CN110964367A - 一种反射型水性隔热涂料及其制备方法与应用 - Google Patents

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刘巍
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Abstract

本发明提供了一种反射型水性隔热涂料及其制备方法，其包括水性乳液、金红石型二氧化钛、红外线反射剂、云母粉、沉淀硫酸钡、功能性填料、分散剂、消泡剂、增稠剂、成膜助剂、防冻剂、pH调节剂、去离子水；所述功能性填料为空心玻璃微珠/二氧化钛薄膜复合材料，其具有核壳结构，二氧化钛薄膜的厚度为0.3~0.7μm，二氧化钛为锐钛矿型。本发明制备的反射型水性隔热涂料均匀，对太阳光的反射率高，导热系数小，性能稳定，隔热保温效果优异。

Description

一种反射型水性隔热涂料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于工程机械技术领域，涉及一种反射型水性隔热涂料制备。
背景技术
据相关调查研究，水性隔热涂料具有极大的发展空间，从中国整体经济发展来看，未来几年水性隔热涂料会出现一个跨越式发展。
研究和开发水性水性替代油性漆是节能减排的需要，也是保护环境，净化空气，保障人民身体健康的需要。本品可用水稀释，隔热效果好，性价比高，既能减少环境污染，又能提升产品档次，提高企业的综合竞争力。
隔热反射涂料研究也日益为政府和企业的所重视。隔热反射涂料是一种通过有效反射太阳光中近红外部分为主的涂料，它能够降低物体表面对太阳辐射能量的吸收，是一种被动降温式涂料。隔热反射涂料技术关键是尽可能增加表面的热反射率，包括对可见光和近红外线的全波段的反射率；尽可能增加涂层的热发射率，减少涂层的积热。空心玻璃微珠是一种中空结构、导热系数小、密度小、保温效果好的材料，它被广泛应用于储氢，核聚变，乳化炸药，深海探测，航天等方面，并常使用在建筑和工业保温隔热等方面。而二氧化钛的折射系数为2 .5～2 .8，禁带宽度为3 .2eV，在氧化物中有着折射率大、近红外反射率高的优越性能。将二者优点进行结合，在空心玻璃微珠的表面包覆上一层二氧化钛薄膜，既可以保持空心玻璃微珠隔热性能，又大大的提高对太阳能量的反射率结合了在近红外线具有较高的反射率和低热导率的特点，达到一种集阻隔隔热和反射隔热功能于一体的高性能复合隔热材料。
目前我国在水性漆开发研究虽然做了很多工作，但未见成熟。而我公司研发的“反射型水性隔热涂料”提高涂膜均匀性，提高隔热涂料对太阳光的反射率、降低成本，且水性体系环保节能。具有高固含低VOC排放的特点，同时物理和化学性能达到性能提高同时，实现节能减排的目的。
本发明公开了一种反射型水性隔热涂料的制备。它是由水性乳液40-60份、金红石型二氧化钛15-25份、红外线反射剂5-10份、云母粉5-10份、沉淀硫酸钡10-15份、分散剂1-1.5份、消泡剂0.2-0.5份、增稠剂0.2-1份、成膜助剂1-2份、防冻剂0.5-1份、pH调节剂0.15-0.2、去离子水15-30份组成。本发明是依据隔热涂料行业的现状和应用前景，根据客户提出的隔热效果好的要求，立项研究“反射型水性隔热涂料”解决工程机械在高温户外长时间工作隔热问题，延长机械的使用寿命，保护工人，具有高固含低VOC排放的特点，达到性能提高同时实现节能减排的目的。
发明内容
本发明是依据工程机械行业的现状和应用前景，根据客户提出的隔热效果好的要求，立项研究“反射型水性隔热涂料”提高涂膜均匀性，提高隔热涂料对太阳光的反射率、降低成本，且水性体系环保节能。具有高固含低VOC排放的特点，同时物理和化学性能达到性能提高同时，实现节能减排的目的。
为实现上述目的，本发明公开了如下的技术内容：
一种反射型水性隔热涂料，其特征在于该涂料由下列重量份数的原料组成：
其中的主要成分如下：
原料名称 质量份数
水性乳液 40-60
分散剂 1-1.5
消泡剂 0.2-0.5
空心玻璃微珠 20-30
防冻剂 0.5-1
PH调节剂 0.15-0.2
增稠剂 0.2-1
沉淀硫酸钡 10-15
红外反射剂 5-10
金红石型二氧化钛 15-25
云母粉 5-10
成膜助剂 1-2
去离子水 15-30
本发明优选用于工程机械的水性隔热涂料，其特征在于该涂料由下列重量份数的原料组成：
其中的主要成分如下：
原料名称 质量份数
水性乳液 50
分散剂 1
消泡剂 0.2
空心玻璃微珠 25
防冻剂 1
PH调节剂 0.15
增稠剂 0.4
沉淀硫酸钡 10
红外反射剂 7.5
金红石型二氧化钛 20
云母粉 5
成膜助剂 1.5
去离子水 25
本发明反射型水性隔热涂料，其中原料为：
水性乳液：改性水性丙烯酸乳液
分散剂：BYK LP-N23160分散剂
