将其放入制粉机内研磨成25～60μm的微米颗粒；
(2)将陶瓷晶体矿粉、水溶性粘合剂、填料投入到反应釜中预混，边混合边加入去离子水搅拌，加热至250～280℃预混30分钟；
(3)降温至120℃后加入成膜物质，高速搅拌；
(4)加入助剂后真空混合搅拌1小时以上。
进一步的方案是，步骤(3)中加入成膜物质后反应20分钟再高速搅拌。
进一步的方案是，步骤(3)搅拌的速率为3000～5000转/分钟。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明制备的液体涂料具有超强的隔热断热和室内保温效果，涂料中陶瓷晶体微米颗粒内部的空气层可以很好阻断外部的热量传导，抑制室内温度的上升和流失；
(2)本发明的涂料热传导率仅为0.06w/m·k，太阳光辐射热反射率高达95.7％，断热保温效果极其显著；
(3)本发明的涂料涂膜厚度仅需0.35mm，大大减少了成本，且耐久性好，使用寿命长。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体描述，有必要指出的是，以下实施例仅仅用于对本发明进行解释和说明，并不用于限定本发明。本领域技术人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
一种陶瓷晶体高断热液体涂料，包括以下组分：按重量份计为，陶瓷晶体矿粉10份、水溶性粘合剂3份、填料20份、成膜物质38份、助剂2份、去离子水70份；所述陶瓷晶体矿粉的粒径为25～40μm，陶瓷晶体矿粉的烧制温度为1600℃，所述填料为珍珠岩与滑石粉按重量比1:2混合而成。其中成膜物质为环氧树脂和丙烯酸乳液以重量比7:3的混合物，环氧树脂的环氧当量为1200g/eq，软化点为130℃；水溶性粘合剂为淀粉；助剂为：分散剂十二烷基硫酸钠5份、SC-01德国先得增稠剂2份、防霉剂三氯苯基0.5份；流平剂聚丙烯酸酯0.8份；
上述液体涂料的制备方法如下：
(1)于1600℃下烧制陶瓷晶体矿粉，并将其放入制粉机内研磨成25～40μm的微米颗粒；
(2)将陶瓷晶体矿粉、水溶性粘合剂、填料投入到反应釜中预混，边混合边加入去离子水搅拌，加热至250℃下预混30分钟；
(3)降温至120℃后加入成膜物质，反应20分钟后高速搅拌，搅拌速率为3000转/分钟；
(4)加入助剂后真空混合搅拌1小时以上，即得。
实施例2
一种陶瓷晶体高断热液体涂料，包括以下组分：按重量份计为，陶瓷晶体矿粉15份、水溶性粘合剂5份、填料25份、成膜物质45份、助剂4份、去离子水80份；所述陶瓷晶体矿粉的粒径为35～60μm，陶瓷晶体矿粉的烧制温度为1650℃，所述填料为珍珠岩与滑石粉按重量比2:3的混合物。其中成膜物质为环氧树脂和丙烯酸乳液以重量比9:5的混合物，环氧树脂的环氧当量为1500g/eq，软化点为140℃；水溶性粘合剂为淀粉与聚乙烯醇按1:1进行混合；助剂按照以下配方添加：分散剂十二烷基硫酸钠8份、SC-01德国先得增稠剂5份、防霉剂三氯苯基1.5份；流平剂聚丙烯酸酯2.3份；
其制备方法如下：
(1)于1650℃以上烧制陶瓷晶体矿粉，并将其放入制粉机内研磨成35～60μm的微米颗粒；
(2)将陶瓷晶体矿粉、水溶性粘合剂、填料投入到反应釜中预混，边混合边加入去离子水搅拌，加热至280℃下预混30分钟；
(3)降温至120℃后加入成膜物质，反应20分钟后高速搅拌，搅拌速率为5000转/分钟；
(4)加入助剂后真空混合搅拌1小时以上。
实施例3
一种陶瓷晶体高断热液体涂料，包括以下组分：按重量份计为，陶瓷晶体矿粉12份、水溶性粘合剂4份、填料22份、成膜物质40份、助剂3份、去离子水75份；所述陶瓷晶体矿粉的粒径为42～55μm，陶瓷晶体矿粉的烧制温度为1700℃，所述填料为珍珠岩与滑石粉按重量比1:3的混合物，成膜物质为环氧树脂和丙烯酸乳液以重量比8:5的混合物，环氧树脂的环氧当量为1400g/eq，软化点为135℃；水溶性粘合剂为羧甲基纤维素；助剂按照以下配方添加：分散剂十二烷基硫酸钠6份、SC-01德国先得增稠剂3份、防霉剂三氯苯基1.0份；流平剂聚丙烯酸酯1.5份；
