CN109096862A - 一种反射隔热外墙建筑涂料及其制备方法 - Google Patents

一种反射隔热外墙建筑涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种反射隔热外墙建筑涂料及其制备方法,由以下重量份数的原料组成:环氧改性丙烯酸乳液40‑60份、空心玻璃微珠20‑30份、金红石型二氧化钛15‑25份、红外线反射剂5‑10份、隔热反射材料4‑8份、云母粉5‑10份、沉淀硫酸钡3‑6份、氧化铁红2‑8份、功能材料1‑5份、润湿分散剂0.5‑1份、消泡剂0.3‑0.8份、增稠剂0.4‑0.8份、成膜助剂0.3‑1份、去离子水15‑30份。本发明的反射隔热外墙建筑涂料隔热性好,可将热量隔绝在外侧,从而抑制建筑物变热,户外温度越高,其隔热降温作用越明显,与普通涂料相比,其实际室内外温差可达11‑15℃。

Description

一种反射隔热外墙建筑涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑涂料技术领域,具体涉及一种反射隔热外墙建筑涂料及其制备方法。
背景技术
目前,空调能耗也就成为建筑能耗的主要方面。随着我国建筑节能的深入开展,隔热反射涂料研究也日益为政府和企业的所重视。隔热反射涂料是一种通过有效反射太阳光中近红外部分为主的涂料,它能够降低物体表面对太阳辐射能量的吸收,是一种被动降温式涂料。
目前大家所知悉的太阳光热量中,紫外光占5%,可见光占43%,近红外光占52%。而隔热反射涂料技术关键是尽可能增加表面的热反射率,包括对可见光和近红外线的全波段的反射率;尽可能增加涂层的热发射率,减少涂层的积热。现今为止,在涂料使用的颜填料中,二氧化钛具有高折射率(折射率>2.5),在可见光和近红外线有较高的热发射率,并且具有较好的热发射率。因此,二氧化钛成为隔热反射功能涂料中颜料的代表。但是二氧化钛在作为热反射功能材料,发挥作用的仅仅是二氧化钛颗粒表层的那部分,且二氧化钛是一种高能耗的材料,其应用在外墙涂料中隔热反射功能较差、涂料颜色单一、成本较高。
在中国专利(申请号:CN200410048046.7)公开了一种隔热防晒涂料及其制备方法,其由成膜剂、云母粉、空心陶瓷隔热材料构成对太阳热反射与阻隔的复合型隔热涂层,具有导热系数低、热反射率高等特点,但其所采用树脂为溶剂型树脂,存在环境污染问题,并且使用单一空心陶瓷隔热材料,对阳光反射率低,使得涂料反射隔热效果有限,并且对无法满足日益严格的房屋节能要求。
而在中国专利(申请号:CN201510501148.8)公开了一种建筑用全色系反射隔热涂料系统及其制备方法,以水稀释型丙烯酸树脂为基料,与钛白粉、氧化铁红、钛铬黄等颜料,陶瓷微珠、功能型钛白粉等填料构成,其对波长为1200-2000nm的红外线反射率>50%。这种涂料的缺点仍然在于环保性能不好,同时对太阳热能集中的近红外波段热 反射能力较弱。
基于此,有必要提供一种反射隔热外墙建筑涂料及其制备方法,以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种稳定性好,施工性及隔热效果好,对环境污染少的反射隔热外墙建筑涂料及其制备方法。
为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种反射隔热外墙建筑涂料,由以下重量份数的原料组成:环氧改性丙烯酸乳液40-60份、空心玻璃微珠20-30份、金红石型二氧化钛15-25份、红外线反射剂5-10份、隔热反射材料4-8份、云母粉5-10份、沉淀硫酸钡3-6份、氧化铁红2-8份、功能材料1-5份、分散剂0.5-1份、消泡剂0.3-0.8份、增稠剂0.4-0.8份、成膜助剂0.3-1份、去离子水15-30份。