消泡剂：DEGO 810，DEGO 902W消泡剂
成膜助剂：醇酯-12，乙二醇乙醚
防冻剂：乙二醇
云母粉：GM-900云母粉
PH调节剂：氨水
增稠剂：膨润土，0620增稠剂
红外反射剂：纳米二氧化钛微粉，纳米级金属氧化物微粉
沉淀硫酸钡：1250目沉淀硫酸钡。
本发明进一步公开了反射型水性隔热涂料在用于工程机械方面的应用。特别是在降低室外工程机械表面温度方面的应用。实验结果显示本发明的水性反射隔热涂料对于室外工程机械表面保护隔热降温效果显著，解决工程机械在高温户外长时间工作隔热问题，延长机械的使用寿命，保护工人，具有高固含低VOC排放的特点，达到性能提高同时实现节能减排的目的。
本发明更进一步公开了反射型水性隔热涂料的制备方法如下：
（1）配方中去离子水与分散剂、消泡剂加入到反应釜中，开动搅拌，转速设定在500转/分，金红石型二氧化钛、红外线反射剂、云母粉、沉淀硫酸钡、膨润土、空心玻璃微珠依次缓缓加入到反应釜中进行搅拌10分钟，搅拌至均匀。
（2）按配方用量将PH调节剂加入反应釜中，转速设定在1000转/分进行搅拌10分钟。
（3）将漆浆放出至研磨盆内，用研磨机进行研磨，研磨至细度小于30μm。
（4）研磨将取出依次加入改性水性丙烯酸乳液，转速设定在1000转/分进行搅拌10分钟；缓慢滴加成膜助剂醇酯-12，转速设定在1500转/分进行搅拌10分钟；加入防冻剂乙二醇，转速设定在1000转/分进行搅拌10分钟；加入增稠剂0620，转速设定在1000转/分进行搅拌10分钟；
主要技术指标
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure DEST_PATH_IMAGE002
施工应用案例
Figure DEST_PATH_IMAGE003
工程机械的水性隔热涂料按重量比加入5-10%去离子水搅拌均匀。测试粘度盐田杯粘度30-40秒可正常进行施工。用高压无空气喷涂机进行施工喷涂，喷涂压力调整至0.5-0.7Mppa，吐出量调整至1.3-1.5L/min。
喷涂施工完后通过烘道进行烘烤，烘道温度设定在80℃烘烤30分钟，或者常温自干。
结论：
（1）本发明产品为水性涂料，且具有高固含的特点，符合国家环保要求，大大降低了VOC排放。
（2）本发明产品具有低温干燥的特点，大大降低了涂装的能源消耗，而且漆膜质量比一般产品更要优秀。
（3）本发明产品极好的物理性能与隔热性能极大的保护了设备和工人的健康。
具体实施方式
下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。本发明所用原料及试剂均有市售。特别加以说明的是：改性水性丙烯酸乳液、BYK LP-N23160分散剂、DEGO 810，DEGO 902W消泡剂、醇酯-12，乙二醇乙醚、乙二醇、GM-900云母粉、氨水、膨润土，0620增稠剂、纳米二氧化钛微粉，纳米级金属氧化物微粉、1250目沉淀硫酸钡等如没有特别的说明均有市售。就是说制备本发明的化学试剂均可以从市场上买到或容易地通过已知的方法制得。本发明所指的份数可以是克、千克，主要以生产的实际需要加以选定。
实施例1
工程机械的水性隔热涂料，其特征在于该涂料由下列重量份数的原料组成：
其中的主要成分如下：
原料名称 质量份数
水性乳液改性水性丙烯酸乳液 50
分散剂BYK LP-N23160 1
消泡剂 DEGO 810 0.2
空心玻璃微珠 25
防冻剂 乙二醇 1
PH调节剂 氨水 0.15
增稠剂 膨润土 0.4
沉淀硫酸钡 1250目沉淀硫酸钡 10
红外反射剂纳米二氧化钛微粉 7.5
金红石型二氧化钛 20
云母粉 GM-900 5
成膜助剂 乙二醇乙醚 1.5
去离子水 25
制备方法如下：
（1）配方中去离子水与分散剂、消泡剂加入到反应釜中，开动搅拌，转速设定在500转/分，金红石型二氧化钛、红外线反射剂、云母粉、沉淀硫酸钡、膨润土、空心玻璃微珠依次缓缓加入到反应釜中进行搅拌10分钟，搅拌至均匀。
（2）按配方用量将PH调节剂加入反应釜中，转速设定在1000转/分进行搅拌10分钟。
（3）将漆浆放出至研磨盆内，用研磨机进行研磨，研磨至细度小于30μm。
（4）研磨将取出依次加入改性水性丙烯酸乳液，转速设定在1000转/分进行搅拌10分钟；缓慢滴加成膜助剂醇酯-12，转速设定在1500转/分进行搅拌10分钟；加入防冻剂乙二醇，转速设定在1000转/分进行搅拌10分钟；加入增稠剂0620，转速设定在1000转/分进行搅拌10分钟；
在详细说明的较佳实施例之后，熟悉该项技术人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围。且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。

