CN109337484A - 一种用于建筑外墙的反射隔热水性乳胶漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂料技术领域，主要涉及一种用于建筑外墙的反射隔热水性乳胶漆及其制备方法，其由以下重量份的原料组成：纯丙乳液20‑30份、生石灰0.1‑1份、水性润湿分散剂0.4‑0.8份、有机硅消泡剂0.1‑0.8份、空心玻璃微球6‑14份、红外反射颜料7‑10份、金红石型钛白粉10‑12份、纳米氧化钨2‑6份、云母粉1‑6份、氧化铁0.5‑2份、纳米高岭土4‑15份、羟乙基纤维素0.5‑2.5份、成膜助剂0.2‑0.8份以及水20‑30份。本发明提供的水性乳胶漆兼具阻隔隔热和辐射隔热功能，有效减少建筑物内部温度随外界温度的影响，提高人们生活质量并降低人类的建筑能耗。

Description

一种用于建筑外墙的反射隔热水性乳胶漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，主要涉及一种用于建筑外墙的反射隔热水性乳胶漆及其制备方法。
背景技术
据报道，目前我国的建筑能耗约占全国能源总消费量的27％，居全国各类能耗之首。随着我国建筑行业的迅速发展以及大家的收入和对生活质量的要求越来越高，建筑能耗中空调、取暖等能耗也随之增加。这类能耗的增加将加重人类的能源危机。目前，解决这类问题的有效方法之一是制备具有隔热功能的墙体装饰涂料，用于装饰建筑物外墙体，使得建筑物能够有效隔热，屋内环境达到冬暖夏凉的效果，从而降低建筑能耗。
这类隔热涂料主要有三种功能形式：阻隔性隔热、反射性隔热材料、辐射性隔热材料。专利CN102993886B公开一种采用不同尺寸空心玻璃微珠按照一定比例复配保证太阳反射率较高，并保证涂层中气体体积分数的增加，从而大大提高涂层的隔热保温性能。这是一种典型的反射型隔热涂料，具有良好的效果。由于这种功能性材料对人类的发展是有益的，因此国家出台了反射隔热涂料的标准(JC/T1040-2007)，用于规范隔热涂料市场。这项标准要求相关涂料的太阳反射比不小于85％，半球反射率不小于83％。
与单一功能的反射隔热乳胶漆，在制备过程中掺入多种具有阻隔性隔热和辐射性隔热的原料能有效增强乳胶漆的隔热效果，同时也能丰富乳胶漆的隔热功能，延长乳胶漆的隔热有效期，是一种效果更佳的反射隔热乳胶漆。
发明内容
本发明旨在提供一种用于建筑外墙的反射隔热水性乳胶漆，这种水性乳胶漆既含有反射性隔热材料又含有阻隔性隔热材料及辐射性隔热材料，是一种以反射隔热为主兼阻隔性隔热及辐射性隔热的乳胶漆。
为了达到上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：
一种用于建筑外墙的反射隔热水性乳胶漆，由以下重量份的原料组成：
纯丙乳液20-30份、生石灰0.1-1份、水性润湿分散剂0.4-0.8份、有机硅消泡剂0.1-0.8份、空心玻璃微球6-14份、红外反射颜料、金红石型钛白粉17-22份、纳米氧化钨2-6份、云母粉1-6份、氧化铁0.5-2份、纳米高岭土4-15份、羟乙基纤维素0.5-2.5份、成膜助剂0.2-0.8份以及水20-30份。
本发明中使用了多种具有隔热性能的原料。其中，空心玻璃微球是一种壁薄、坚硬的中空密闭球，尺寸为微米级时呈现粉末状的超轻质填充材料，具有优异的耐热、耐候性，其导热系数极低，是一种良好的隔热材料，同时其构造为球体具有反射太阳光的能力；红外反射颜料是一种可以反射属于可见光区光的颜料，主要是反射红外区的光，能有效减少热量的集结，起到反射隔热的作用；金红石型钛白粉是二氧化钛的一种热稳定性高的化合物，具有抗紫外线的能力；纳米氧化钨化学性质稳定，对热量、湿度等外部环境引起的物理变化小，能有效阻止红外辐射和紫外辐射，是一种良好的隔热材料的原料；云母粉是一种非金属矿物，含有多种成分，具有抗紫外、红外线性能，同时与氧化铁配合使用时具有优异的热辐射效果。
