CN109651901A - 一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料及其制备方法，本发明涉及涂料领域。本发明要解决的问题是现有涂料存在隔热效果差，耐腐蚀性差，挥发大量有害物质的技术问题。本发明涂料，由去离子水，氟碳乳液，分散剂，pH调节剂，消泡剂，乳化剂，增稠剂，颜填料，玻璃微珠，有机溶剂和成膜助剂制备而成。方法：将去离子水、分散剂、消泡剂和有机溶剂投入分散罐中，搅拌均匀，在搅拌状态下依次投入颜填料和玻璃微珠；二、加入氟碳乳液，再加入增稠剂、pH调节剂、乳化剂、成膜助剂和消泡剂，搅拌均匀，过滤，检测，出料。本发明制备的涂料具有良好隔热效果，并且具有优越的耐候性，耐低温性，耐化学性。本发明用于制备具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料。

Description

一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料领域。

背景技术

随着社会水平的发展和人们生活条件的不断改善，对能源的需求也越来越大。传统能源如煤，石油，天然气的储量也是有限的，特别是石油的短缺威胁着人类社会的能源安全。所以，在各国探索新能源的同时，迫切需要提高能源的利用率，降低能耗。

在炎热地区的夏季，民用建筑材料的墙体受到太阳光的强烈辐射，导致表面温度升高，外墙温度可达到40～50℃，金属表面温度可达到70～80℃，建筑外墙温度的升高导致墙体内部温度升高。而为了降温，人们大量使用电风扇，空调，冷气机等，使建筑能耗急剧增加，经统计建筑能耗占全球能源总消耗的20％以上，并且成逐年增长的趋势。所以涂刷一层具有良好的隔热效果的涂料，降低室内温度，能够达到节约建筑能源的目的。

常用的涂料中，聚氨酯耐冲击性能不好，遇水易起泡；丙烯酸树脂无良好的耐候性，耐久性，耐腐蚀性，在特定的环境条件下不能高效的应用。没有良好的抗沾污能力，需要频繁更换；油性漆是使用有机溶剂制成的涂料，产生大量挥发性的有机化合物(VOC)，除对人体有毒害、会污染环境外，还易燃易爆；市面上的涂料大多还含有大量甲醛、苯、铅等有毒物质，是污染环境和损害消费者健康的“隐形杀手”，因此，目前涂料的研究主要重点在于如何加强涂料的隔热效果，耐腐蚀效果以及减少有害物质。

发明内容

本发明要解决的问题是现有涂料存在隔热效果差，耐腐蚀性差，挥发大量有害物质的技术问题，而提供一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料及其制备方法。

一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料，按质量份数由去离子水18～26份、氟碳乳液50～60份、分散剂1～5份、pH调节剂0.1～0.5份、消泡剂0.01～0.2份、乳化剂1～5份、增稠剂0.1～1份、颜填料1～3份、玻璃微珠8～12份、有机溶剂2～5份和成膜助剂3～5份制备而成。

作为优选，所述有机溶剂为丙二醇、邻苯二甲酸二甲酯、二丙二醇丁醚和乙二胺中的一种或几种的组合。

作为优选，所述颜填料为沸石、膨润土、重钙和钛白粉中的一种或几种的组合。

作为优选，所述氟碳乳液中有机氟成分的质量含量超过30％；玻璃化转变温度为18～28℃；有机氟成分为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯和聚氟乙烯中的一种或几种的组合。

作为优选，所述玻璃微珠粒径为25～200微米，壁厚为直径的8％-10％，导热系数为0.07W/(m·K)。

空心的玻璃微珠由特殊工艺制成的中空薄壁圆球粉状，银白色光泽球体，中空有坚硬的外壳，壳内为N₂或CO₂惰性气体，粒径为25～200微米，壁厚为直径的8％-10％，导热系数为0.07W/(m·K)，接近绝热体导热系数0.02W/(m·K)，并且能与涂层的微孔结构互相契合，减少热量辐射，热量损失。同时与高光的颜填料相结合形成有优异的热反射和热辐射的隔热涂层。

作为优选，分散剂的型号为Edaplan 492。

作为优选，乳化剂为羟基醇烷氧基化合物。

作为优选，pH调节剂为二甲基乙醇胺。

作为优选，增稠剂为纤维素醚。

作为优选，消泡剂为破泡聚硅氧烷和聚乙二醇的混合物。

作为优选，成膜助剂为OE 300酯醇。

所述一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料的制备方法，具体按以下步骤进行：

一、将去离子水、分散剂、一部分消泡剂和有机溶剂投入分散罐中，搅拌均匀，在搅拌状态下依次投入颜填料和玻璃微珠，并分散20～40分钟，得到混合物；

二、按质量份数将氟碳乳液投入到步骤一得到的混合物中，再加入增稠剂、pH调节剂、乳化剂、成膜助剂和剩余的消泡剂，搅拌均匀，过滤，检测，出料，得到所述具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料。

