CN110157315A - 一种含中空二氧化硅微球的隔热涂料及其应用 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种含中空二氧化硅微球的隔热涂料及其应用，隔热涂料为包含中空二氧化硅微球、溶剂、粘结剂的混合物，中空二氧化硅微球包括中空内腔、环绕中空内腔的含有致密微孔、介孔和大孔的蜂窝状内部壳层以及与蜂窝状内部壳层相邻的仅含介孔的外部壳层；本发明还提供一种上述隔热涂料在隔热涂层织物或玻纤纸上的应用，应用方法为在织物的基布表面或玻纤纸表面涂覆隔热涂料，然后烘干得到。本发明的隔热涂料加入了全新结构的中空二氧化硅微球，将该涂料涂覆于织物的基布表面或玻纤纸表面，会极大提高织物或玻纤纸表面的隔热效果，填补了中空二氧化硅微球在织物或玻纤纸隔热领域应用的空白。

Description

一种含中空二氧化硅微球的隔热涂料及其应用
技术领域
本申请属于隔热涂料制备技术领域，尤其是涉及一种含中空二氧化硅微球的隔热涂料及其应用。
背景技术
目前，服装、被装产品的保暖功能主要通过填充喷胶棉、丝棉、絮片、羽绒等传统材料来实现，但上述材料存在以下不足之处：(1)用上述填充材料做的保暖面料，厚度都偏厚，一般在1公分到4公分；(2)用上述填充材料做的服装、被装产品蓬松厚重，填充材料又容易吸水，手洗或机洗比较麻烦，特别是羽绒服或羽绒被洗涤后的羽绒会结团；(3)用上述填充材料做的服装、被装产品洗涤后的保暖效果衰减厉害；(4)喷胶棉等化学短纤制品需要用到胶水来成型，而羽绒是动物毛羽制品需要杀虫、杀菌、防腐处理，用到的化学品对人体健康不利，对环境不友好；(5)用上述填充材料做的服装、被装产品需要做防钻绒或防钻棉处理，而防钻绒或防钻棉与透气性是很矛盾的。
随着人们生活水平的提高，人们对服装、被装产品的舒适性提出了更高的要求，保温、舒适、轻盈的功能纺织品俨然备受关注，服装领域一直在寻找一种新型的保温材料，其中，气凝胶因其导热系数低、耐高温、密度小等特性使其具备了制作保温服的潜力。目前，气凝胶与织物之间的结合方式，主要是涂层结构、夹心结构及气凝胶薄膜等形式，具体如下：
气凝胶自身难以与织物结合，因而要将气凝胶制成保温涂料，然后通过涂层达到目的，但是传统的气凝胶难以在溶剂中均匀分散，即使加入稳定剂或分散剂等助剂制成的涂层也还是存在易掉粉、柔韧度差等问题，于是有人采用将二氧化硅气凝胶填充于两层布料间做成夹层结构，但气凝胶粉体粒径小，其容易沿着缝线间隙漏出，例如文献号为CN107415354A的专利公开了一种低导热耐高温碳纤维立体织物复合材料，将碳纤维立体织物的上下两外壳层之间填充二氧化硅气凝胶；还有研究者将二氧化硅凝胶浸润于纤维中，再采用超临界干燥，得到二氧化硅气凝胶复合织物，例如文献号为CN103352363B的专利将纺织纤维制品浸入配制的二氧化硅溶胶中，待所述纺织纤维制品完全浸透后进行凝胶老化形成凝胶成型体，再将凝胶成型体置于压力容器中，通入二氧化碳调节压力容器内的温度、压力进行干燥后，即得所述复合织物，但这种生产工艺复杂，同时干燥后也还是容易掉粉。此外，二氧化硅气凝胶是开口结构，会导致进入其内部的溶剂难以排除，影响隔热效果。