其制备方法如下：
(1)于1700℃以上烧制陶瓷晶体矿粉，并将其放入制粉机内研磨成42～55μm的微米颗粒；
(2)将陶瓷晶体矿粉、水溶性粘合剂、填料投入到反应釜中预混，边混合边加入去离子水搅拌，加热至265℃预混30分钟；
(3)降温至120℃后加入成膜物质，反应20分钟后高速搅拌，搅拌速率为4000转/分钟；
(4)加入助剂后真空混合搅拌1小时以上。
应用例1
按照中国专利文献CN 102061120 B中实施例记载的方法测定涂料的热传导率，测得本发明三个实施例中的液体涂料热传导率均在0.06w/m·k以下，与该专利中复合涂料的热传导率为0.0969w/m·k相比，本发明的液体涂料具有更低的热传导率。
应用例2
按照中国专利文献CN 107459848 A中实施例记载的方法测试涂覆涂料后铁箱内部的温度，测得铁箱内、外表面分别涂覆本发明三个实施例中的液体涂料后，在铁箱外温度为70℃时(铁箱内部初始温度为常温)放置处理1小时，三个铁箱内部的温度分别为30℃、31℃和33℃，而涂覆上述专利文献中的涂料，铁箱内部温度高达40℃以上。
应用例3
于铁箱内、外表面分别涂覆本发明三个实施例中的液体涂料，涂层厚度仅为0.35mm，在70℃高温下放置1小时，铁箱内部温度仍为31～33℃之间，表明本发明的断热涂料涂层厚度很薄，仍可发挥高效的断热效果。

Claims (10)

1.一种陶瓷晶体高断热液体涂料，其特征在于，所述涂料按重量份计，包括以下组分：陶瓷晶体矿粉10～15份、水溶性粘合剂3～5份、填料20～25份、成膜物质38～45份、助剂2～4份、去离子水70～80份；所述陶瓷晶体矿粉的粒径为25～60μm，陶瓷晶体矿粉的烧制温度≥1600℃，所述填料包括珍珠岩与滑石粉的混合物，所述珍珠岩与滑石粉的重量比为1～2:2～4。
2.根据权利要求1所述的陶瓷晶体高断热液体涂料，其特征在于，所述成膜物质为环氧树脂和丙烯酸乳液的混合物，所述混合物中环氧树脂与丙烯酸乳液的重量比为7～9:3～6。
3.根据权利要求1所述的陶瓷晶体高断热液体涂料，其特征在于，所述环氧树脂的环氧当量为1200g/eq～1500g/eq。
4.根据权利要求1所述的陶瓷晶体高断热液体涂料，其特征在于，所述环氧树脂的软化点为130～140℃。
5.根据权利要求1所述的陶瓷晶体高断热液体涂料，其特征在于，所述水溶性粘合剂包括淀粉、聚乙烯醇或羧甲基纤维素中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的陶瓷晶体高断热液体涂料，其特征在于，所述助剂包括：分散剂5～8份、增稠剂2～5份、防霉剂0.5～1.5份；流平剂0.8～2.3份。
7.根据权利要求6所述的陶瓷晶体高断热液体涂料，其特征在于，所述分散剂为十二烷基硫酸钠，所述增稠剂为SC-01德国先得增稠剂，所述防霉剂为三氯苯基，所述流平剂为聚丙烯酸酯。
8.一种如权利要求1-7所述的陶瓷晶体高断热液体涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)于1600℃以上烧制陶瓷晶体矿粉，并将其放入制粉机内研磨成25～60μm的微米颗粒；
(2)将陶瓷晶体矿粉、水溶性粘合剂、填料投入到反应釜中预混，边混合边加入去离子水搅拌，加热至250～280℃预混30分钟；
(3)降温至120℃后加入成膜物质，高速搅拌；
(4)加入助剂后真空混合搅拌1小时以上。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中加入成膜物质后反应20分钟再高速搅拌。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)搅拌的速率为3000～5000转/分钟。
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