本发明制得的涂料pH值为7～9。

本发明的有益效果是：

本发明制得一种具有良好隔热效果的水性氟碳涂料，由于氟碳树脂中引入的氟元素电负性大，碳氟键键能强，具有优越的耐候性，耐低温性，耐化学性，耐腐蚀性；同时本发明中采用的乳化剂和成膜助剂有害物质用量少，并且相对于油性涂料来说，由于水性涂料的特性，使得其有害物质挥发的很少；另外，本发明涂料在制备时加入合适配比的玻璃微珠，不同粒径的玻璃微珠包裹在乳液分子的周围，堵住水分子蒸发后形成的孔洞，使涂层内外热量传导变少，有利于形成隔热层，达到良好的隔热效果。经测试，本发明制备的涂料漆膜的太阳光反射比达到0.828，半球发射率达到0.89，证实本发明制备的涂料有良好的隔热效果。该产品技术指标符合《建筑用水性氟涂料》行业标准。

本发明制备的水性氟碳隔热涂料可以进行工业化生产。

本发明用于制备具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料。

附图说明

图1是实施例一制备的涂料获得的涂层的扫描电镜图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料，按质量份数由去离子水18～26份、氟碳乳液50～60份、分散剂1～5份、pH调节剂0.1～0.5份、消泡剂0.01～0.2份、乳化剂1～5份、增稠剂0.1～1份、颜填料1～3份、玻璃微珠8～12份、有机溶剂2～5份和成膜助剂3～5份制备而成。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述有机溶剂为丙二醇、邻苯二甲酸二甲酯、二丙二醇丁醚和乙二胺中的一种或几种的组合。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述颜填料为沸石、膨润土、重钙和钛白粉中的一种或几种的组合。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述氟碳乳液中有机氟成分的质量含量超过30％；玻璃化转变温度为18～28℃；有机氟成分为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯和聚氟乙烯中的一种或几种的组合。其它与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述玻璃微珠粒径为25～200微米，壁厚为直径的8％～10％，导热系数为0.07W/(m·K)。其它与具体实施方式一至四至一相同。

空心的玻璃微珠由特殊工艺制成的中空薄壁圆球粉状，银白色光泽球体，中空有坚硬的外壳，壳内为N₂或CO₂惰性气体，粒径为25～200微米，壁厚为直径的8％-10％，导热系数为0.07W/(m·K)，接近绝热体导热系数0.02W/(m·K)，并且能与涂层的微孔结构互相契合，减少热量辐射，热量损失。同时与高光的颜填料相结合形成有优异的热反射和热辐射的隔热涂层。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：分散剂的型号为Edaplan 492。其它与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：乳化剂为羟基醇烷氧基化合物。其它与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：pH调节剂为二甲基乙醇胺。其它与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：增稠剂为纤维素醚。其它与具体实施方式一至八之一相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：消泡剂为破泡聚硅氧烷和聚乙二醇的混合物。其它与具体实施方式一至九之一相同。

具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是：成膜助剂为OE 300酯醇。其它与具体实施方式一至十之一相同。

具体实施方式十二：一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料的制备方法，具体按以下步骤进行：

一、将去离子水、分散剂、一部分消泡剂和有机溶剂投入分散罐中，搅拌均匀，在搅拌状态下依次投入颜填料和玻璃微珠，并分散20～40分钟，得到混合物；

二、按质量份数将氟碳乳液投入到步骤一得到的混合物中，再加入增稠剂、pH调节剂、乳化剂、成膜助剂和剩余的消泡剂，搅拌均匀，过滤，检测，出料，得到所述具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料。

具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式十二不同的是：步骤一中分散速度为600r/min。其它与具体实施方式十二相同。

采用以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例一：

本实施例一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料的制备方法，具体按以下步骤进行：

一、按质量份数将18.02份去离子水、3.5份分散剂Edaplan 492、0.05份消泡剂和2.0份有机溶剂二丙二醇丁醚投入分散罐中，搅拌均匀，在搅拌状态下依次投入2份钛白粉和8份玻璃微珠，并分散20分钟，得到混合物；

二、按质量份数将60份氟碳乳液投入到步骤一得到的混合物中，再加入0.55份增稠剂纤维素醚、0.5份pH调节剂二甲基乙醇胺、1.3份乳化剂羟基醇烷氧基化合物、4.0份成膜助剂OE 300酯醇和0.08份消泡剂，搅拌均匀，过滤，检测，出料，得到所述具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料。

