CN108795241A - 一种热反射型涂料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热反射型涂料及制备方法，该涂料按质量份计，包括油性环氧树脂20‑40份、水性丙烯酸树脂15‑25份、热反射颜料10‑20份、聚酰胺10‑20份。本发明的优点相较于其他热反射型涂料在隔热、保温性能良好的同时还具有良好的抗裂性、粘结性、耐久性和抗滑性，且固化时间短。

Description

一种热反射型涂料及制备方法

技术领域

本发明涉及一种热反射型涂料及制备方法，属于涂料领域。

背景技术

高温、日晒等是材料老化、发生病害、功能失效的重要自然因素，使用隔热涂料能够有效降低（夏季）高温季节物体表面温度、减少日晒紫外线的光老化影响，从而能延缓材料老化的速度、维持使用功能、延长使用寿命，如降低路面温度可以有效解决沥青路面因高温产生的车辙病害；降低建筑屋面温度，则能有效降低建筑能耗等。

在热反射降温涂料方面，许多研究人员以水性树脂或丙烯酸树脂作为基体材料来制备热反射涂料，专利CN102964978公开了一种反射光涂料，由以下重量份的组分组成，硅乳液2-5 份、氧化钛5-10 份、酞氰蓝1-5 份、丙烯酸树脂3-6 份、硅油10-15 份、中铬黄1-4份、耐晒黄2-5 份、重质碳酸钙15-20 份、钛白粉4-9 份、滑石粉3-7 份、羟乙基纤维素1-8份、丙二醇15-20 份、缔合型聚氨酯35-40 份、水15-25 份，具有良好的隔热效果；专利CN107739562A公开了一种热反射涂料，基体材料为弹性聚丙烯酸乳液，主要解决了隔热性能和热反射型能。以上发明由于使用水性树脂或丙烯酸树脂为基体材料普遍都存在粘附性差、抗开裂性差、耐磨性较差、固化时间较长的问题，在日照、高温等自然因素以及外界荷载的作用下，涂料在使用一段时间后便出现了不同程度破坏的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种热反射型涂料及制备方法，以解决因（夏季）高温、日晒等引起的材料表面老化，从而产生病害、导致功能失效的问题；相比其他热反射型涂料，解决了抗裂性差、抗滑性差、易老化的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种热反射型涂料，按质量份计，包括油性环氧树脂20-40份、水性丙烯酸树脂15-25份、热反射颜料10-20份、聚酰胺10-20份。

进一步地，所述油性环氧树脂包括双酚A 型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、溴化双酚A型环氧树脂中的一种或一种以上。

进一步地，所述水性丙烯酸树脂包括水溶性羟基丙烯酸树脂。

进一步地，按质量份计，包括油性环氧树脂25-35份、水性丙烯酸树脂18-22份、热反射颜料14-18份、聚酰胺10-15份。

进一步地，按质量份计，还包括填料25-45份。

进一步地，按质量份计，所述填料包括空心玻璃微珠15~25份、六钛酸钾晶须10~20份，如此，可提升热反射型涂料的隔热性能。

作为本发明的一个实施例，按质量份计，所述填料包括空心玻璃微珠20份、六钛酸钾晶须20份。

进一步地，按质量份计，还包括助剂0.4-0.8份。

进一步地，按质量份计，所述助剂包括分散剂0.3-0.6份、消泡剂0.05-0.1份、流平剂0.05-0.1份。

进一步地，按质量份计，所述助剂包括分散剂0.4-0.5份、消泡剂0.06-0.08份、流平剂0.06-0.09份。优选地，所述助剂包括分散剂0.5份、消泡剂0.07份、流平剂0.08份。

进一步地，所述分散剂为钠盐分散剂或铵盐分散剂。

进一步地，所述消泡剂为聚醚有机硅消泡剂、改性聚醚类消泡剂、水性矿物油消泡剂中的一种或一种以上。

进一步地，所述流平剂为丙二醇甲醚醋酸酯流平剂、非离子聚氨酯流平剂中的一种或两种。

作为本发明的一个实施例，按质量份计，该热反射型涂料包括油性环氧树脂30份、水性丙烯酸树脂20份、热反射颜料15份、聚酰胺10份、填料40份、助剂0.65份。

进一步地，所述热反射颜料为金红石型钛白粉。金红石型钛白粉为白色无机粉末，化学性质非常稳定，具有很强的耐久性与耐热性，且遮盖力强，折光率高。钛白粉在橡胶行业中既作为着色剂，又具有补强、防老化、填充作用。在白色和彩色橡胶制品中加入钛白粉，在日光照射下，耐日晒，不开裂、不变色，伸展率大，耐酸碱，导热系数低（几乎是负导热系数），红外反射率高的六钛酸钾晶须。化学式是K₂O·6TiO₂，其结构为八面体晶体结构与6个Ti⁺配位键通过共面形成隧道状结构，K⁺位于隧道结构中心，与晶体结构的环境隔开，因此化学性质特别稳定。且拥有良好的力学和化学性能。

