CN109111768A - 纳米陶瓷涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种纳米陶瓷涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：硅丙乳液16～32份、水性丙烯酸乳液6～12份、纳米氧化钇5～10份、二氧化硅气凝胶8～16份、纳米陶瓷粉末5～10份、纳米珍珠岩12～18份、润湿分散剂1～3份、增稠剂1～3份、消泡剂0.2～1份以及水15～25份；所述纳米陶瓷粉末主要由纳米氧化锆、纳米碳化硅、纳米氟化钙、纳米氧化锌与纳米氧化镁制备得到。该涂料不仅隔热效果好，而且附着力强，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种纳米陶瓷涂料。
背景技术
纳米涂料是近年来得到一定应用并受到重视的新型功能性建筑涂料。在我国夏季气温过高的夏热冬暖、夏热冬冷气候区，该涂料除了具有普通外墙涂料的装饰效果外，还能够反射太阳辐射热而降低涂膜表面温度，并减轻因夏季涂膜表面温度过高而带来的一系列问题。纳米陶瓷涂料虽然研究很多，但是在实际应用中还存在诸多问题，如：性能不稳定，专利200510028388.7报道的反射隔热涂料尽管具有相当好的太阳反射率，但是红外辐射率较差；颜色单一，主要以白色或浅色涂料为主，局限性较大等。
隔热涂料是近几年发展起来的一种具有隔热、防晒、节能、环保、施工简易、工期短、见效快的功能性涂料。目前用的比较多隔热涂料为隔绝型涂料，通过涂料自身的高热阻来实现隔热的一种涂料，属于厚膜涂料，由于存在自身材料结构带来的缺陷，如干燥周期燥收缩大，吸湿率大，对墙体的粘结强度偏低以及装饰性有待进一步改善等。同时市场上已有的隔热涂料其有效隔热效率普遍低于70％，隔热效率低，热有大量的热量穿透，节能效果不明显，仍需空调大功率开启实时降温，无法满足节能环保的需求。
发明内容
本发明提出一种纳米陶瓷涂料，该涂料不仅隔热效果好，而且附着力强，使用寿命长。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种纳米陶瓷涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：
硅丙乳液16～32份、水性丙烯酸乳液6～12份、纳米氧化钇5～10份、二氧化硅气凝胶8～16份、纳米陶瓷粉末5～10份、纳米珍珠岩12～18份、润湿分散剂1～3份、增稠剂1～3份、消泡剂0.2～1份以及水15～25份；所述纳米陶瓷粉末主要由纳米氧化锆、纳米碳化硅、纳米氟化钙、纳米氧化锌与纳米氧化镁制备得到。
优选地，所述纳米陶瓷粉末的制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份数计算，称取纳米氧化锆50～60份、纳米碳化硅20～30份、纳米氟化钙2～5份、纳米氧化锌1～3份与纳米氧化镁2～5份；
2)将称重后的配料配制成悬浮液，然后超声搅拌至均匀，再在球磨机上球磨混合均匀，经真空干燥得到原料粉末；
3)将混合好的原料粉末装入石墨模具中，采用热压烧结工艺进行制备，粉碎，即得到纳米陶瓷粉末。
优选地，所述步骤3)的热压烧结温度为1440～1560℃，保温时间为3～10小时。
优选地，所述润湿分散剂为丙烯酸铵盐分散剂。
优选地，所述增稠剂是甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素和羟甲基纤维素钠中的一种或多种的混合；所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷溶液或矿物油
本发明的纳米陶瓷涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照配方量将润湿分散剂、硅丙乳液、水性丙烯酸乳液、消泡剂加入水中，在300～500r/min的转速下搅拌充分混合；
2)向步骤1)的混合物中加入二氧化硅气凝胶、纳米陶瓷粉末与纳米珍珠岩在1000～2000r/min的转速下分散；
3)向步骤2)的分散液中加入增稠剂、纳米氧化钇及消泡剂搅拌均匀，即可。
本发明的有益效果：
1)本发明中二氧化硅气凝胶中独特的纳米孔和三维网状结构使其具有极低的导热系数，一方面，纳米孔孔径与声子的平均自由程相近，纳米孔会对声子产生较强的散射作用，降低声子的平均自由程，降低气固耦合的效率，一方面，二氧化硅气凝胶中的纳米孔孔壁会不断的对热辐射进行反射、折射，使辐射传递的热量不断下降，另一方面，二氧化硅气凝胶的孔隙尺寸与空气分子的平均自由程相近，纳米孔内的气体分子往往失去自由流动的能力，使得气孔内处于真空状态，对流传热的效率接近于零，从而起到隔热的作用。
