CN110016269A - 一种反射隔热型质感漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反射隔热型质感漆及其制备方法，属于涂料生产技术领域，其原料包括去离子水、纤维素、润湿剂、多功能助剂、硅丙乳液、分散剂、防冻剂、成膜助剂、硅藻土、钛白粉、消泡剂、防腐剂、色浆、天然砂、反射隔热砂以及反射隔热材料；所述反射隔热砂为经过表面改性后具有反射隔热效果的不同目数的人工砂；所述人工砂为粒度分别为40目80目和100目的砂型配合混匀后形成的混合体系；所述反射隔热材料为具有反射隔热效果的空心玻璃微珠；用本发明的方法制备的反射隔热型质感漆主要用于建筑外墙的装饰和保护，通过调节天然砂、反射隔热材料和反射隔热砂的搭配，使固化后的涂层具有良好的反射隔热效果。

Description

一种反射隔热型质感漆及其制备方法

技术领域

本发明属于精细化工领域，尤其是涂料生产技术领域，具体涉及一种反射隔热型质感漆及其制备方法。

背景技术

质感涂料以其变化无穷的立体化纹理、多选择的个性搭配，展现独特的空间视角，丰富而生动，令人耳目一新。并且以个性创作来满足整体装饰风格，使得质感涂料在装潢中展现出自己的独特风格。这种新型艺术涂料，把墙身涂料的平滑型时代带进了天然环保型凹凸涂料的全新时代。可以替代墙纸，而且更加环保，经济，个性化。质感涂料无辐射，自重轻，效果逼真，通过不同的施工工艺，手法和技巧，创造无穷特殊装饰效果。质感涂料主要有弹性质感涂料，干粉质感，湿浆质感等，不同系列，达到的效果也不一样。近年来，仿砖型质感漆深受外墙建筑的青睐，然而，目前市场上仿砖型质感漆仅仅是起到了装饰效果，并且其反射隔热效果差，尤其是夏天，在太阳光的直射下，漆膜很容易发生褪色、开裂现象，缩短使用寿命。

发明内容

本发明目的之一在于提供一种反射隔热型质感漆，目的之二在于提供一种反射隔热型质感漆的制备方法，尤其针对的是仿砖质感漆。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

技术方案一：

一种反射隔热型质感漆，以重量份计，包括如下组分：去离子水125-150份、纤维素1-3份、润湿剂0.5-1份、多功能助剂1-5份、硅丙乳液160-190份、分散剂1-5份、防冻剂4-9份、成膜助剂6-11份、硅藻土5-10份、钛白粉5-40份、消泡剂0.5-3份、防腐剂1-5份、色浆3-9份、天然砂300-700份、反射隔热砂0-350份、反射隔热材料0-100份；其中硅丙乳液作为成膜物质，决定了固化后所成涂层的附着力、耐水性等力学性能；所述硅藻土优选吉林长白硅藻土原粉，其二氧化硅含量较高，矿物组成主相为含水蛋白石-A，具有微观多孔结构，比表面积可达49.1m²/g，松散堆密度仅为0.32g/m³。由于硅藻土自身具有多孔结构，固化后形成的涂层使这些多孔结构形成密封空腔，使固化后的涂层成为气相介质和固相介质混合共存的结构，从而降低了涂层的传热系数，达到了隔热的效果，此外，硅藻土的特殊分子结构可以使其作为有机组分和无机组分的连接桥梁，保证了涂层整体强度和附着力；另外，硅藻土具有独特的多孔颗粒结构，可以使光滑的涂层具有高粗糙度，产生退光效果。

所述反射隔热砂为经过表面改性后具有反射隔热效果不同目数的烧结砂；所述烧结砂为粒度分别为40目、80目和100目砂型配合混匀后形成的混合体系；目数不同的烧结砂经过混合搭配使用，可以提高涂层表面粗糙度，提高漫反射程度，防止炫光的同时将照射到涂层上的太阳光均匀的反射到各个方向，防止热能在涂层表面附近聚集，然后通过热效应再次传递到涂层中，进一步提高了涂层的反射隔热效应。

作为本发明的进一步改进，所述烧结砂的制备过程方法如下：

(1)将偶联剂异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯均匀分散到酒精中，滴加双羟乙基胺再次分散均匀，得组分Ⅰ；

(2)将硫酸、酒精和去离子水混匀得组分Ⅱ；

(3)将组分Ⅱ缓慢滴加到组分Ⅰ中，形成溶胶体系；

(4)将烧结砂加入上述溶胶体系中，分散使其充分润湿，在毛细管力的作用下，溶胶颗粒在烧结砂表面沉积；取出烧结砂进行自然干燥，干燥过程中水和酒精的蒸发使溶胶浓缩，之后颗粒间出现凝胶；

