CN109111806A - 一种环保包装专用隔热涂层材料制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保包装专用隔热涂层材料制备方法,所述环保包装专用隔热涂层材料包括如下重量份的主要原料:水性硅丙树脂25‑35份、聚苯颗粒5‑10份、空心玻璃微珠6‑12份、氧化锆陶瓷纤维10‑18份、云母6‑10份、SiO2气凝胶6‑10份、乙醇50‑60份、分散剂2‑3份、偶联剂1.5‑2.5份、增稠剂2‑3份、消泡剂1‑2份、[Ag46Au24(SC2H4Ph)32](BPh4)2团簇;所述涂层材料的制备方法包括如下步骤:S1、空心玻璃微珠预处理;S2、SiO2气凝胶预处理;S3、制备混合粉料;S4、制备浆料;S5、将粉料与浆料混合。本发明通过各原料之间的协同作用,使得制得的隔热涂层材料具备优良的阻燃性能和隔热性能,保温效率高,同时用于制备该环保阻燃隔热材料的方法简单,原料环保、易得,制作成本低。
Description
技术领域
本发明属于环保隔热材料技术领域,具体地,涉及一种环保包装专用隔热涂层材料制备方法。
背景技术
很多特殊产品需要在外包装上涂膜隔热材料,现有的很多隔热涂料要么隔热效果不佳要么容易脱落,好的一些隔热涂料的生产成本又很高。当今,全球保温隔热材料正朝着高效、节能、薄层、隔热、防水外护一体化方向发展,在发展新型保温隔热材料及符合结构保温节能技术同时,更强调有针对性使用保温绝热材料,按标准规范设计及施工,努力提高保温效率及降低成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保包装专用隔热涂层材料制备方法,以克服现有技术中的如下技术问题:(1)现有隔热涂层材料保温效率低;(2)现有隔热涂层材料制备成本高;(3)现有隔热涂层材料不能达到环保要求。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种环保包装专用隔热涂层材料制备方法,所述环保包装专用隔热涂层材料包括如下重量份的主要原料:水性硅丙树脂25-35份、聚苯颗粒5-10份、空心玻璃微珠6-12份、氧化锆陶瓷纤维10-18份、云母6-10份、SiO2气凝胶6-10份、乙醇50-60份、分散剂2-3份、偶联剂1.5-2.5份、增稠剂2-3份、消泡剂1-2份、[Ag46Au24(SC2H4Ph)32](BPh4)2团簇0.05-0.1份;
所述环保包装专用隔热涂层材料制备方法,包括如下步骤:
S1、空心玻璃微珠预处理:将空心玻璃微珠在120℃下干燥1.5-2h,用90%的乙醇水溶液溶解偶联剂,偶联剂的添加量为玻璃微珠质量的1%,调节pH至5.0,在低速搅拌下加入空心玻璃微珠,搅拌30-35min,将处理后的玻璃微珠在120℃下烘烤干燥3-4h,然后取出备用;
S2、SiO2气凝胶预处理:称取SiO2气凝胶放入管式炉,将管式炉10℃/min的升温速度到245-255℃,加热35-40min后,冷却至室温,按质量配比称取SiO2气凝胶、去离子水加入烧瓶中,再加入三甲基氯硅烷,室温下机械揽拌8-10h,然后过滤,用正己烷洗涤3-5次后送入50℃鼓风干燥箱中干燥10-13h,取出备用;
S3、将聚苯颗粒、空心玻璃微珠、氧化锆陶瓷纤维、云母加入到高速分散机中低速均匀分散,混合均匀后密封保存,得到混合粉料;
S4、向乙醇中加入分散剂、偶联剂、增稠剂、消泡剂,以300r/min均匀搅拌陈化65-75min,加入氧化锆陶瓷纤维、SiO2气凝胶和[Ag46Au24(SC2H4Ph)32](BPh4)2团簇,先400r/min低速分散20-30min,转速提高到2000r/min,保持这个速度15-20min后,浆料制备完成;