进一步的,由以下重量份数的原料组成:环氧改性丙烯酸乳液50份、空心玻璃微珠25份、金红石型二氧化钛20份、红外线反射剂7.5份、隔热反射材料6份、云母粉7.5份、沉淀硫酸钡4.5份、氧化铁红5份、功能材料3份、分散剂0.7份、消泡剂0.5份、增稠剂0.6份、成膜助剂0.6份、去离子水23份。
进一步的,所述有机硅改性丙烯酸乳液包含以下重量份数的组分:甲基丙烯酸甲酯55份、丙烯酸丁酯15份、苯乙烯15份、N-羟甲基丙烯酰胺3份、环氧树脂8份、乳化剂3份、引发剂1份、碳酸氢铵0.5份、氨水0.2和水65份,所述有机硅改性丙烯酸乳液的制备方法包含:
(1)将配方量的乳化剂与水混合得到乳化剂溶液;
(2)将配方量的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和苯乙烯三种单体和配方量的N-羟甲基丙烯酰胺加入反应釜中,在搅拌的情况下加入配方量的环氧树脂并使之溶解,然后加入二分之一量的乳化剂溶液,经高速搅拌完成预乳化得到预乳液,备用;
(3)取预乳液的1/10,将其与剩余的二分之一量的乳化剂溶液 混合,然后加入到经N2保护的反应釜中,并加入配方量的碳酸氢铵,缓慢升温到50℃,并搅拌,加入二分之一配方量的引发剂,温度升到75-85℃,体系出现蓝相,种子引发完毕;
(4)待蓝相出现以后,维持反应温度,通过恒压滴液装置缓慢 滴加剩余预乳液,在2-3h内滴完,在这期间定时滴加剩余的引发剂,待预乳液滴加完毕保温1h,冷却降温至40℃,过滤、滴加配方量的氨水,调节pH值至7,过滤出料,制得环氧改性丙烯酸乳液。
进一步的,所述红外线反射剂为纳米二氧化钛微粉和/或纳米级金属氧化物微粉。
进一步的,所述金属氧化物为氧化铑、氧化钌、氧化铈、氧化铟中的一种或几种。
进一步的,所述隔热反射材料为苯乙烯内核-二氧化钛外壳杂化颗粒。
进一步的,所述功能材料为纳米氧化锡锑和纳米氧化铟锡中的任意一种。
进一步的,所述分散剂为低分子量聚丙烯酸胺盐分散剂。
进一步的,所述成膜助剂为醇酯12。
进一步的,本发明还提供了上述反射隔热外墙建筑涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述的空心玻璃微珠、金红石型二氧化钛、红外线反射剂、隔热反射材料、云母粉、沉淀硫酸钡、氧化铁红、功能材料放入球磨机,球磨20-40min,然后球磨混合物转移至混合搅拌机,再加入环氧改性丙烯酸乳液,以800-900r/min的转速搅拌40-60min,取出,再超声分散20-40min,得到分散液A;
(2)将步骤(1)所得的分散液A置于反应釜中,加热至70-80℃,再加入润湿分散剂,以1000-1200r/min的转速搅拌反应1-3h,然后降温至室温,得到混合物B;
(3)将步骤(2)中所得混合物加入2/3质量的去离子水,搅拌,加入消泡剂、增稠剂,以1400-1600r/min的转速搅拌40-60min,再加入另外1/3质量的去离子水、成膜助剂,以600-800r/min的转速搅拌30-50min,制得反射隔热外墙建筑涂料。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
(1)本发明的反射隔热外墙建筑涂料隔热性好,可将热量隔绝在外侧,从而抑制建筑物变热,户外温度越高,其隔热降温作用越明显,与普通涂料相比,其实际室内外温差可达11-15℃。
(2)本发明的涂料耐久性好,可隔绝85%以上的太阳光线,防止紫外线造成的建筑物老化。