优选地，一种用于建筑外墙的反射隔热水性乳胶漆，由以下重量份的原料组成：
纯丙乳液23-28份、生石灰0.2-0.8份、水性润湿分散剂0.5-0.7份、有机硅消泡剂0.2-0.7份、空心玻璃微球8-12份、红外反射颜料8-9份、金红石型钛白粉18-21份、纳米氧化钨3-5份、云母粉2-5份、氧化铁1-1.8份、纳米高岭土6-13份、羟乙基纤维素1-2份、成膜助剂0.3-0.7份以及水23-28份。
优选地，一种用于建筑外墙的反射隔热水性乳胶漆，由以下重量分数的原料组成：
纯丙乳液25份、生石灰0.5份、水性润湿分散剂0.6份、有机硅消泡剂0.45份、空心玻璃微球10份、红外反射颜料8.5份、金红石型钛白粉19.5份、纳米氧化钨4份、云母粉3.5份、氧化铁1.5份、纳米高岭土10份、羟乙基纤维素1.5份、成膜助剂0.5份以及水26份。
优选地，所述空心玻璃微球的粒径为100μm-150μm之间。
本发明还提供了所述的一种用于建筑外墙的反射隔热水性乳胶漆的制备方法，包括以下步骤：
(1)分散：将配方量1/2-3/4的水加入分散罐中，搅拌下加入水性润湿分散剂、空心玻璃微球、红外反射颜料、金红石型钛白粉、纳米氧化钨、云母粉、氧化铁及纳米高岭土，搅拌转速为300-500r/min，搅拌时间为10-20min，得到混合物A；
(2)高速分散：向步骤(1)中的混合物A加入剩余量的水、成膜助剂和纯丙乳液，在转速为600-800r/min下搅拌20-40min得到混合物B；
(3)调漆：在搅拌转速为200-400r/min下，缓慢加入有机硅消泡剂及羟乙基纤维素，再加入生石灰，调节pH至8-9，过滤即得。
另外，需要说明的是，使用本发明中具有反射隔热水性乳胶漆之前，应当搅拌均匀，减少颗微米级颗粒物的沉降及富集。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明在传统水性乳胶漆的基础上，改变了填料的成分，赋予水性乳胶漆反射隔热的功能。其填料成分主要包括空心玻璃微球、金红石型钛白粉、纳米氧化钨、云母粉、氧化铁及纳米高岭土。主要以空心玻璃微球和红外反射颜料为反射太阳光的主要部件，并加入金红石型钛白粉以及纳米氧化钨作为隔热材料，并采用云母粉及氧化铁结合使用使得本发明中的乳胶漆具有辐射性能。本水性乳胶漆是以反射性隔热为主，但是集反射性隔热、阻隔性隔热及辐射性隔热于一体的隔热材料。本发明公开的水性乳胶漆能减少建筑物内部温度随外界温度的影响，提高人们生活质量并降低人类的建筑能耗。
具体实施方式
以下结合实施例进一步描述本发明，应当理解的是，这些实施例并不构成对本发明的限制。
下述实施例中的实验方法，除非另有指明，皆为本领域常规方法，所涉及原料和试剂均为市售品，皆可通过市场购买获得。
实施例1
本实施例提供一种用于建筑外墙的反射隔热水性乳胶漆，由以下重量份的原料组成：
纯丙乳液25份、生石灰0.5份、水性润湿分散剂0.6份、有机硅消泡剂0.45份、空心玻璃微球10份、红外反射颜料8.5份、金红石型钛白粉19.5份、纳米氧化钨4份、云母粉3.5份、氧化铁1.5份、纳米高岭土10份、羟乙基纤维素1.5份、成膜助剂0.5份以及水26份。