环氧树脂含有环氧基团及仲羟基，使得其具有较高的活性，从而易于固化，并生产三维网状结构；热塑型丙烯酸树脂为线型高分子化合物，在成膜过程中不发生进一步交联，具有良好的保光保色性、耐水耐化学性、干燥快、施工方便，易于施工重涂和返工。

丙烯酸树脂一般需要加热到一定温度才可以发生交联固化反应，因此在常温下涂料中使用量不大，但是具有良好的保光性、耐水性、透明度高、干燥快、施工性能好等其他性能的优点，可反复受热软化和冷却凝固。一般为线型高分子化合物，可以是均聚物，也可以是共聚物，具有较好的物理机械性能，耐候性、耐化学品性及耐水性优异，保光保色性高。由其配制的涂料靠溶剂挥发后大分子的聚集成膜，成膜时没有交联反应发生，属非反应型涂料。

聚酰胺（PA）具有强韧、耐磨、自润滑、使用温度范围宽成为目前工业中应用广泛的一种工程塑料。

本发明中，采用环氧树脂+丙烯酸树脂+聚酰胺组成的复合基体-固化体系，一方面，聚酰胺作为固化剂，环氧树脂中的仲羟基与聚酰胺发生固化反应，生成粘结强度和耐化学性能强的三维网状聚合物；与此同时，线状的丙烯酸树脂（分子量大）在化学热（仲羟基与聚酰胺发生固化反应）以及自然条件的作用下，逐渐成膜固化。即表现在固化上，化学反应与物理变化相互促进、彼此强化，从而缩短所需固化时间。另一方面，丙烯酸树脂与环氧树脂在固化过程中，线状丙烯酸树脂会与由环氧树脂与聚酰胺生成的三维网状聚合物建立三维联系，及在三维上相互缠绕、拉结，从而实现空间结构的整体强化，在宏观上表现出优良的抗裂（抗拉拔）性能优和粘结性能。

通过环氧树脂+丙烯酸树脂+聚酰胺组成的复合基体-固化体系的建立，化学与物理、线性与网状的组合，使得各单个基体材料（环氧树脂和丙烯酸树脂）以及固化剂聚酰胺的优势能够在该体系下相容，协同作用，形成有机整体。

基于同一发明构思，本发明还提供如上所述的热反射型涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1、按配比称取油性环氧树脂、水性丙烯酸树脂，混合，获得树脂混合体；

S2、向步骤S1中的树脂混合体中加入热反射颜料，搅拌均匀，获得混合浆料；

S3、向步骤S2中的混合浆料中加入聚酰胺，搅拌均匀，获得热反射型涂料成品。

步骤S2中，搅拌时间为1.5-7.5min，低速搅拌（转速为60~100r/min）。

步骤S3中，搅拌时间为1.5-5min，高速搅拌（转速为200~300r/min），并逐步降低搅拌速度，直至搅拌均匀。

进一步地，在步骤S1之后，步骤S2之前，还包括向步骤S1中的树脂混合体中混入助剂和/或填料的步骤。

更进一步地，在步骤S1之后，步骤S2之前，还包括向步骤S1中的树脂混合体中依次混入助剂和填料的步骤，即先向树脂混合体中加入助剂，低速搅拌（转速为60~100r/min）1.5-5min，再加入填料，再次低速搅拌（转速为200~300r/min)15-25min，使相关物料均匀分散。

本发明的优点相较于其他热反射型涂料在隔热、保温性能良好的同时还具有良好的抗裂性、粘结性、耐久性和抗滑性，且固化时间短。

优良的粘结性和抗裂性主要来源于油性环氧树脂加水性丙烯酸树脂的复合基体材料，油性环氧树脂单体具有固化方便、粘附力强、收缩小、力学性能优点的特点：水性丙烯酸树脂对光的主吸收峰位于光谱之外，所以其最大的优点就是具有良好的耐光性、耐久性，并具有良好的保光性、耐水性、透明度高、干燥快、施工性能好等优点。