S5、将粉料与浆料混合,在低速大扭矩的搅拌机内,转速为100r/min,将粉料分5-8次均匀地加入到浆料中,全部加完后,保持这个速度55-75min,隔热涂层材料制备完成。
进一步地,所述分散剂采用六偏磷酸钠或焦磷酸钠。
进一步地,所述偶联剂采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷或异丁基三乙氧基硅烷。
进一步地,所述增稠剂采用羧甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素。
进一步地,所述消泡剂采用有机硅类消泡剂。
进一步地,步骤S2中所述SiO2气凝胶、去离子水、三甲基氯硅烷的质量配比为10:15-20:0.1-0.2。
本发明的有益效果:
(1)本发明采用的空心玻璃微珠,空心玻璃微珠具有抗压强度高、熔点高、电阻率高、热导系数和热收缩系数小等特点,通过运用偶联剂对超细空心玻璃微珠进行表面修饰,提高空心玻璃微珠的分散性,空心玻璃微珠的添加有助于在涂膜中形成一层由空心微珠构成的空腔颗粒群,从而提高涂膜的隔热性,并改善其流动性,且其化学惰性能提高涂膜的耐化学性和阻燃性;
(2)本发明采用的SiO2气凝胶,对SiO2气凝胶进行加热和表面处理,使SiO2气凝胶表面带有适量-OH,内部仍是疏水三维网络结构,使SiO2气凝胶粒子的孔隙率上升,热量沿着SiO2气凝胶网络传递,经过处理后独特的三维网络大大地加长了热量的传递路程,能通过网络结构传导的热量极少;另一部分热量从SiO2气凝胶的孔隙传递,SiO2气凝胶的孔隙直径只有30-60nm,小于气体分子运动的平均自由程(70nm),材料内部之间就会消除对流,通过气态传递的热量就很少,使SiO2气凝胶具有比较低的导热系数,提高涂层材料的隔热、保温性能;
(3)本发明在原料中添加了微量[Ag46Au24(SC2H4Ph)32](BPh4)2团簇,[Ag46Au24(SC2H4Ph)32](BPh4)2团簇为一种合金团簇,该合金团簇具有核壳结构(SR保护链包裹金核的结构特点),具有优异的催化性能,在涂料中微量添加该物质,能够提高涂料中各原料组分之间的结合力,提高涂抹性,延长可操作时间,使浆料在涂抹后不会因干得太快而龟裂,增强硬化后强度;
(4)本发明制得的隔热涂层材料具备优良的阻燃性能和隔热性能,保温效率高,耐高温、低温性能好,可耐温度为-90至125℃,导热系数为0.020-0.040W/m·K,半球反射率86-91%,太阳能反射率0.88-0.92;
(5)本发明的原材料易得,成本低,施工方便,能够快速硬化的干燥,提高了施工效率可直接在原始墙体上涂抹而无需打平层,制备得到的涂料无毒、无味、绿色环保,符合GB/18582-2001环保要求。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
一种环保包装专用隔热涂层材料制备方法,所述环保包装专用隔热涂层材料包括如下重量份的主要原料:水性硅丙树脂25-35份、聚苯颗粒5-10份、空心玻璃微珠6-12份、氧化锆陶瓷纤维10-18份、云母6-10份、SiO2气凝胶6-10份、乙醇50-60份、分散剂2-3份、偶联剂1.5-2.5份、增稠剂2-3份、消泡剂1-2份、[Ag46Au24(SC2H4Ph)32](BPh4)2团簇0.05-0.1份;
氧化锆陶瓷纤维为一种隔热耐火材料,云母具有绝缘、耐高温的特点,通过在原料中加入合适配比的氧化锆陶瓷纤维和云母,能够提高涂层材料的保温、耐高温性;
所述分散剂采用六偏磷酸钠或焦磷酸钠,具有用量少、泡沫少、黏度稳定等优点,与水性硅丙树脂和陶瓷微粒具有良好的相容性,可以有效提高涂料的耐擦洗性、贮存稳定性和隔热性;
所述偶联剂采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷或异丁基三乙氧基硅烷;