其制备方法包括以下步骤：将配方量1/2的水加入分散罐中，搅拌下加入配方量的水性润湿分散剂、空心玻璃微球、红外反射颜料、金红石型钛白粉、纳米氧化钨、云母粉、氧化铁及纳米高岭土，搅拌转速为400r/min，搅拌时间为15min；将搅拌转速提升至700r/min，在搅拌下加入余量的水、成膜助剂和纯丙乳液，继续搅拌30min；降低搅拌转速至300r/min，缓慢加入有机硅消泡剂及羟乙基纤维素，再加入生石灰，调节pH至8-9，过滤即得。
将本实施例制备得到的乳胶漆(搅拌均匀后，取200g)制作涂层，分别进行以下性能测试：
(1)常规性能达到《合成树脂乳液外墙涂料》(GB/T9755-2001)优等品指标要求。
(2)表面太阳反射比测试：依据《建筑反射隔热涂料》(JG/T235-2008)检测，涂料在光谱范围250-2800nm之间的反射率和半球反射率。结果太阳反射率为0.88，半球反射率为0.86。说明在250～2800nm之间的太阳光的平均反射率为88％，被吸收的能量有86％可以辐射到空间。
(3)隔热温差测试：将涂料涂在10mm×10mm的铁板上做成样板。把制备的测试样板与参考样板(涂刷虹牌普通外墙用丙烯酸树脂涂料)放入温差测试仪中，对两种样品同时加热，分别即时记录加热箱温度、样板后箱温度和参考样板后箱温度。温度计显示数稳定为止，记录此时温度。测试样板后箱温度比参考样板后箱温度低12℃，说明测试样板具有明显的隔热效果。
(4)耐久性测试：(参照标准GB/T1865-1997)在人工耐老化仓内进行耐老化性能测试，以本例产品为测试样品，以商购性能较好的水性乳胶涂料(美国盾牌水性丙烯酸隔热涂料)为对照样品。测试结果，对照样品耐老化处理600h有褪色现象，而测试样品的耐老化1000h无褪色、粉化现象。
(5)防水性能测试：依据《聚合物乳液建筑防水涂料》(JC/T864-2008)检测，不透水性(0.3MPa，30min)不透水通过，低温柔性(绕Ф10mm棒弯180°)，-20℃无裂纹，拉伸强度1.5MPa，防水性能达到指标要求。
实施例2
本实施例提供一种用于建筑外墙的反射隔热水性乳胶漆，由以下重量份的原料组成：
纯丙乳液28份、生石灰0.8份、水性润湿分散剂0.75份、有机硅消泡剂0.65份、空心玻璃微球12份、红外反射颜料9份、金红石型钛白粉20份、纳米氧化钨5份、云母粉5份、氧化铁1.8份、纳米高岭土13.5份、羟乙基纤维素2.2份、成膜助剂0.7份以及水29份。
其制备方法包括以下步骤：将配方量3/4的水加入分散罐中，搅拌下加入配方量的水性润湿分散剂、空心玻璃微球、红外反射颜料、金红石型钛白粉、纳米氧化钨、云母粉、氧化铁及纳米高岭土，搅拌转速为300r/min，搅拌时间为20min；将搅拌转速提升至800r/min，在搅拌下加入余量的水、成膜助剂和纯丙乳液，继续搅拌20min；降低搅拌转速至200r/min，缓慢加入有机硅消泡剂及羟乙基纤维素，再加入生石灰，调节pH至8-9，过滤即得。
采用与实施例1相同的方法进行功能检测，结果：常规性能达到《合成树脂乳液外墙涂料》(GB/T9755-2001)指标要求；太阳反射率为0.86，半球反射率为0.84；隔热温差测试结果为：样板后箱温度比参考样板后箱温度低11℃；样品的耐老化时间为1000h不褪色、不粉化；不透水性、低温柔性、拉伸强度等防水性能达到《聚合物乳液建筑防水涂料》(JC/T864-2008)II类产品指标要求。
实施例3
本实施例提供一种用于建筑外墙的反射隔热水性乳胶漆，由以下重量份的原料组成：
纯丙乳液23份、生石灰0.2份、水性润湿分散剂0.45份、有机硅消泡剂0.2份、空心玻璃微球8份、红外反射颜料8份、金红石型钛白粉18份、纳米氧化钨3份、云母粉2份、氧化铁0.8份、纳米高岭土5份、羟乙基纤维素0.8份、成膜助剂0.3份以及水22份。