2)本发明选用主要由纳米氧化锆、纳米碳化硅、纳米氟化钙、纳米氧化锌与纳米氧化镁制备得到的纳米陶瓷粉末使得涂料的涂层具有很强的抗氧化与耐高温性能。涂层的硬度大大提高，经测试硬度可达4H，极大的延长了使用寿命。
具体实施方式
实施例1
纳米陶瓷粉末的制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份数计算，称取纳米氧化锆50份、纳米碳化硅30份、纳米氟化钙2份、纳米氧化锌1份与纳米氧化镁2份；
2)将称重后的配料配制成悬浮液，然后超声搅拌至均匀，再在球磨机上球磨混合均匀，经真空干燥得到原料粉末；
3)将混合好的原料粉末装入石墨模具中，采用热压烧结工艺进行制备，热压烧结温度为1440℃，保温时间为10小时，粉碎，即得到纳米陶瓷粉末。
实施例2
纳米陶瓷粉末的制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份数计算，称取纳米氧化锆60份、纳米碳化硅20份、纳米氟化钙5份、纳米氧化锌3份与纳米氧化镁5份；
2)将称重后的配料配制成悬浮液，然后超声搅拌至均匀，再在球磨机上球磨混合均匀，经真空干燥得到原料粉末；
3)将混合好的原料粉末装入石墨模具中，采用热压烧结工艺进行制备，热压烧结温度为1560℃，保温时间为3小时，粉碎，即得到纳米陶瓷粉末。
实施例3
一种纳米陶瓷涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：
硅丙乳液26份、水性丙烯酸乳液8份、纳米氧化钇7份、二氧化硅气凝胶12份、实施例2的纳米陶瓷粉末8份、纳米珍珠岩15份、丙烯酸铵盐分散剂2份、甲基纤维素2份、聚二甲基硅氧烷溶液0.6份以及水20份。
实施例4
一种纳米陶瓷涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：
硅丙乳液16份、水性丙烯酸乳液12份、纳米氧化钇5份、二氧化硅气凝胶8份、实施例1的纳米陶瓷粉末5份、纳米氧化铝12份、纳米珍珠岩12份、丙烯酸铵盐分散剂1份、羟乙基纤维素1份、聚二甲基硅氧烷溶液0.2份以及水15份。
实施例5
一种纳米陶瓷涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：
硅丙乳液32份、水性丙烯酸乳液6份、纳米氧化钇10份、二氧化硅气凝胶16份、实施例2的纳米陶瓷粉末10份、纳米氧化铝6份、纳米珍珠岩18份、丙烯酸铵盐分散剂3份、羟甲基纤维素3份、矿物油1份以及水25份。
试验例
将实施例3～5的涂料进行性能检测，结果见表1：
表1实施例3～5的纳米陶瓷涂料的性能
另外，将实施例3～5提供的涂料涂覆在玻璃上面进行耐温性能测试，涂层厚度为4.0mm，热面温度为500℃，实施例3～5的涂料背面温度为155～165℃。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种纳米陶瓷涂料，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下组分：
硅丙乳液16～32份、水性丙烯酸乳液6～12份、纳米氧化钇5～10份、二氧化硅气凝胶8～16份、纳米陶瓷粉末5～10份、纳米珍珠岩12～18份、润湿分散剂1～3份、增稠剂1～3份、消泡剂0.2～1份以及水15～25份；所述纳米陶瓷粉末主要由纳米氧化锆、纳米碳化硅、纳米氟化钙、纳米氧化锌与纳米氧化镁制备得到。
2.根据权利要求1所述的纳米陶瓷涂料，其特征在于，所述纳米陶瓷粉末的制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份数计算，称取纳米氧化锆50～60份、纳米碳化硅20～30份、纳米氟化钙2～5份、纳米氧化锌1～3份与纳米氧化镁2～5份；
2)将称重后的配料配制成悬浮液，然后超声搅拌至均匀，再在球磨机上球磨混合均匀，经真空干燥得到原料粉末；
3)将混合好的原料粉末装入石墨模具中，采用热压烧结工艺进行制备，粉碎，即得到纳米陶瓷粉末。
3.根据权利要求2所述的纳米陶瓷涂料，其特征在于，所述步骤3)的热压烧结温度为1440～1560℃，保温时间为3～10小时。
4.根据权利要求1所述的纳米陶瓷涂料，其特征在于，所述润湿分散剂为丙烯酸铵盐分散剂。
5.根据权利要求1所述的纳米陶瓷涂料，其特征在于，所述增稠剂是甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素和羟甲基纤维素钠中的一种或多种的混合。
6.根据权利要求1所述的纳米陶瓷涂料，其特征在于，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷溶液或矿物油。
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