CN109337467B - 一种水性隔热反射涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料领域，公开了一种水性隔热反射涂料及其制备方法。该涂料质量份组分包括：水性丙烯酸乳液50‑80份、气凝胶10‑15份、隔热功能填料5‑10份、颜填料10‑20份、水20‑40份。本发明的水性隔热反射涂料中添加具有自清洁功能的二氧化钛及其复合水溶性气凝胶赋予了隔热涂料自清洁功能，解决了因涂层表面由于污渍影响了对太阳光反射，导致隔热性能下降的问题。本发明与现有技术相比具有以下优点：（1）本产品为水溶性树脂，不会给环境带来污染；（2）制备得到的水性隔热反射涂料具有优异的自清洁性能，能够增强涂层的隔热反射效果；（3）所用的水溶性隔热填料与水性树脂相容性好，涂层成膜性好。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种水性隔热反射涂料及其制备方法。
背景技术
建筑外墙常年直接受太阳光辐射，在其表面积累大量热量，这些热量传入室内而引起的降温能耗十分巨大，为了节能而出现建筑隔热涂料。其中水性隔热涂料由于其低VOC排放降低了对大气污染成为近年研究的热点。建筑隔热涂料就是利用涂料里的功能粉体颗粒对太阳光进行反射以及阻止热量传递，从而在几毫米涂层里起反射和隔热效果。但是目前的隔热涂料不具备自清洁型能，在使用过程中由于其表面的污物影响了涂料对太阳热能的反射，并且使用的热阻隔填料空心玻璃微珠在加工过程中由于壁薄而易碎，从而影响了涂料隔热性能。因此现在的隔热涂料难以满足人们的需要，亟需开发出一种新型隔热涂料。
气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度很小的固体之一，密度为3kg/m3。因为密度极低，目前最轻的气凝胶仅有0.16mg/cm3，比空气密度略低，所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”，由于气凝胶中一般80％以上是空气，所以有非常好的隔热效果，一寸厚的气凝胶相当20至30块普通玻璃的隔热功能。即使把气凝胶放在玫瑰与火焰之间，玫瑰也会丝毫无损。其中二氧化钛气凝胶不仅具备上述优点，还具备独特的自清洁型能，如果将二氧化钛气凝胶添加到涂料中，必定能成为一种性能优异的隔热涂料。
云母片是一种高反射率的隔热填料，但是目前使用的云母片都是微米级别并且水溶性不好，在涂料中分散性不好，容易因为应力集中造成涂层开裂，若能将云母片制备成纳米级别加入涂料中，能提高其在涂料中的分散性，其隔热性能会更好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水性隔热反射涂料及其制备方法，能有效改善水性涂料自清洁性和隔热填料的水溶性，提升涂料的隔热性。
为实现本发明的上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种水性隔热反射涂料，由下述重量配比的原料组成：水性丙烯酸乳液50-80份、水溶性气凝胶10-15份、隔热功能填料5-10份、颜填料10-20份、水20-40份。
其中，所述水性丙烯酸乳液，具体为Bayhydrol 2754或XP 2470。
其中，所述水溶性气凝胶，具体为二氧化钛气凝胶、二氧化钛/二氧化硅复合气凝胶、二氧化钛/炭复合气凝胶中的一种或几种。
其中，所述隔热功能填料为水溶性纳米云母片，其厚度为2-8nm。
其中，所述颜填料为金红石型钛白粉、金红石型滑石粉、蒙脱土中的一种或几种。
一种水性隔热反射涂料的制备方法，包括以下步骤。
（1）水溶性纳米云母片的制备
室温下将10-20份壳聚糖加入到预先配置好的2%-5%的乙酸水溶液中，机械搅拌4-6h至其全部溶解，加入30-40份云母片，在超声冰水浴下搅拌30-40h，然后以3000rpm离心15-30min，去上清液在室温下静置8-10天，然后再以8000rpm离心20-30min，沉淀用蒸馏水洗涤2-4次，然后在50-70℃下真空干燥10-15h得到水溶性纳米云母片。
（2）水性隔热反射涂料的制备
（a）将5-10份水溶性纳米云母片、10-15份水溶性气凝胶和20-40份水加入容器中，以1500-2000rpm的速度搅拌20-30min，再以2500-3000rpm的速度搅拌30-35min，制得水性隔热反射漆浆；
（b）将步骤a制得的水性隔热反射漆浆边搅拌边加入50-80份水性丙烯酸乳液、10-20份颜填料，在2000-2500rpm的速度下搅拌30-35分钟，即可制备得到水性隔热反射涂料。
与现有技术相比本发明的有益效果:
本发明以水性丙烯酸乳液和二氧化钛气凝胶为主要成膜物质，所采用的水性二氧化钛气凝胶能够和水性基体相容，创新的利用二氧化钛的自清洁型能，提升涂层成膜后的抗污能力，解决了由于涂层表面污物降低了涂层对太阳热能反射的问题；同时，制备了一种水溶性的纳米云母片，解决了热反射填料与水性涂料相容性差的问题；此外，利用二氧化钛气凝胶的阻隔性辐射性和纳米云母片的反射性组成复合型隔热体系，实现涂料在阳光下的协同隔热作用，赋予涂层优异的隔热性能，使所制备的水性隔热反射涂料具有良好的社会和经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细说明本发明。
实施例1。