(5)用烘箱再次干燥，凝胶空隙中的溶剂被进一步蒸发，孔内形成液－气接口，伴随着表面张力和凝胶层的收缩会使胶孔结构收缩，直刭疑胶网络收缩而成膜；然后进行高温焙烧，得到表面包裹有TiO2包膜的烧结砂；

(6)将高温焙烧后的烧结砂重复上述步骤(4)-(5)；直到得到的包膜厚度达到烧结砂颗粒粒径的5％为止，得到反射隔热砂。烧结砂表面包包裹了TiO2后，因为表面的TiO2对太阳光有较高的反射率，所以能够明显提升烧结砂的反射性能，但是随着包裹次数的增加，TiO2层太厚，在高温处理时容易开裂，甚至会从烧结砂表面剥落。经过反复测试，实验结果表明，经本方法浸润3次溶胶的烧结砂其表面包裹效果最佳。

优选的，组分Ⅰ中所述偶联剂与双羟乙基胺的体积比为5:1～2。酒精与偶联剂的体积比为1:2.5～3。

优选的，组分Ⅱ中硫酸为分析纯。

优选的，组分Ⅱ中硫酸、酒精和去离子水的体积比为10～20:90:9。

优选的，所述步骤(3)中用激光笔检验是否形成溶胶。

优选的，所述高温焙烧过程在马弗炉中进行，温度为600℃，处理时间为3.5h。

所述反射隔热材料为具有反射隔热效果的空心玻璃微珠。空心玻璃微珠具有空心结构，用于外墙涂料之后形成类似于双层玻璃的效果其封闭的空腔中含有的气体介质可以有效降低热传递，从而起到隔热效果。

作为本发明的进一步改进，所述纤维素为高效能羟乙基纤维素；羟乙基纤维素为非离子型水溶性纤维素醚，羟乙基纤维素在体系中的作用是作为防沉剂，增加产品体系的稳定性。

作为本发明的进一步改进，所述多功能助剂为醇胺类有机物；所述防冻剂为防冻剂丙二醇，防冻剂可以拓宽施工的温度范围，有些工程需要在冬季进行，如果涂料没有防冻性，在温度过低的气温下涂料状态达不到施工要求，因此，本发明采用丙二醇作为防冻剂。

作为本发明的进一步改进，所述成膜助剂为成膜助剂醇酯十二。

作为本发明的进一步改进，所述消泡剂为矿物油类消泡剂。

作为本发明的进一步改进，所述防腐剂为异噻唑啉酮类的广谱杀菌剂。

作为本发明的进一步改进，所述分散剂为聚丙烯酸胺盐类；所述增稠剂为疏水改性聚氨酯增稠剂；所述硅丙乳液为巴德富生产的高耐候、高耐水、抗污染的环保型RS-9966A乳液。

技术方案二：

一种反射隔热型质感漆的制备方法，包括如下步骤：

(1)称取纤维素，加入去离子水中，以500-1000r/min的转速在室温下进行搅拌，直至体系状态稳定；先将纤维素与去离子水进行混合，形成混合溶剂，有利于在后加入的各种组分分散均匀；

(2)在500-1000r/min转速下，依次加入润湿剂、多功能助剂、硅丙乳液、分散剂、防冻剂、成膜助剂、硅藻土、钛白粉、消泡剂、防腐剂和色浆，加入每种组分后搅拌2-3min再加入另一种组分，制成质感漆基料前浆；助剂的作用是保证体系的物理性能，先加入各种助剂可以保证助剂在混合体系中的分散均匀度，使各种助剂与水充分融合；

(3)将质感漆基料前浆转移到质感漆卧式搅拌釜中，在500-1000r/min转速下搅拌5-8min，降低搅拌速度至300r/min，加入天然砂、反射隔热砂、空心玻璃微珠，搅拌均匀后即得质感漆成品。由于空心玻璃微珠内部为空心结构，长时间搅拌容易发生破损，因此在最后添加。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