本发明制备的隔热反射涂料抗拉拔强度大于1.2MPa，摆式仪测试结果（BPN）大于60（高速、一级公路路面要求为≥45）；六钛酸钾晶须填料的运用可进一步增强隔热效果，在沥青路面上涂抹1mm热反射型涂料温度可降低15℃，2mm时可达22℃。

附图说明

图1是本发明中环氧树脂+丙烯酸树脂+聚酰胺组成的复合基体-固化体系原理示意图。

图2是本发明实施例1的流程图。

具体实施方式

以下将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1：

本实施例中，按质量份计，热反射型涂料包括

1）基体材料：油性环氧树脂30份、水性丙烯酸树脂20份；

2）热反射颜料：金红石型钛白粉15份；

3）填料：空心玻璃微珠15份、六钛酸钾晶须20份；

4）固化剂：聚酰胺10份；

5）助剂：分散剂0.4份、消泡剂0.05份、流平剂0.08份。

本实施例中，热反射型涂料的制备方法如下：

1）按配比称取油性环氧树脂与水性丙烯酸树脂，混合，获得树脂混合体；

2）将步骤（1）中的树脂混合体与助剂低速搅拌大概3min后，加入填料后再次低速搅拌20min左右，使其均匀分散开来，制成浆料；

3）向步骤（2）获得的浆料中加入金红石型钛白粉，低速搅拌5min；

4）加入固化剂，然后对其混合浆料高速搅拌3min，逐步降低搅拌速度，直至搅拌均匀，获得热反射型涂料，备用。

将上述热反射型涂料涂刷至沥青路面，涂刷厚度为2mm，1.5小时实现表干，10小时实干，固化后第二天14点测试未涂热反射型涂料的路面温度、涂有热反射涂料的路面温度，依次为48℃和24℃；持续观测6个月后，涂料部分在车载作用下，未出现脱落、裂缝等明显老化失效现象。

将上述热反射型涂料，涂刷1mm至屋面，2小时表干，10小时实干，固化后第二天14点测试未涂热反射型涂料的屋面温度及涂有热反射涂料的屋面温度，依次为：43℃和29℃；经3个月后涂料部分在自然因素作用下，未出现脱落、裂缝等失效现象，且强化了屋面防水效果。

一般地，现有涂料实干需要24-48h，远超本发明的热反射型涂料的实干时间。

以水性树脂或丙烯酸树脂作为基体材料时，单一的树脂材料在性能上存在短板，在涂料上表现为耐久性、抗滑性、抗裂性等性能差，且固化时间长；本发明使用油性环氧树脂复配水性丙烯酸树脂，能形成性能上的优势互补，加入反射填料和调色颜料使其具有阻热、保温的效果，在聚酰胺的固化作用下能快速固化，固化后具有良好的抗裂性、耐磨性、耐久性。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种热反射型涂料，其特征在于，按质量份计，包括油性环氧树脂20-40份、水性丙烯酸树脂15-25份、热反射颜料10-20份、聚酰胺10-20份。

2.根据权利要求1所述的热反射型涂料，其特征在于，按质量份计，包括油性环氧树脂25-35份、水性丙烯酸树脂18-22份、热反射颜料14-18份、聚酰胺10-15份。

3.根据权利要求1所述的热反射型涂料，其特征在于，按质量份计，还包括填料25-45份。

4.根据权利要求3所述的热反射型涂料，其特征在于，按质量份计，所述填料包括空心玻璃微珠15~25份、六钛酸钾晶须10~20份。

5.根据权利要求1所述的热反射型涂料，其特征在于，按质量份计，还包括助剂0.4-0.8份。

6.根据权利要求5所述的热反射型涂料，其特征在于，按质量份计，所述助剂包括分散剂0.3-0.6份、消泡剂0.05-0.1份、流平剂0.05-0.1份。

7.根据权利要求5所述的热反射型涂料，其特征在于，按质量份计，所述助剂包括分散剂0.4-0.5份、消泡剂0.06-0.08份、流平剂0.06-0.09份。

8.根据权利要求1所述的热反射型涂料，其特征在于，所述热反射颜料为金红石型钛白粉。

9.如权利要求1-8任一项所述的热反射型涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、按配比称取油性环氧树脂、水性丙烯酸树脂，混合，获得树脂混合体；

S2、向步骤S1中的树脂混合体中加入热反射颜料，搅拌均匀，获得混合浆料；

S3、向步骤S2中的混合浆料中加入聚酰胺，搅拌均匀，获得热反射型涂料成品。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1之后，步骤S2之前，还包括向步骤S1中的树脂混合体中混入助剂和/或填料的步骤。