（1）水溶性纳米云母片的制备。
在室温下将15份壳聚糖加入到预先配置好的3%的乙酸水溶液中，机械搅拌4h至其全部溶解，加入30份云母片，在超声冰水浴下搅拌30h，然后以3000rpm离心25min，去上清液在室温下静置8天，然后再以8000rpm离心20min，沉淀用蒸馏水洗涤2次，然后在50℃下真空干燥10h得到水溶性纳米云母片。
（2）水性隔热反射涂料的制备
（a）将厚度为3nm的7份的水溶性纳米云母片以及10份二氧化钛气凝胶和20份水加入容器中，以1700rpm的速度搅拌30min，再以3000rpm的速度搅30min，制得水性隔热反射漆浆；
（b）在隔热反射漆浆搅拌中加入70份Bayhydrol 2754丙烯酸乳液、7份金红石型钛白粉在2200rpm的速度下搅拌30分钟，即可制备得到水性隔热反射涂料成品。
实施例2。
（1）水溶性纳米云母片的制备：
在室温下将15份壳聚糖加入到预先配置好的3%的乙酸水溶液中，机械搅拌4h至其全部溶解，加入30份云母片，在超声冰水浴下搅拌30h，然后以3000rpm离心25min，去上清液在室温下静置8天，然后再以8000rpm离心20min，沉淀用蒸馏水洗涤2次，然后在50℃下真空干燥10h得到水溶性纳米云母片。
（2）水性隔热反射涂料的制备
（a）将厚度为4nm的9份的水溶性纳米云母片以及12份二氧化钛气凝胶和40份水加入容器中，以2000rpm的速度搅拌30min，再以3000rpm的速度搅30min，制得水性隔热反射漆浆；
（b）在隔热反射漆浆搅拌中加入60份XP 2470丙烯酸乳液、5份金红石型钛白粉、8份金红石型滑石粉，在2000rpm的速度下搅拌30分钟，即可制备得到水性隔热反射涂料成品。
实施例3。
（1）水溶性纳米云母片的制备：
在室温下将15份壳聚糖加入到预先配置好的3%的乙酸水溶液中，机械搅拌4h至其全部溶解，加入30份云母片，在超声冰水浴下搅拌30h，然后以3000rpm离心25min，去上清液在室温下静置8天，然后再以8000rpm离心20min，沉淀用蒸馏水洗涤2次，然后在50℃下真空干燥10h得到水溶性纳米云母片。
（2）水性隔热反射涂料的制备
（a）将厚度为3nm的7份的水溶性纳米云母片以及10份二氧化钛/二氧化硅复合气凝胶和25份水加入容器中，以2000rpm的速度搅拌30min，再以3000rpm的速度搅30min，制得水性隔热反射漆浆；
（b）在隔热反射漆浆搅拌中加入55份XP 2470丙烯酸乳液、5份金红石型钛白粉、8份金红石型滑石粉、2份蒙脱土，在2000rpm的速度下搅拌30分钟，即可制备得到水性隔热反射涂料成品。
对比试验
对比例1：
（1）将7份的云母粉以及10份二氧化钛/二氧化硅复合气凝胶和30份水加入容器中，以2000rpm的速度搅拌30min，再以3000rpm的速度搅30min，制得水性隔热反射漆浆；
（2）在隔热反射漆浆搅拌中加入55份XP 2470丙烯酸乳液、5份金红石型钛白粉、8份金红石型滑石粉、2份蒙脱土，在2500rpm的速度搅拌20分钟后出料，即可制备得到水性隔热反射涂料成品。
对比例2：广州市某品牌隔热反射涂料。
对实施例1、实施例2、实施例3、对比例1和对比例2的水性隔热反射涂料进行性能测试，检测的数据结果见下表。
由检测结果可知，本发明提供的水性隔热反射涂料实施例1-3相比于对比例1-2的隔热反射涂料具有优异的成膜性、隔热功能和施工性，并且耐污能级均达到了4级以上，当涂层进行耐污测试后再利用隔热箱法测得隔热温差，本发明提供的施例1-3相比于对比例1-2，还具有优异的隔热性能。
Claims (2)
1.一种水性隔热反射涂料，其特征在于，由下述原料组成：水性丙烯酸乳液50-80份、水溶性气凝胶10-15份、水溶性纳米云母片5-10份、颜填料10-20份、水20-40份；
所述水性丙烯酸乳液与水性气凝胶投料的质量比为5-10:1；
所述水性丙烯酸乳液为Bayhydrol 2754或XP 2470 ；
所述水性气凝胶为二氧化钛气凝胶、二氧化钛/二氧化硅复合气凝胶、二氧化钛/炭复合气凝胶中的一种或几种；
所述颜填料为金红石型钛白粉、蒙脱土中的一种或几种；
所述水溶性纳米云母片，其制备步骤如下：在室温下将10-20g壳聚糖加入到预先配置好的2%-5%的乙酸水溶液中，机械搅拌4-6h至其全部溶解，加入30-40g云母片，在超声冰水浴下搅拌30-40h，然后以3000rpm离心15-30min，去上清液在室温下静置8-10天，然后再以8000rpm离心20-30min，沉淀用蒸馏水洗涤2-4次，然后在50-70℃下真空干燥10-15h得到水溶性纳米云母片；
所述水性隔热反射涂料的制备方法，具体步骤为：
（1）将5-10份隔热功能填料水溶性纳米云母片、10-15份气凝胶和20-40份水加入容器中，以1500-2000rpm的速度搅拌20-30min，再以2500-3000rpm的速度搅拌30-35min，制得水性隔热反射漆浆；
（2）在隔水性隔热反射漆浆边搅拌边加入50-80份水性丙烯酸乳液、10-20份颜填料，在2000-2500rpm的速度下搅拌30-35分钟，即可制备得到水性隔热反射涂料成品。
2.如权利要求1所述的一种水性隔热反射涂料，其特征在于，所述水溶性纳米云母片厚度为2-8nm。
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