烧结砂表面包包裹了TiO2后，因为表面的TiO2对太阳光有较高的反射率，所以能够明显提升烧结砂的反射性能；本发明采用空心玻璃微珠为隔热材料，利用天然砂和经过表面改性的烧结砂作为反射光的组分，与隔热材料相互配合，通过反射和隔热两种途径对太阳光的热量进行有效阻隔，从而保证了涂层整体的隔热效果。硅藻土的添加使其中的有机组分和无机组分能够很好的结合，稳定的分散，从而提高了涂层整体的强度和力学性能，有利于促进反射隔热作用的进一步发挥。在实际应用过程中，反射隔热砂、空心玻璃微珠与天然砂还起到骨架作用，而骨架组分的总比例影响着涂层的各项性能，因此反射隔热砂、空心玻璃微珠与天然砂的总量必须保持在一个55-65wt％的合理范围内。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式作对本发明做进一步的详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。

实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

一种反射隔热型质感漆，该质感漆为用于建筑外墙的仿砖质感漆，以重量份计，包括如下组分：去离子水125-150份、纤维素1-3份、润湿剂0.5-1份、多功能助剂1-5份、硅丙乳液160-190份、分散剂1-5份、防冻剂4-9份、成膜助剂6-11份、硅藻土5-10份、钛白粉5-40份、消泡剂0.5-3份、防腐剂1-5份、铁红色浆1-3份、铁黄色浆1-3份、炭黑色浆1-3份、天然砂300-700份、反射隔热砂0-350份、反射隔热材料0-100份；所述反射隔热砂为表面改性具有反射隔热效果不同目数的烧结砂；所述烧结砂为粒度分别为40目、80目和100目的烧结砂等比例配合混匀后形成的混合体系；所述反射隔热材料为具有反射隔热效果的空心玻璃微珠，购自广州市燊纳贸易有限公司；所述纤维素为高效能羟乙基纤维素HE-10K，购自青岛友信化工有限公司；所述多功能助剂为醇胺类有机物AMP-95，购自上海锦悦化工有限公司；所述防冻剂为防冻剂丙二醇，购自济南翱翔化工有限公司；所述成膜助剂为成膜助剂醇酯十二，购自润宏化工；所述消泡剂为矿物油类消泡剂，购自广东天峰消泡剂有限公司；所述防腐剂为异噻唑啉酮防腐剂，购自济南恒现新材料有限公司；所述分散剂为聚丙烯酸胺分散剂，购自河南途道实业有限公司；所述增稠剂为疏水改性聚氨酯增稠剂，购自佛山德中化工科技有限公司；所述硅丙乳液为巴德富生产的高耐候、高耐水、抗污染的环保型RS-9966A乳液。

所述反射隔热砂的制备步骤如下：先将25m1偶联剂(异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯)加入到73mL的酒精中，充分混合均匀，再将5.2mL双羟乙基胺滴加至上述溶液中，分散35min，配制成组分Ⅰ。然后制备组分Ⅱ，将1.4mL硫酸(分析纯)，9mL酒精，0.9mL水均分混合均匀。再将组分Ⅱ缓慢滴加到组分Ⅰ中，充分分散25min后放置3h用激光笔照射烧杯内的液体通过观察丁达尔效应来确认已经形成溶胶。将70g顺风集团生产的烧结砂加入上述溶胶中，分散使其充分润湿，在毛细管力的作用下，溶胶颗粒在烧结砂表面沉积，烧结彩砂离开溶胶自然干燥的过程中水和酒精的蒸发使溶胶浓缩，之后颗粒间出现凝胶，在烘箱干燥阶段疑胶空隙中的溶剂被进一步蒸发，孔内形成液－气接口，伴随的表面张力和疑胶层的收缩会使胶孔结构收缩，直刭疑胶网络收缩而成膜，再经过高温处理后，便在烧结砂表面形成了TiO2薄膜，观察包膜厚度，将烧结砂三次循环上述操作，反复进行以上浸润和干燥，使包膜具备相应厚度，最后，将干燥的烧结砂放于马弗炉中经600℃热处理3.5h，最终得到反射隔热砂。

实施例1-6的具体组分见表1。

表1实施例1-6组分配比表(各组分单位/重量份)

按照表1中的组分进行质感漆的制备，制备方法如下：

(1)称取纤维素，加入去离子水中，以500-1000r/min的转速在室温下进行搅拌，直至体系状态稳定；

(2)在500-1000r/min转速下，依次加入润湿剂、多功能助剂、硅丙乳液、分散剂、防冻剂、成膜助剂、硅藻土、钛白粉、消泡剂、防腐剂和色浆，加入每种组分后搅拌2-3min再加入另一种组分，制成质感漆基料前浆；

(3)将质感漆基料前浆转移到质感漆卧式搅拌釜中，在500-1000r/min转速下搅拌5-8min，降低搅拌速度至300r/min，加入天然砂、反射隔热砂、空心玻璃微珠，搅拌均匀后即得质感漆成品。