除了纺织品领域，玻纤领域也在积极寻找一种具有较好隔热效果的隔热材料，现有技术中已将二氧化硅空心微球应用于隔热涂料中，空心微球的空心部分使其具有较低的导热系数，且具有较小的密度、较大的表面积，可作为轻质填料使用。例如，文献号为CN107954429A的专利公开了二氧化硅中空微球及其制备方法与在隔热涂料中的应用，但该二氧化硅中空微球采用模板法制备，制备工艺复杂，且需要在反应结束后将聚合物模板煅烧才能得到二氧化硅微球，在除去聚合物模板的过程中，会增加二氧化硅微球的团聚甚至使球壳发生破裂，且在制备涂料时加入了较多的助剂，尤其是该二氧化硅中空微球被用作建筑隔热材料，且该隔热涂料的隔热性能性能较差，而用于纺织品、玻纤纸与建筑隔热材料的基材差别较大，本领域技术人员难以直接将该二氧化硅中空微球应用到纺织品或玻纤纸上。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中含中空二氧化硅微球的隔热涂料的隔热性能较差、隔热涂料助剂较多等不足，尤其是现有技术中尚未将含中空二氧化硅微球的隔热涂料应用在织物或玻纤纸隔热领域，从而本发明提供一种含中空二氧化硅微球的隔热涂料及其应用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种含中空二氧化硅微球的隔热涂料，所述隔热涂料为包含中空二氧化硅微球、溶剂、粘结剂的混合物，所述中空二氧化硅微球包括中空内腔、环绕中空内腔的含有致密微孔、介孔和大孔的蜂窝状内部壳层以及与蜂窝状内部壳层相邻的仅含介孔的外部壳层。
优选地，所述中空二氧化硅微球与粘结剂的质量比为1:3-8:13，所述隔热涂料中中空二氧化硅微球的固含量为20wt％-30wt％，所述中空二氧化硅的粒径优选为5-30μm，比表面积优选为720-800m2/g，蜂窝状结构内部壳层与外部壳层的厚度比例优选为0.05-0.2。
优选地，所述中空二氧化硅微球由以下方法制备而成：
S1：把含疏水性基团的硅烷化合物分散在四烷氧基硅烷和含羟基的亲水聚合物的混合液中，再往混合液中加入有机溶剂使其分散至溶液透明，然后将溶液调成酸性，加热反应，待反应结束后，除去溶液中的有机溶剂，得到带有疏水基团的预聚体溶液；
S2：搅拌条件下，将预聚体溶液加入到水中，形成乳状液；
S3：向乳状液中加入酸性介质将乳状液调成酸性或加入碱性介质将乳状液调成碱性，继续搅拌，使预聚体发生水解缩合反应，然后将反应后的乳液静置、过滤得到沉淀物；
S4：清洗沉淀物，并将沉淀物加热干燥，得到中空二氧化硅微球。
优选地，含羟基的亲水聚合物与四烷氧基硅烷的质量比为0.04-0.08:1，含疏水性基团的硅烷化合物与四烷氧基硅烷的质量比优选为0.3-1:1，水与四烷氧基硅烷的质量比优选为5-20:1。
优选地，所述疏水性基团硅烷化合物与四烷氧基硅烷重量比为0.3-0.5时，所述的中空二氧化硅微球为亲水中空二氧化硅微球，所述溶剂为水，所述粘结剂为聚氨酯树脂、环氧树脂或丙烯酸树脂。
优选地，所述疏水性基团硅烷化合物与四烷氧基硅烷重量比为0.55-1，所述的中空二氧化硅微球为疏水中空二氧化硅微球，所述溶剂为有机溶剂，优选为二甲苯、甲苯、三氯甲烷或丁酮，所述粘结剂为聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚四氟乙烯或聚氯乙烯。
优选地，所述含疏水性基团的硅烷化合物为烷基硅烷、氨基硅烷、乙烯基硅烷、氯基硅烷、丙烯酰氧基硅烷中的至少一种；所述四烷氧基硅烷中的烷氧基优选为甲氧基、乙氧基、异丙氧基中的至少一种；所述含羟基的亲水聚合物的分子量为200-5000，优选为聚乙二醇或聚乙烯醇；所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、丁醇、丙二醇、正己烷中的至少一种。