(3)本发明使用环氧改性丙烯酸乳液成膜性好,并具有极好的耐水性、抗渗性、耐候性、柔韧性和与基层的黏结强度,并且对太阳能的吸收率低,隔热效果好,另外其粒径小,具有较好的包覆作用,可将填料、空心玻璃微珠、金红石型二氧化钛牢固黏结在一起,使涂料的使用年限大大延长。
(4)本发明使用的空心玻璃微珠能够反射太阳光,减少基层对太阳光的吸收,同时由于空心球体内填充了惰性气体,导热系数低,阻隔了热传导,提高了涂层的隔热性能。
(5)本发明的涂料的成本低、施工易、工期短、无毒不然,且生产工艺简单高效,可广泛应用于建筑领域,具有较好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。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。
实施例1
本实施例的反射隔热外墙建筑涂料,由以下重量份数的原料组成:环氧改性丙烯酸乳液40份、空心玻璃微珠20份、金红石型二氧化钛15份、红外线反射剂5份、隔热反射材料4份、云母粉5份、沉淀硫酸钡3份、氧化铁红2份、功能材料1份、润湿分散剂0.5份、消泡剂0.3份、增稠剂0.4份、成膜助剂0.3份、去离子水15份。
所述有机硅改性丙烯酸乳液包含以下重量份数的组分:甲基丙烯酸甲酯55份、丙烯酸丁酯15份、苯乙烯15份、N-羟甲基丙烯酰胺3份、环氧树脂8份、乳化剂3份、引发剂1份、碳酸氢铵0.5份、氨水0.2和水65份,所述有机硅改性丙烯酸乳液的制备方法包含:
(1)将配方量的乳化剂与水混合得到乳化剂溶液;
(2)将配方量的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和苯乙烯三种单体和配方量的N-羟甲基丙烯酰胺加入反应釜中,在搅拌的情况下加入配方量的环氧树脂并使之溶解,然后加入二分之一量的乳化剂溶液,经高速搅拌完成预乳化得到预乳液,备用;
(3)取预乳液的1/10,将其与剩余的二分之一量的乳化剂溶液 混合,然后加入到经N2保护的反应釜中,并加入配方量的碳酸氢铵,缓慢升温到50℃,并搅拌,加入二分之一配方量的引发剂,温度升到75℃,体系出现蓝相,种子引发完毕;
(4)待蓝相出现以后,维持反应温度,通过恒压滴液装置缓慢 滴加剩余预乳液,在2h内滴完,在这期间定时滴加剩余的引发剂,待预乳液滴加完毕保温1h,冷却降温至40℃,过滤、滴加配方量的氨水,调节pH值至7,过滤出料,制得环氧改性丙烯酸乳液。
所述红外线反射剂为纳米二氧化钛微粉和/或纳米级金属氧化物微粉。
所述金属氧化物为氧化铑、氧化钌、氧化铈、氧化铟中的一种或几种。
所述隔热反射材料为苯乙烯内核-二氧化钛外壳杂化颗粒。
所述功能材料为纳米氧化锡锑和纳米氧化铟锡中的任意一种。
所述分散剂为低分子量聚丙烯酸胺盐分散剂。
所述成膜助剂为醇酯12。
本发明还提供了上述反射隔热外墙建筑涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述的空心玻璃微珠、金红石型二氧化钛、红外线反射剂、隔热反射材料、云母粉、沉淀硫酸钡、氧化铁红、功能材料放入球磨机,球磨20min,然后球磨混合物转移至混合搅拌机,再加入环氧改性丙烯酸乳液,以800r/min的转速搅拌40min,取出,再超声分散20min,得到分散液A;
(2)将步骤(1)所得的分散液A置于反应釜中,加热至70℃,再加入润湿分散剂,以1000r/min的转速搅拌反应1-3h,然后降温至室温,得到混合物B;