其制备方法包括以下步骤：将配方量3/4的水加入分散罐中，搅拌下加入配方量的水性润湿分散剂、空心玻璃微球、红外反射颜料、金红石型钛白粉、纳米氧化钨、云母粉、氧化铁及纳米高岭土，搅拌转速为500r/min，搅拌时间为10min；将搅拌转速提升至600r/min，在搅拌下加入余量的水、成膜助剂和纯丙乳液，继续搅拌40min；降低搅拌转速至400r/min，缓慢加入有机硅消泡剂及羟乙基纤维素，再加入生石灰，调节pH至8-9，过滤即得。
采用与实施例1相同的方法进行功能检测，结果：常规性能达到《合成树脂乳液外墙涂料》(GB/T9755-2001)指标要求；太阳反射率为0.87，半球反射率为0.85；隔热温差测试结果为：样板后箱温度比参考样板后箱温度低11℃；样品的耐老化时间为1000h不褪色、不粉化；不透水性、低温柔性、拉伸强度等防水性能达到《聚合物乳液建筑防水涂料》(JC/T864-2008)II类产品指标要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。

Claims (5)

1.一种用于建筑外墙的反射隔热水性乳胶漆，其特征在于，由以下重量份的原料组成：
纯丙乳液20-30份、生石灰0.1-1份、水性润湿分散剂0.4-0.8份、有机硅消泡剂0.1-0.8份、空心玻璃微球6-14份、红外反射颜料7-10份、金红石型钛白粉17-22份、纳米氧化钨2-6份、云母粉1-6份、氧化铁0.5-2份、纳米高岭土4-15份、羟乙基纤维素0.5-2.5份、成膜助剂0.2-0.8份以及水20-30份。
2.根据权利要求1所述的一种用于建筑外墙的反射隔热水性乳胶漆，其特征在于，由以下重量份的原料组成：
纯丙乳液23-28份、生石灰0.2-0.8份、水性润湿分散剂0.5-0.7份、有机硅消泡剂0.2-0.7份、空心玻璃微球8-12份、红外反射颜料8-9份、金红石型钛白粉18-21份、纳米氧化钨3-5份、云母粉2-5份、氧化铁1-1.8份、纳米高岭土6-13份、羟乙基纤维素1-2份、成膜助剂0.3-0.7份以及水23-28份。
3.根据权利要求1所述的一种用于建筑外墙的反射隔热水性乳胶漆，其特征在于，由以下重量份的原料组成：
纯丙乳液25份、生石灰0.5份、水性润湿分散剂0.6份、有机硅消泡剂0.45份、空心玻璃微球10份、红外反射颜料8.5份、金红石型钛白粉19.5份、纳米氧化钨4份、云母粉3.5份、氧化铁1.5份、纳米高岭土10份、羟乙基纤维素1.5份、成膜助剂0.5份以及水26份。
4.根据权利要求1所述的一种用于建筑外墙的反射隔热水性乳胶漆，其特征在于，所述空心玻璃微球的粒径为100μm-150μm。
5.权利要求1-4任一项所述的一种用于建筑外墙的反射隔热水性乳胶漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)分散：将配方量1/2-3/4的水加入分散罐中，搅拌下加入水性润湿分散剂、空心玻璃微球、红外反射颜料、金红石型钛白粉、纳米氧化钨、云母粉、氧化铁及纳米高岭土，搅拌转速为300-500r/min，搅拌时间为10-20min，得到混合物A；
(2)高速分散：向步骤(1)中的混合物A加入剩余量的水、成膜助剂和纯丙乳液，在转速为600-800r/min下搅拌20-40min得到混合物B；
(3)调漆：在搅拌转速为200-400r/min下，缓慢加入有机硅消泡剂及羟乙基纤维素，再加入生石灰，调节pH至8-9，过滤即得。
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