优选地，所述加热反应的反应温度为60-160℃，反应时间为4-12小时；所述搅拌的速度优选为200-500转/分钟；所述酸性介质优选为甲酸或乙酸，加入酸性介质后乳状液的PH优选为4-5；所述碱性介质优选为氨水、氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液，加入碱性介质后乳状液的PH优选为10-11。
优选地，将沉淀物进行温度从低至高的阶梯式加热干燥，加热的温度范围为40～180℃，分3～5个温度等级，每个温度等级的干燥时间控制在1～5h，优选为温度越高的温度等级，干燥时间越短。
本发明还提供一种上述的隔热涂料在隔热涂层织物上的应用，应用方法为：在织物的基布表面涂覆所述隔热涂料，然后将带有隔热涂料的基布进行烘干得到；所述烘干的温度优选为100-150℃，所述基布表面涂覆的隔热涂料的厚度优选为0.15-0.8mm。
本发明还提供一种上述的隔热涂料在玻纤纸上的应用，应用方法为：在玻纤纸表面涂覆所述隔热涂料，然后将带有隔热涂料的玻纤纸进行烘干得到；所述烘干的温度优选为100-150℃，所述玻纤纸表面涂覆的隔热涂料的厚度优选为0.15-0.8mm。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的隔热涂料加入了全新结构的中空二氧化硅微球，该中空二氧化硅微球的壳层具有蜂窝状内部壳层以及与内部壳层相邻的仅含介孔的外部壳层，将该涂料涂覆于织物的基布表面或玻纤纸表面，会极大提高织物或玻纤纸的隔热效果，还会提高织物的耐水性、透气性及柔软性，填补了中空二氧化硅微球在织物或玻纤纸隔热领域应用的空白。
(2)本发明在使用了全新结构的中空二氧化硅微球后，仅需加入溶剂和黏结剂，无需加入其他助剂，即可得到隔热、耐水、阻燃性能优良的隔热涂料，生产工艺简单，适合规模化大生产。
(3)本发明仅需在织物的基布表面或玻纤纸表面涂覆较薄的一层隔热涂料，经过简单的烘干步骤即可制备得到隔热涂层织物或隔热玻纤纸，其中隔热涂层织物耐洗涤、透气性好，在潮湿低温环境中仍然具有很好的舒适性和保暖性，且隔热涂层织物经过长时间使用仍不易掉粉。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。
图1是本申请实施例1制备的亲水性中空多孔二氧化硅微球的SEM图；
图2是本申请实施例1制备的亲水性中空多孔二氧化硅微球内部结构的SEM图；
图3是本申请实施例1制备的亲水性中空多孔二氧化硅微球靠近中空内腔的孔隙蜂窝状结构的部分壳层的SEM图；
图4是本申请实施例1制备的亲水性中空多孔二氧化硅微球的与蜂窝状结构相邻的外部壳层的SEM图；
图5是本申请实施例2制备的疏水性中空多孔二氧化硅微球的SEM图；
图6是本申请实施例2制备的疏水性中空多孔二氧化硅微球内部结构的SEM图；
图7是本申请实施例7的隔热涂料的SEM图；
图8是本申请实施例7的隔热涂层织物的截面SEM图；
图9是本申请实施例11的隔热玻纤纸的SEM图；
图10是本申请实施例12的隔热玻纤纸的SEM图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
本实施例提供一种亲水性中空二氧化硅微球的制备方法，包括以下步骤:
S1：将甲基三乙氧基硅烷(65克)加入到低速搅拌(转速为200转/分钟)的正硅酸乙酯(152克)、聚乙二醇(9.4克)的混合溶液中混合均匀，再往混合液中加入20克乙醇使其分散至透明；然后将25g浓度为4.1mol/L的盐酸溶液缓慢滴入，待滴加完成后，升温至80℃，继续搅拌反应4小时，减压快速蒸馏掉体系内的乙醇，得到具有一定粘度浑浊的预聚体溶液；
S2：搅拌条件下(搅拌速度为500转/分钟)，将20克上述预聚体溶液滴加到200克蒸馏水中，形成乳状液；
S3：待预聚体溶液滴加完成，加入25％的氨水使乳状液的PH达到10，继续搅拌反应24小时，得到白色乳液，将该乳液静置、过滤得到白色沉淀；
S4：用水漂洗两遍沉淀物，将所得沉淀物放入烘箱进行温度从低至高的阶梯式加热干燥，加热方法依次为：40℃烘5h，80℃烘3h，120℃烘2h，180℃烘1h，即得到干燥的中空多孔二氧化硅微球。
经测试，上述中空多孔二氧化硅微球的湿润接触角(θ)为45°,表示湿润性好，为亲水性。
上述中空多孔二氧化硅微球的扫描电镜图如图1所示，上述方法制备的二氧化硅微球的球形完整，粒径尺寸分布均匀，其粒径在15-20微米范围内，比表面积为749m2/g，壳层壁厚在0.5-2微米左右，孔隙率为80％；所得中空多孔二氧化硅微球的核内有中间大孔(如图2的扫描电镜图所示)，环绕大孔周边为部分壳层为含有致密微孔、介孔和大孔的蜂窝状结构(如图3的扫描电镜图所示)，与蜂窝状结构相邻的外部壳层仅含有介孔孔隙(如图4的扫描电镜图所示)，蜂窝状结构内部壳层的与外部介孔壳层的厚度比例为0.05-0.2。
实施例2
本实施例提供一种疏水性中空多孔二氧化硅微球的制备方法，包括以下步骤:
S1：将r-氨基丙基三乙氧基硅烷(84.7克)加入到低速搅拌(转速为200转/分钟)的正硅酸甲酯(154克)、聚乙二醇(8.2克)的混合溶液中混合均匀，再往混合液中加入30克异丙醇使其分散至透明；然后将32g浓度为2mol/L的硫酸溶液缓慢滴入，待滴加完成后，升温至80℃，继续搅拌反应4小时，减压快速蒸馏掉体系内的异丙醇，得到具有一定粘度浑浊的预聚体溶液；
S2：搅拌条件下(搅拌速度为500转/分钟)，将20克上述预聚体溶液滴加到200克蒸馏水中，形成乳状液；
S3：待预聚体溶液滴加完成，加入乙酸使乳状液的PH达到5，继续搅拌反应24小时，得到白色乳液，将该乳液静置、过滤得到白色沉淀；
S4：用水漂洗两遍沉淀物，将所得沉淀物放入烘箱进行温度从低至高的阶梯式加热干燥，加热方法依次为：40℃烘5h，80℃烘3h，120℃烘2h，180℃烘1h，即得到干燥的中空多孔二氧化硅微球。
上述中空多孔二氧化硅微球的湿润接触角(θ)为105°,表示湿润性差，为疏水性。
上述中空多孔二氧化硅微球的扫描电镜图如图5所示，上述方法制备的二氧化硅微球球形完整，粒径尺寸分布均匀，其粒径在15-20微米范围内，壳层壁厚在0.5-3微米左右，比表面积为760m2/g，孔隙率为80％；所得中空多孔二氧化硅微球的核内有中间大孔，环绕大孔周边为部分壳层为含有致密微孔、介孔和大孔的蜂窝状结构(如图6的扫描电镜图所示)，与蜂窝状结构相邻的外部壳层仅含有介孔孔隙，蜂窝状结构内部壳层的与外部介孔壳层的厚度比例为0.05-0.2。
实施例3
本实施例提供一种亲水性中空多孔二氧化硅微球的制备方法，包括以下步骤:
S1：将乙烯基三甲氧基硅烷(45.3克)加入到低速搅拌(转速为200转/分钟)的正硅酸异丙酯(151克)、聚乙二醇(6.04克)的混合溶液中混合均匀，再往混合液中加入30克丁醇使其分散至透明；然后将7.5g浓度为5.5mol/L的盐酸溶液缓慢滴入，待滴加完成后，升温至60℃，继续搅拌反应12小时，薄膜蒸发掉体系内的丁醇，得到具有一定粘度浑浊的预聚体溶液；