(3)将步骤(2)中所得混合物加入2/3质量的去离子水,搅拌,加入消泡剂、增稠剂,以1400r/min的转速搅拌40min,再加入另外1/3质量的去离子水、成膜助剂,以600r/min的转速搅拌30min,制得反射隔热外墙建筑涂料。
实施例2
本实施例的反射隔热外墙建筑涂料,由以下重量份数的原料组成:环氧改性丙烯酸乳液60份、空心玻璃微珠30份、金红石型二氧化钛25份、红外线反射剂10份、隔热反射材料8份、云母粉10份、沉淀硫酸钡6份、氧化铁红8份、功能材料5份、润湿分散剂1份、消泡剂0.8份、增稠剂0.8份、成膜助剂1份、去离子水30份。
所述有机硅改性丙烯酸乳液包含以下重量份数的组分:甲基丙烯酸甲酯55份、丙烯酸丁酯15份、苯乙烯15份、N-羟甲基丙烯酰胺3份、环氧树脂8份、乳化剂3份、引发剂1份、碳酸氢铵0.5份、氨水0.2和水65份,所述有机硅改性丙烯酸乳液的制备方法包含:
(1)将配方量的乳化剂与水混合得到乳化剂溶液;
(2)将配方量的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和苯乙烯三种单体和配方量的N-羟甲基丙烯酰胺加入反应釜中,在搅拌的情况下加入配方量的环氧树脂并使之溶解,然后加入二分之一量的乳化剂溶液,经高速搅拌完成预乳化得到预乳液,备用;
(3)取预乳液的1/10,将其与剩余的二分之一量的乳化剂溶液 混合,然后加入到经N2保护的反应釜中,并加入配方量的碳酸氢铵,缓慢升温到50℃,并搅拌,加入二分之一配方量的引发剂,温度升到85℃,体系出现蓝相,种子引发完毕;
(4)待蓝相出现以后,维持反应温度,通过恒压滴液装置缓慢 滴加剩余预乳液,在3h内滴完,在这期间定时滴加剩余的引发剂,待预乳液滴加完毕保温1h,冷却降温至40℃,过滤、滴加配方量的氨水,调节pH值至7,过滤出料,制得环氧改性丙烯酸乳液。
所述红外线反射剂为纳米二氧化钛微粉和/或纳米级金属氧化物微粉。
所述金属氧化物为氧化铑、氧化钌、氧化铈、氧化铟中的一种或几种。
所述隔热反射材料为苯乙烯内核-二氧化钛外壳杂化颗粒。
所述功能材料为纳米氧化锡锑和纳米氧化铟锡中的任意一种。
所述分散剂为低分子量聚丙烯酸胺盐分散剂。
所述成膜助剂为醇酯12。
本发明还提供了上述反射隔热外墙建筑涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述的空心玻璃微珠、金红石型二氧化钛、红外线反射剂、隔热反射材料、云母粉、沉淀硫酸钡、氧化铁红、功能材料放入球磨机,球磨40min,然后球磨混合物转移至混合搅拌机,再加入环氧改性丙烯酸乳液,以900r/min的转速搅拌60min,取出,再超声分散40min,得到分散液A;
(2)将步骤(1)所得的分散液A置于反应釜中,加热至80℃,再加入润湿分散剂,以1200r/min的转速搅拌反应3h,然后降温至室温,得到混合物B;
(3)将步骤(2)中所得混合物加入2/3质量的去离子水,搅拌,加入消泡剂、增稠剂,以1600r/min的转速搅拌60min,再加入另外1/3质量的去离子水、成膜助剂,以800r/min的转速搅拌50min,制得反射隔热外墙建筑涂料。
实施例3
本实施例的反射隔热外墙建筑涂料,由以下重量份数的原料组成:环氧改性丙烯酸乳液50份、空心玻璃微珠25份、金红石型二氧化钛20份、红外线反射剂7.5份、隔热反射材料6份、云母粉7.5份、沉淀硫酸钡4.5份、氧化铁红5份、功能材料3份、润湿分散剂0.7份、消泡剂0.5份、增稠剂0.6份、成膜助剂0.6份、去离子水23份。