所述增稠剂采用羧甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素;
[Ag46Au24(SC2H4Ph)32](BPh4)2团簇为一种合金团簇,该合金团簇具有核壳结构(SR保护链包裹金核的结构特点),具有优异的催化性能,在涂料中微量添加该物质,能够提高涂料中各原料组分之间的结合力,能够提高涂抹性,延长可操作时间,使浆料在涂抹后不会因干得太快而龟裂,增强硬化后强度;
所述消泡剂采用有机硅类消泡剂;
所述环保包装专用隔热涂层材料制备方法包括如下步骤:
S1、空心玻璃微珠预处理:将空心玻璃微珠在120℃下干燥1.5-2h,用90%的乙醇水溶液溶解偶联剂,偶联剂的添加量为玻璃微珠质量的1%,调节pH至5.0,在低速搅拌下加入空心玻璃微珠,搅拌30-35min,将处理后的玻璃微珠在120℃下烘烤干燥3-4h,然后取出备用;
空心玻璃微珠具有抗压强度高、熔点高、电阻率高、热导系数和热收缩系数小等特点,通过运用偶联剂对超细空心玻璃微珠进行表面修饰,提高空心玻璃微珠的分散性,空心玻璃微珠的添加有助于在涂膜中形成一层由空心微珠构成的空腔颗粒群,从而提高涂膜的隔热性,并改善其流动性,且其化学惰性能提高涂膜的耐化学性和阻燃性;
S2、SiO2气凝胶预处理:称取SiO2气凝胶放入管式炉,将管式炉10℃/min的升温速度到所设温度245-255℃,加热35-40min后,冷却至室温,按质量配比称取SiO2气凝胶、去离子水加入烧瓶中,再加入三甲基氯硅烷,室温下机械揽拌8-10h,然后过滤,用正己烷洗涤3-5次后送入50℃鼓风干燥箱中干燥10-13h;
其中,SiO2气凝胶、去离子水、三甲基氯硅烷的质量配比为10:15-20:0.1-0.2;
对SiO2气凝胶的处理,使SiO2气凝胶粒子的孔隙率上升,使其具有比较低的导热系数,而且处理方式也较为简单;
S3、将聚苯颗粒、空心玻璃微珠、氧化锆陶瓷纤维、云母加入到高速分散机中低速均匀分散,混合均匀后密封保存,得到混合粉料;
S4、向乙醇中加入分散剂、偶联剂、增稠剂、消泡剂,以300r/min均匀搅拌陈化65-75min,加入氧化锆陶瓷纤维、SiO2气凝胶和[Ag46Au24(SC2H4Ph)32](BPh4)2团簇,先400r/min低速分散20-30min,转速提高到2000r/min,保持这个速度15-20min后,浆料制备完成;
S5、将粉料与浆料混合,在低速大扭矩的搅拌机内,转速为100r/min,将粉料分5-8次均匀地加入到浆料中,全部加完后,保持这个速度55-75min,隔热涂层材料制备完成。
实施例1
一种环保包装专用隔热涂层材料制备方法,所述环保包装专用隔热涂层材料包括如下重量份的主要原料:水性硅丙树脂25份、聚苯颗粒5份、空心玻璃微珠6份、氧化锆陶瓷纤维10份、云母6份、SiO2气凝胶6份、乙醇50份、六偏磷酸钠2份、3-氨基丙基三乙氧基硅烷1.5份、羧甲基纤维素2份、有机硅类消泡剂1份;
制备得到的隔热涂层材料的导热系数为0.025W/m·K,半球反射率86%,太阳能反射率0.90。
实施例2
一种环保包装专用隔热涂层材料制备方法,所述环保包装专用隔热涂层材料包括如下重量份的主要原料:水性硅丙树脂30份、聚苯颗粒8份、空心玻璃微珠10份、氧化锆陶瓷纤维14份、云母8份、SiO2气凝胶8份、乙醇55份、焦磷酸钠2.5份、异丁基三乙氧基硅烷2份、羟丙基甲基纤维素2.5份、有机硅类消泡剂1.5份;
制备得到的隔热涂层材料的导热系数为0.020W/m·K,半球反射率91%,太阳能反射率0.92。
实施例3
一种环保包装专用隔热涂层材料制备方法,所述环保包装专用隔热涂层材料包括如下重量份的主要原料:水性硅丙树脂35份、聚苯颗粒10份、空心玻璃微珠12份、氧化锆陶瓷纤维18份、云母10份、SiO2气凝胶10份、乙醇60份、六偏磷酸钠3份、3-氨基丙基三乙氧基硅烷2.5份、羟丙基甲基纤维素3份、有机硅类消泡剂2份;