S2：搅拌条件下(搅拌速度为200转/分钟)，将20克上述预聚体溶液滴加到100克蒸馏水中，形成乳状液；
S3：待预聚体溶液滴加完成，加入甲酸使乳状液的PH达到4，继续搅拌反应24小时，得到白色乳液，将该乳液静置、过滤得到白色沉淀；
S4：用水漂洗两遍沉淀物，将所得沉淀物放入烘箱进行温度从低至高的阶梯式加热干燥，加热方法依次为：40℃烘5h，120℃烘3h，180℃烘1h，即得到干燥的中空多孔二氧化硅微球。
上述中空多孔二氧化硅微球的湿润接触角(θ)为30°，表示湿润性好，为亲水性。
上述方法制备的二氧化硅微球球形完整，粒径尺寸分布均匀，其粒径在20-30微米范围内，壳层壁厚在0.2-2微米左右，比表面积为800m2/g；所得中空多孔二氧化硅微球的核内有中间大孔，环绕大孔周边为部分壳层为含有致密微孔、介孔和大孔的蜂窝状结构，与蜂窝状结构相邻的外部壳层仅含有介孔孔隙，蜂窝状结构内部壳层的与外部介孔壳层的厚度比例为0.05-0.2。
实施例4
本实施例提供一种疏水性中空多孔二氧化硅微球的制备方法，包括以下步骤:
S1：将氯三己基硅烷(153克)加入到低速搅拌(转速为200转/分钟)的克正硅酸甲酯(153)、聚乙烯醇(12.24克)的混合溶液中混合均匀，再往混合液中加入30克丙二醇使其分散至透明；然后将32g浓度为4.1mol/L的盐酸溶液缓慢滴入，待滴加完成后，升温至160度，继续搅拌反应2小时，常压高温蒸馏掉体系内的丙二醇，得到具有一定粘度浑浊的预聚体溶液；
S2：搅拌条件下(搅拌速度为400转/分钟)，将20克上述预聚体溶液滴加到400克蒸馏水中，形成乳状液；
S3：待预聚体溶液滴加完成，加入质量浓度为20％的氢氧化钠水溶液使乳状液的PH达到11，继续搅拌反应24小时，得到白色乳液，将该乳液静置、过滤得到白色沉淀；
S4：用水漂洗两遍沉淀物，将所得沉淀物放入烘箱进行温度从低至高的阶梯式加热干燥，加热方法依次为：40℃烘4h，80℃烘3h，120℃烘2h，150℃烘1.5h，180℃烘1h，即得到干燥的中空多孔二氧化硅微球。
上述中空多孔二氧化硅微球的湿润接触角(θ)为125°，表示湿润性差，属于疏水性。
上述方法制备的二氧化硅微球球形完整，粒径尺寸分布均匀，其粒径在5-15微米范围内，壳层壁厚在0.5-2微米左右，比表面积为720m2/g；所得中空多孔二氧化硅微球的核内有中间大孔，环绕大孔周边为部分壳层为含有致密微孔、介孔和大孔的蜂窝状结构，与蜂窝状结构相邻的外部壳层仅含有介孔孔隙，蜂窝状结构内部壳层的与外部介孔壳层的厚度比例为0.05-0.2。
实施例5
本实施例提供一种含中空二氧化硅微球的隔热涂料在隔热涂层织物上的应用：
所述含中空二氧化硅微球的隔热涂料由实施例1制备的亲水性中空二氧化硅微球、水、聚氨酯树脂低速搅拌(转速为200转/分钟)5分钟后得到，中空二氧化硅微球与粘结剂的质量比为6:13，所述隔热涂料中中空二氧化硅微球的固含量为30wt％；
所述隔热涂层织物的制备方法为：以尼龙塔丝隆70D*160D 228T为面料基材，在基材表面涂覆上述隔热涂料，然后将带有隔热涂料的基布进行烘干得到，所述烘干温度为100℃，时间为8分钟，所述基材表面涂覆的隔热涂料的厚度为0.15mm。
经测试，该隔热涂层织物常温(25℃)导热系数为0.056，克罗值为0.21，其透气率为0.56mm/s，透湿率为665g/m2·24h，静水压为5.1kPa，可见，该织物具有极好的隔热性能，透气、耐水性好。