所述有机硅改性丙烯酸乳液包含以下重量份数的组分:甲基丙烯酸甲酯55份、丙烯酸丁酯15份、苯乙烯15份、N-羟甲基丙烯酰胺3份、环氧树脂8份、乳化剂3份、引发剂1份、碳酸氢铵0.5份、氨水0.2和水65份,所述有机硅改性丙烯酸乳液的制备方法包含:
(1)将配方量的乳化剂与水混合得到乳化剂溶液;
(2)将配方量的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和苯乙烯三种单体和配方量的N-羟甲基丙烯酰胺加入反应釜中,在搅拌的情况下加入配方量的环氧树脂并使之溶解,然后加入二分之一量的乳化剂溶液,经高速搅拌完成预乳化得到预乳液,备用;
(3)取预乳液的1/10,将其与剩余的二分之一量的乳化剂溶液 混合,然后加入到经N2保护的反应釜中,并加入配方量的碳酸氢铵,缓慢升温到50℃,并搅拌,加入二分之一配方量的引发剂,温度升到80℃,体系出现蓝相,种子引发完毕;
(4)待蓝相出现以后,维持反应温度,通过恒压滴液装置缓慢 滴加剩余预乳液,在2.5h内滴完,在这期间定时滴加剩余的引发剂,待预乳液滴加完毕保温1h,冷却降温至40℃,过滤、滴加配方量的氨水,调节pH值至7,过滤出料,制得环氧改性丙烯酸乳液。
所述红外线反射剂为纳米二氧化钛微粉和/或纳米级金属氧化物微粉。
所述金属氧化物为氧化铑、氧化钌、氧化铈、氧化铟中的一种或几种。
所述隔热反射材料为苯乙烯内核-二氧化钛外壳杂化颗粒。
所述功能材料为纳米氧化锡锑和纳米氧化铟锡中的任意一种。
所述分散剂为低分子量聚丙烯酸胺盐分散剂。
所述成膜助剂为醇酯12。
本发明还提供了上述反射隔热外墙建筑涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述的空心玻璃微珠、金红石型二氧化钛、红外线反射剂、隔热反射材料、云母粉、沉淀硫酸钡、氧化铁红、功能材料放入球磨机,球磨30min,然后球磨混合物转移至混合搅拌机,再加入环氧改性丙烯酸乳液,以850r/min的转速搅拌50min,取出,再超声分散30min,得到分散液A;
(2)将步骤(1)所得的分散液A置于反应釜中,加热至75℃,再加入润湿分散剂,以1100r/min的转速搅拌反应2h,然后降温至室温,得到混合物B;
(3)将步骤(2)中所得混合物加入2/3质量的去离子水,搅拌,加入消泡剂、增稠剂,以1500r/min的转速搅拌50min,再加入另外1/3质量的去离子水、成膜助剂,以700r/min的转速搅拌40min,制得反射隔热外墙建筑涂料。
取实施例1-3制得反射隔热外墙建筑涂料的性能进行测试,依据行业标准JG/T235-2008“建筑反射隔热涂料”,具体结果见表1。
表1
由表1可知,本发明的反射隔热外墙建筑涂料,可达到建筑反射隔热涂料的技术标准。
综上所述,本发明的反射隔热外墙建筑涂料隔热性好,可将热量隔绝在外侧,从而抑制建筑物变热,户外温度越高,其隔热降温作用越明显,与普通涂料相比,其实际室内外温差可达11-15℃。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种反射隔热外墙建筑涂料,其特征在于,由以下重量份数的原料组成:环氧改性丙烯酸乳液40-60份、空心玻璃微珠20-30份、金红石型二氧化钛15-25份、红外线反射剂5-10份、隔热反射材料4-8份、云母粉5-10份、沉淀硫酸钡3-6份、氧化铁红2-8份、功能材料1-5份、分散剂0.5-1份、消泡剂0.3-0.8份、增稠剂0.4-0.8份、成膜助剂0.3-1份、去离子水15-30份。