对比例1：

本对比例中没有硅藻土，其余组分及制备方法均同实施例3。

对比例2：

本对比例中天然砂为750份，反射隔热砂为未经表面处理的烧结砂，其余组分与制备方法同实施例3。

对比例3：

本对比例中无空心玻璃微珠，其余组分与制备方法同实施例3。

对比例4：

本对比例中反射隔热砂粒度为均一的120目，其余组分和制备方法与实施例3相同。

对实施例1-6及对比例1-4所制备的真石漆进行型式检测，检测结果如表2所示。所述形式检测的各项检测实验根据行业内常规检测进行，在此不做赘述。

表2型式检测结果表

对其余实施例和对比例制备的仿砖质感漆进行型式检测，各项指标也均合格。

对实施例1-6和对比例1-4制备的仿砖质感漆进行反射隔热效果验证试验，测得各项性能如表3所示。

表2

其中：太阳光反射比、半球反射率的检测试验按照JG/T375的规定进行；粘结强度检测试验按照JG/T 24-2018规定的进行；导热系数检测按照GB/T 10294-2008规定的进行。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种反射隔热型质感漆，其特征在于，以重量份计，包括如下组分：去离子水125-150份、纤维素1-3份、润湿剂0.5-1份、多功能助剂1-5份、硅丙乳液160-190份、分散剂1-5份、防冻剂4-9份、成膜助剂6-11份、硅藻土5-10份、钛白粉5-40份、消泡剂0.5-3份、防腐剂1-5份、色浆3-9份、天然砂300-700份、反射隔热砂0-350份、反射隔热材料0-100份；

所述反射隔热砂为经过表面改性的具有反射隔热效果不同目数的烧结砂；所述烧结砂为粒度分别为40目、80目和10目砂型配合混匀后形成的烧结砂；

所述反射隔热材料为具有反射隔热效果的空心玻璃微珠。

2.根据权利要求1所述的一种反射隔热型质感漆，其特征在于，所述反射隔热砂制备方法如下：

(1)将偶联剂异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯均匀分散到酒精中，滴加双羟乙基胺再次分散均匀，得组分Ⅰ；

(2)将硫酸、酒精和去离子水混匀得组分Ⅱ；

(3)将组分Ⅱ缓慢滴加到组分Ⅰ中，形成溶胶体系；

(4)将烧结砂加入上述溶胶体系中，分散使其充分润湿，取出烧结砂进行自然干燥；

(5)用烘箱再次干燥，然后进行高温焙烧，得到表面包裹有TiO2包膜的烧结砂；

(6)将高温焙烧后的烧结砂重复上述步骤(4)-(5)；直到得到的包膜厚度达到烧结砂颗粒粒径的5％为止，得到反射隔热砂。

3.根据权利要求1所述的一种反射隔热型质感漆，其特征在于，所述纤维素为高效能羟乙基纤维素。

4.根据权利要求1所述的一种反射隔热型质感漆，其特征在于，所述多功能助剂为醇胺类有机物；所述防冻剂为防冻剂丙二醇。

5.根据权利要求1所述的一种反射隔热型质感漆，其特征在于，所述成膜助剂为成膜助剂醇酯十二。

6.根据权利要求1所述的一种反射隔热型质感漆，其特征在于，所述消泡剂为矿物油类消泡剂。

7.根据权利要求1所述的一种反射隔热型质感漆，其特征在于，所述防腐剂为异噻唑啉酮类的广谱杀菌剂。

8.根据权利要求1所述的一种反射隔热型质感漆，其特征在于，所述分散剂为聚丙烯酸胺盐类；所述增稠剂为疏水改性聚氨酯增稠剂；所述硅丙乳液为巴德富生产的高耐候、高耐水、抗污染的环保型RS-9966A乳液。

9.一种如权利要求1所述的反射隔热型质感漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)称取纤维素，加入去离子水中，以500-1000r/min的转速在室温下进行搅拌，直至体系状态稳定；

(2)在500-1000r/min转速下，依次加入润湿剂、多功能助剂、硅丙乳液、分散剂、防冻剂、成膜助剂、硅藻土、钛白粉、消泡剂、防腐剂和色浆，加入每种组分后搅拌2-3min再加入另一种组分，制成质感漆基料前浆；

(3)将质感漆基料前浆转移到质感漆卧式搅拌釜中，在500-1000r/min转速下搅拌5-8min，降低搅拌速度至300r/min，加入天然砂、反射隔热砂、空心玻璃微珠，搅拌均匀后即得质感漆成品。