实施例6
本实施例提供一种含中空二氧化硅微球的隔热涂料在隔热涂层织物上的应用：
所述含中空二氧化硅微球的隔热涂料由实施例2制备的疏水性中空二氧化硅微球、二甲苯、丙烯酸树脂低速搅拌(转速为200转/分钟)10分钟后得到，中空二氧化硅微球与粘结剂的质量比为1:13，所述隔热涂料中中空二氧化硅微球的固含量为20wt％；
所述隔热涂层织物的制备方法为：以尼龙塔丝隆70D*160D 228T为面料基材，在基材表面涂覆上述隔热涂料，然后将带有隔热涂料的基布进行烘干得到，所述烘干温度为150℃，时间为3分钟，所述基材表面涂覆的隔热涂料的厚度为0.8mm。
经测试，该隔热涂层织物常温(25℃)导热系数为0.0326，克罗值为1.23，其透气率为0.45mm/s，透湿率为675g/m2·24h，静水压为5.1kPa，可见，该织物具有极好的隔热性能，透气、耐水性好。
实施例7
本实施例提供一种含中空二氧化硅微球的隔热涂料在隔热涂层织物上的应用：
所述含中空二氧化硅微球的隔热涂料由实施例3制备的亲水性中空二氧化硅微球、水、环氧树脂低速搅拌(转速为200转/分钟)5-10分钟后得到，中空二氧化硅微球与粘结剂的质量比为8:13，所述隔热涂料中中空二氧化硅微球的固含量为25wt％；如图7的隔热涂料的SEM图所示，SiO2微球被粘结剂所包埋，内部有疏松孔状结构，但从孔洞中可以明显观察到微球的存在，并且微球形貌比较完整；
所述隔热涂层织物的制备方法为：以尼龙塔丝隆70D*160D 228T为面料基材，在基材表面涂覆上述隔热涂料，然后将带有隔热涂料的基布进行烘干得到，所述烘干温度为150℃，时间为3分钟，所述基材表面涂覆的隔热涂料的厚度为0.59mm，如图8的隔热涂层织物的截面SEM图所示，该隔热涂层织物以条状纤维为基底，SiO2微球在粘结剂的作用下紧密附着在纤维表面。
经测试，该隔热涂层织物常温(25℃)导热系数为0.0401，克罗值为0.98，其透气率为0.5mm/s，透湿率为686g/m2·24h，静水压为5.1kPa，可见，该织物具有极好的隔热性能，透气、耐水性好。
实施例8
本实施例提供一种含中空二氧化硅微球的隔热涂料在隔热涂层织物上的应用：
所述含中空二氧化硅微球的隔热涂料由实施例4制备的疏水性中空二氧化硅微球、水、环氧树脂低速搅拌(转速为200转/分钟)5-10分钟后得到，中空二氧化硅微球与粘结剂的质量比为8:13，所述隔热涂料中中空二氧化硅微球的固含量为25wt％；隔热涂料中SiO2微球被粘结剂所包埋，内部有疏松孔状结构，微球形貌比较完整；
所述隔热涂层织物的制备方法为：以尼龙塔丝隆70D*160D 228T为面料基材，在基材表面涂覆上述隔热涂料，然后将带有隔热涂料的基布进行烘干得到，所述烘干温度为120℃，时间为6分钟，所述基材表面涂覆的隔热涂料的厚度为0.59mm。
经测试，该隔热涂层织物常温(25℃)导热系数为0.0408，克罗值为0.92，其透气率为0.5mm/s，透湿率为685g/m2·24h，静水压为5.2kPa，可见，该织物具有极好的隔热性能，透气、耐水性好。
实施例9
本实施例提供一种含中空二氧化硅微球的隔热涂料在玻纤纸上的应用：
所述含中空二氧化硅微球的隔热涂料采用实施例5制备的隔热涂料；
所述隔热玻纤纸的制备方法为：以厚度为0.5mm的玻纤纸为基材，在基材表面涂覆上述隔热涂料，然后将带有隔热涂料的玻纤纸进行烘干得到，所述烘干温度为100℃，时间为8分钟，所述基材表面涂覆的隔热涂料的厚度为0.15mm。