其中消泡剂为破泡聚硅氧烷和聚乙二醇的混合物。

经测试，本实施例制备的涂料漆膜的太阳光反射比为0.826，半球发射率为0.88。

实施例二：

本实施例一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料的制备方法，具体按以下步骤进行：

一、按质量份数将20.5份去离子水、3.25份分散剂Edaplan 492、0.05份消泡剂和2.1份有机溶剂二丙二醇丁醚投入分散罐中，搅拌均匀，在搅拌状态下依次投入2份钛白粉和11.25份玻璃微珠，并分散20分钟，得到混合物；

二、按质量份数将55份氟碳乳液投入到步骤一得到的混合物中，再加入0.85份增稠剂纤维素醚、0.3份pH调节剂二甲基乙醇胺、1.5份乳化剂羟基醇烷氧基化合物、3.1份成膜助剂OE 300酯醇和0.10份消泡剂，搅拌均匀，过滤，检测，出料，得到所述具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料。

其中消泡剂为破泡聚硅氧烷和聚乙二醇的混合物。

经测试，本实施例制备的涂料漆膜的太阳光反射比为0.828，半球发射率为0.89。

实施例三：

本实施例一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料的制备方法，具体按以下步骤进行：

一、按质量份数将25.43份去离子水、3.75份分散剂Edaplan 492、0.04份消泡剂和2.1份有机溶剂二丙二醇丁醚投入分散罐中，搅拌均匀，在搅拌状态下依次投入2份钛白粉和10.75份玻璃微珠，并分散20分钟，得到混合物；

二、按质量份数将50份氟碳乳液投入到步骤一得到的混合物中，再加入0.78份增稠剂纤维素醚、0.4份pH调节剂二甲基乙醇胺、1.2份乳化剂羟基醇烷氧基化合物、3.5份成膜助剂OE 300酯醇和0.05份消泡剂，搅拌均匀，过滤，检测，出料，得到所述具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料。

其中消泡剂为破泡聚硅氧烷和聚乙二醇的混合物。

经测试，本实施例制备的涂料漆膜的太阳光反射比为0.826，半球发射率为0.89。

图1是实施例一制备的涂料获得的涂层的扫描电镜图，由图可知，不同粒径的玻璃微珠包裹在乳液分子的周围，堵住水分子蒸发后形成的孔洞，使涂层内外热量传导变少，达到良好的隔热效果。

参照《建筑用水性氟涂料》(HG/T 4104-2009)，检验上述实施例制备的水性氟碳隔热涂料的性能指标如下表所示：

经检测该产品技术指标符合《建筑用水性氟涂料》行业标准。

Claims (10)

1.一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料，其特征在于该涂料按质量份数由去离子水18～26份、氟碳乳液50～60份、分散剂1～5份、pH调节剂0.1～0.5份、消泡剂0.01～0.2份、乳化剂1～5份、增稠剂0.1～1份、颜填料1～3份、玻璃微珠8～12份、有机溶剂2～5份和成膜助剂3～5份制备而成。

2.根据权利要求1所述的一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料，其特征在于所述有机溶剂为丙二醇、邻苯二甲酸二甲酯、二丙二醇丁醚和乙二胺中的一种或几种的组合。

3.根据权利要求1所述的一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料，其特征在于所述颜填料为沸石、膨润土、重钙和钛白粉中的一种或几种的组合。

4.根据权利要求1所述的一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料，其特征在于所述氟碳乳液中有机氟成分的质量含量超过30％；玻璃化转变温度为18～28℃；有机氟成分为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯和聚氟乙烯中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求1所述的一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料，其特征在于所述玻璃微珠粒径为25～200微米，壁厚为直径的8％-10％，导热系数为0.07W/(m·K)。

6.根据权利要求1所述的一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料，其特征在于分散剂的型号为Edaplan 492。

7.根据权利要求1所述的一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料，其特征在于乳化剂为羟基醇烷氧基化合物。

8.根据权利要求1所述的一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料，其特征在于pH调节剂为二甲基乙醇胺。

9.根据权利要求1所述的一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料，其特征在于增稠剂为纤维素醚；消泡剂为破泡聚硅氧烷和聚乙二醇的混合物；成膜助剂为OE 300酯醇。

10.一种具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料的制备方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：

一、将去离子水、分散剂、一部分消泡剂和有机溶剂投入分散罐中，搅拌均匀，在搅拌状态下依次投入颜填料和玻璃微珠，并分散20～40分钟，得到混合物；

二、按质量份数将氟碳乳液投入到步骤一得到的混合物中，再加入增稠剂、pH调节剂、乳化剂、成膜助剂和剩余的消泡剂，搅拌均匀，过滤，检测，出料，得到所述具有隔热效果的水性氟碳隔热涂料。