Claims (5)

1.一种反射型水性隔热涂料，其特征在于该涂料由下列重量份数的原料组成：
其中的主要成分如下：
原料名称 质量份数
水性乳液 40-60
分散剂 1-1.5
消泡剂 0.2-0.5
空心玻璃微珠 20-30
防冻剂 0.5-1
PH调节剂 0.15-0.2
增稠剂 0.2-1
沉淀硫酸钡 10-15
红外反射剂 5-10
金红石型二氧化钛 15-25
云母粉 5-10
成膜助剂 1-2
去离子水 15-30；
其中原料为：
水性乳液：改性水性丙烯酸乳液
分散剂：BYK LP-N23160分散剂
消泡剂：DEGO 810，DEGO 902W消泡剂
成膜助剂：醇酯-12，乙二醇乙醚
防冻剂：乙二醇
云母粉：GM-900云母粉
PH调节剂：氨水
增稠剂：膨润土，0620增稠剂
红外反射剂：纳米二氧化钛微粉，纳米级金属氧化物微粉
沉淀硫酸钡：1250目沉淀硫酸钡。
2.权利要求1所述的一种反射型水性隔热涂料，其特征在于该涂料由下列重量份数的原料组成：
其中的主要成分如下：
原料名称 质量份数
原料名称 质量份数
水性乳液 50
分散剂 1
消泡剂 0.2
空心玻璃微珠 25
防冻剂 1
PH调节剂 0.15
增稠剂 0.4
沉淀硫酸钡 10
红外反射剂 7.5
金红石型二氧化钛 20
云母粉 5
成膜助剂 1.5
去离子水 25；
其中原料为：
水性乳液：改性水性丙烯酸乳液
分散剂：BYK LP-N23160分散剂
消泡剂：DEGO 810，DEGO 902W消泡剂
成膜助剂：醇酯-12，乙二醇乙醚
防冻剂：乙二醇
云母粉：GM-900云母粉
PH调节剂：氨水
增稠剂：膨润土，0620增稠剂
红外反射剂：纳米二氧化钛微粉，纳米级金属氧化物微粉
沉淀硫酸钡：1250目沉淀硫酸钡。
3.权利要求1-2任一项所述反射型水性隔热涂料，其特征在于按如下的步骤进行：
（1）配方中去离子水与分散剂、消泡剂加入到反应釜中，开动搅拌，转速设定在500转/分，金红石型二氧化钛、红外线反射剂、云母粉、沉淀硫酸钡、膨润土、空心玻璃微珠依次缓缓加入到反应釜中进行搅拌10分钟，搅拌至均匀；
（2）按配方用量将PH调节剂加入反应釜中，转速设定在1000转/分进行搅拌10分钟；
（3）将漆浆放出至研磨盆内，用研磨机进行研磨，研磨至细度小于30μm；
（4）研磨将取出依次加入改性水性丙烯酸乳液，转速设定在1000转/分进行搅拌10分钟；缓慢滴加成膜助剂醇酯-12，转速设定在1500转/分进行搅拌10分钟；加入防冻剂乙二醇，转速设定在1000转/分进行搅拌10分钟；加入增稠剂0620，转速设定在1000转/分进行搅拌10分钟。
4.权利要求1-2所述的一种反射型水性隔热涂料在用于工程机械方面的应用。
5.权利要求1-2所述一种反射型水性隔热涂料在降低室外工程机械表面温度方面的应用。
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