经测试，该隔热玻纤纸常温(25℃)导热系数为0.0431，而未涂覆隔热涂料的上述玻纤纸的常温(25℃)导热系数为0.0495，可见，涂覆隔热涂料的隔热玻纤纸具有极好的隔热性能。
实施例10
本实施例提供一种含中空二氧化硅微球的隔热涂料在玻纤纸上的应用：
所述含中空二氧化硅微球的隔热涂料采用实施例6制备的隔热涂料；
所述隔热玻纤纸的制备方法为：以厚度为0.5mm的玻纤纸为基材，在基材表面涂覆上述隔热涂料，然后将带有隔热涂料的玻纤纸进行烘干得到，所述烘干温度为150℃，时间为3分钟，所述基材表面涂覆的隔热涂料的厚度为0.8mm。
经测试，该隔热玻纤纸常温(25℃)导热系数为0.0286，而未涂覆隔热涂料的上述玻纤纸的常温(25℃)导热系数为0.0495，可见，涂覆隔热涂料的隔热玻纤纸具有极好的隔热性能。
实施例11
本实施例提供一种含中空二氧化硅微球的隔热涂料在玻纤纸上的应用：
所述含中空二氧化硅微球的隔热涂料采用实施例7制备的隔热涂料；
所述隔热玻纤纸的制备方法为：以厚度为0.5mm的玻纤纸为基材，在基材表面涂覆上述隔热涂料，然后将带有隔热涂料的玻纤纸进行烘干得到，所述烘干温度为150℃，时间为3分钟，所述基材表面涂覆的隔热涂料的厚度为0.59mm，如图9的隔热玻纤纸的SEM图所示，SiO2微球在粘结剂的作用下紧密附着在玻纤纸表面。
经测试，该隔热玻纤纸常温(25℃)导热系数为0.0318，而未涂覆隔热涂料的上述玻纤纸的常温(25℃)导热系数为0.0495，可见，涂覆隔热涂料的隔热玻纤纸具有极好的隔热性能。
实施例12
本实施例提供一种含中空二氧化硅微球的隔热涂料在玻纤纸上的应用：
所述含中空二氧化硅微球的隔热涂料采用实施例8制备的隔热涂料；
所述隔热玻纤纸的制备方法为：以厚度为1mm的玻纤纸为基材，在基材表面涂覆上述隔热涂料，然后将带有隔热涂料的玻纤纸进行烘干得到，所述烘干温度为120℃，时间为6分钟，所述基材表面涂覆的隔热涂料的厚度为0.59mm，如图10的隔热玻纤纸的SEM图所示，SiO2微球在粘结剂的作用下紧密附着在玻纤纸表面。
经测试，该隔热玻纤纸常温(25℃)导热系数为0.03286，而未涂覆隔热涂料的上述玻纤纸的常温(25℃)导热系数为0.0495，可见，涂覆隔热涂料的隔热玻纤纸具有极好的隔热性能。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种含中空二氧化硅微球的隔热涂料，其特征在于，所述隔热涂料为包含中空二氧化硅微球、溶剂、粘结剂的混合物，所述中空二氧化硅微球包括中空内腔、环绕中空内腔的含有致密微孔、介孔和大孔的蜂窝状内部壳层以及与蜂窝状内部壳层相邻的仅含介孔的外部壳层。
2.根据权利要求1所述的含中空二氧化硅微球的隔热涂料，其特征在于，所述中空二氧化硅微球与粘结剂的质量比为1:3-8:13，所述隔热涂料中中空二氧化硅微球的固含量为20wt％-30wt％，所述中空二氧化硅的粒径优选为5-30μm，比表面积优选为720-800m2/g，蜂窝状结构内部壳层与外部壳层的厚度比例优选为0.05-0.2。
3.根据权利要求1或2所述的含中空二氧化硅微球的隔热涂料，其特征在于，所述中空二氧化硅微球由以下方法制备而成：
S1：把含疏水性基团的硅烷化合物分散在四烷氧基硅烷和含羟基的亲水聚合物的混合液中，再往混合液中加入有机溶剂使其分散至溶液透明，然后将溶液调成酸性，加热反应，待反应结束后，除去溶液中的有机溶剂，得到带有疏水基团的预聚体溶液；