制备得到的隔热涂层材料的导热系数为0.040W/m·K,半球反射率89%,太阳能反射率0.88。
实施例1-3制备得到的涂料的导热系数为0.020-0.040W/m·K;半球反射率86-91%,太阳能反射率大于0.88。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (7)
1.一种环保包装专用隔热涂层材料制备方法,其特征在于,所述环保包装专用隔热涂层材料包括如下重量份的主要原料:水性硅丙树脂25-35份、聚苯颗粒5-10份、空心玻璃微珠6-12份、氧化锆陶瓷纤维10-18份、云母6-10份、SiO2气凝胶6-10份、乙醇50-60份、分散剂2-3份、偶联剂1.5-2.5份、增稠剂2-3份、消泡剂1-2份、[Ag46Au24(SC2H4Ph)32](BPh4)2团簇0.05-0.1份;
所述环保包装专用隔热涂层材料制备方法,包括如下步骤:
S1、空心玻璃微珠预处理:将空心玻璃微珠在120℃下干燥1.5-2h,用90%的乙醇水溶液溶解偶联剂,偶联剂的添加量为玻璃微珠质量的1%,调节pH至5.0,在低速搅拌下加入空心玻璃微珠,搅拌30-35min,将处理后的玻璃微珠在120℃下烘烤干燥3-4h,然后取出备用;
S2、SiO2气凝胶预处理:称取SiO2气凝胶放入管式炉,将管式炉10℃/min的升温速度到245-255℃,加热35-40min后,冷却至室温,按质量配比称取SiO2气凝胶、去离子水加入烧瓶中,再加入三甲基氯硅烷,室温下机械揽拌8-10h,然后过滤,用正己烷洗涤3-5次后送入50℃鼓风干燥箱中干燥10-13h,取出备用;
S3、将聚苯颗粒、空心玻璃微珠、氧化锆陶瓷纤维、云母加入到高速分散机中低速均匀分散,混合均匀后密封保存,得到混合粉料;
S4、向乙醇中加入分散剂、偶联剂、增稠剂、消泡剂,以300r/min均匀搅拌陈化65-75min,加入氧化锆陶瓷纤维、SiO2气凝胶和[Ag46Au24(SC2H4Ph)32](BPh4)2团簇,先400r/min低速分散20-30min,转速提高到2000r/min,保持这个速度15-20min后,浆料制备完成;
S5、将粉料与浆料混合,在低速大扭矩的搅拌机内,转速为100r/min,将粉料分5-8次均匀地加入到浆料中,全部加完后,保持这个速度55-75min,隔热涂层材料制备完成。
2.根据权利要求1所述的一种环保包装专用隔热涂层材料制备方法,其特征在于,所述分散剂采用六偏磷酸钠或焦磷酸钠。
3.根据权利要求1所述的一种环保包装专用隔热涂层材料制备方法,其特征在于,所述偶联剂采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷或异丁基三乙氧基硅烷。
4.根据权利要求1所述的一种环保包装专用隔热涂层材料制备方法,其特征在于,所述增稠剂采用羧甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素。
5.根据权利要求1所述的一种环保包装专用隔热涂层材料制备方法,其特征在于,所述消泡剂采用有机硅类消泡剂。
6.根据权利要求1所述的一种环保包装专用隔热涂层材料制备方法,其特征在于,步骤S2中所述SiO2气凝胶、去离子水、三甲基氯硅烷的质量配比为10:15-20:0.1-0.2。
7.根据权利要求1所述的一种环保包装专用隔热涂层材料制备方法,其特征在于,所述隔热涂层材料的导热系数为0.020-0.040W/m·K,半球反射率86-91%,太阳能反射率0.88-0.92。
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