2.根据权利要求1所述的反射隔热外墙建筑涂料,其特征在于,由以下重量份数的原料组成:环氧改性丙烯酸乳液50份、空心玻璃微珠25份、金红石型二氧化钛20份、红外线反射剂7.5份、隔热反射材料6份、云母粉7.5份、沉淀硫酸钡4.5份、氧化铁红5份、功能材料3份、分散剂0.7份、消泡剂0.5份、增稠剂0.6份、成膜助剂0.6份、去离子水23份。
3.根据权利要求1所述的反射隔热外墙建筑涂料,其特征在于,所述有机硅改性丙烯酸乳液包含以下重量份数的组分:甲基丙烯酸甲酯55份、丙烯酸丁酯15份、苯乙烯15份、N-羟甲基丙烯酰胺3份、环氧树脂8份、乳化剂3份、引发剂1份、碳酸氢铵0.5份、氨水0.2和水65份,所述有机硅改性丙烯酸乳液的制备方法包含:
(1)将配方量的乳化剂与水混合得到乳化剂溶液;
(2)将配方量的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和苯乙烯三种单体和配方量的N-羟甲基丙烯酰胺加入反应釜中,在搅拌的情况下加入配方量的环氧树脂并使之溶解,然后加入二分之一量的乳化剂溶液,经高速搅拌完成预乳化得到预乳液,备用;
(3)取预乳液的1/10,将其与剩余的二分之一量的乳化剂溶液 混合,然后加入到经N2保护的反应釜中,并加入配方量的碳酸氢铵,缓慢升温到50℃,并搅拌,加入二分之一配方量的引发剂,温度升到75-85℃,体系出现蓝相,种子引发完毕;
(4)待蓝相出现以后,维持反应温度,通过恒压滴液装置缓慢 滴加剩余预乳液,在2-3h内滴完,在这期间定时滴加剩余的引发剂,待预乳液滴加完毕保温1h,冷却降温至40℃,过滤、滴加配方量的氨水,调节pH值至7,过滤出料,制得环氧改性丙烯酸乳液。
4.根据权利要求1所述的反射隔热外墙建筑涂料,其特征在于,所述红外线反射剂为纳米二氧化钛微粉和/或纳米级金属氧化物微粉。
5.根据权利要求4所述的反射隔热外墙建筑涂料,其特征在于,所述金属氧化物为氧化铑、氧化钌、氧化铈、氧化铟中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的反射隔热外墙建筑涂料,其特征在于,所述隔热反射材料为苯乙烯内核-二氧化钛外壳杂化颗粒。
7.根据权利要求1所述的反射隔热外墙建筑涂料,其特征在于,所述功能材料为纳米氧化锡锑和纳米氧化铟锡中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的反射隔热外墙建筑涂料,其特征在于,所述分散剂为低分子量聚丙烯酸胺盐分散剂。
9.根据权利要求1所述的反射隔热外墙建筑涂料,其特征在于,所述成膜助剂为醇酯12。
10.根据权利要求1-9任一项所述的反射隔热外墙建筑涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将所述的空心玻璃微珠、金红石型二氧化钛、红外线反射剂、隔热反射材料、云母粉、沉淀硫酸钡、氧化铁红、功能材料放入球磨机,球磨20-40min,然后球磨混合物转移至混合搅拌机,再加入环氧改性丙烯酸乳液,以800-900r/min的转速搅拌40-60min,取出,再超声分散20-40min,得到分散液A;
(2)将步骤(1)所得的分散液A置于反应釜中,加热至70-80℃,再加入润湿分散剂,以1000-1200r/min的转速搅拌反应1-3h,然后降温至室温,得到混合物B;
(3)将步骤(2)中所得混合物加入2/3质量的去离子水,搅拌,加入消泡剂、增稠剂,以1400-1600r/min的转速搅拌40-60min,再加入另外1/3质量的去离子水、成膜助剂,以600-800r/min的转速搅拌30-50min,制得反射隔热外墙建筑涂料。
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