S2：搅拌条件下，将预聚体溶液加入到水中，形成乳状液；
S3：向乳状液中加入酸性介质将乳状液调成酸性或加入碱性介质将乳状液调成碱性，继续搅拌，使预聚体发生水解缩合反应，然后将反应后的乳液静置、过滤得到沉淀物；
S4：清洗沉淀物，并将沉淀物加热干燥，得到中空二氧化硅微球。
4.根据权利要求3所述的含中空二氧化硅微球的隔热涂料，其特征在于，含羟基的亲水聚合物与四烷氧基硅烷的质量比为0.04-0.08:1，含疏水性基团的硅烷化合物与四烷氧基硅烷的质量比优选为0.3-1:1，水与四烷氧基硅烷的质量比优选为5-20:1。
5.根据权利要求3或4所述的含中空二氧化硅微球的隔热涂料，其特征在于，所述疏水性基团硅烷化合物与四烷氧基硅烷重量比为0.3-0.5时，所述的中空二氧化硅微球为亲水中空二氧化硅微球，所述溶剂为水，所述粘结剂为聚氨酯树脂、环氧树脂或丙烯酸树脂；
所述疏水性基团硅烷化合物与四烷氧基硅烷重量比为0.55-1时，所述的中空二氧化硅微球为疏水中空二氧化硅微球，所述溶剂为有机溶剂，优选为二甲苯、甲苯、三氯甲烷或丁酮，所述粘结剂为聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚四氟乙烯或聚氯乙烯。
6.根据权利要求3-5任一项所述的含中空二氧化硅微球的隔热涂料，其特征在于，所述含疏水性基团的硅烷化合物为烷基硅烷、氨基硅烷、乙烯基硅烷、氯基硅烷、丙烯酰氧基硅烷中的至少一种；所述四烷氧基硅烷中的烷氧基优选为甲氧基、乙氧基、异丙氧基中的至少一种；所述含羟基的亲水聚合物的分子量为200-5000，优选为聚乙二醇或聚乙烯醇；所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、丁醇、丙二醇、正己烷中的至少一种。
7.根据权利要求3-6任一项所述的含中空二氧化硅微球的隔热涂料，其特征在于，所述加热反应的反应温度为60-160℃，反应时间为4-12小时；所述搅拌的速度优选为200-500转/分钟；所述酸性介质优选为甲酸或乙酸，加入酸性介质后乳状液的PH优选为4-5；所述碱性介质优选为氨水、氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液，加入碱性介质后乳状液的PH优选为10-11。
8.根据权利要求3-7任一项所述的含中空二氧化硅微球的隔热涂料，其特征在于，将沉淀物进行温度从低至高的阶梯式加热干燥，加热的温度范围为40～180℃，分3～5个温度等级，每个温度等级的干燥时间控制在1～5h，优选为温度越高的温度等级，干燥时间越短。
9.一种权利要求1-8任一项所述的隔热涂料在隔热涂层织物上的应用，其特征在于，应用方法为：在织物的基布表面涂覆所述隔热涂料，然后将带有隔热涂料的基布进行烘干得到；所述烘干的温度优选为100-150℃，所述基布表面涂覆的隔热涂料的厚度优选为0.15-0.8mm。
10.一种权利要求1-8任一项所述的隔热涂料在玻纤纸上的应用，其特征在于，应用方法为：在玻纤纸表面涂覆所述隔热涂料，然后将带有隔热涂料的玻纤纸进行烘干得到；所述烘干的温度优选为100-150℃，所述玻纤纸表面涂覆的隔热涂料的厚度优选为0.15-0.8mm。
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