CN111234590A - 一种高温红外辐射制冷涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温红外辐射制冷涂料，包括面漆涂料和底漆涂料，所述面漆涂料包括以下重量份数的组分：磷酸铝铬5‑10份、分散剂0.1‑10份、无机填料1‑15份、助剂0.1‑5份、水14‑29份、面漆改性添加剂5‑20份；所述底漆涂料包括以下重量份数的组分：磷酸铝铬20‑60份、分散剂0.1‑10份、助剂0.1‑5份、水14‑29份、底漆改性添加剂5‑20份；和上述面漆涂料和底漆涂料的制备方法，发明了特定组合的面漆改性添加剂和底漆改性添加剂加入到底漆和面漆中，使面漆对太阳光辐照产生反射，同时，太能光中的紫外部分会激发纳米二氧化钛实现光催化作用，使得涂料本身具有一定的自清洁、抗菌作用。

Description

一种高温红外辐射制冷涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种复合型的高温红外辐射制冷涂料及其制备方法。

背景技术

全球变暖不仅带来威胁到人类的健康高温极端天气，还限制了工业劳动力和生产力的发展。据美国能源部和国家能源局统计，建筑空间供热和制冷消耗了全球15％的电力和产生了全球10％的温室气体排放(Nature Energy,2017,2(9):17143.)，是住宅和商业能源消耗的主要部分。因此，有人发明了隔热技术。

现有技术中，传统的隔热保温材料如岩棉毡、无机保温砂浆、聚苯泡沫板、发泡聚氨酯等，在施工中比较费时费力，施工质量决定着其防水性差，对于户外还存在着阳光照射容易出现保温层开裂、渗水，直接影响金属表面的防腐性能；而使用有机高分子发泡材料作保温层，其耐燃性较差，存在一定的火灾隐患，比如在工厂的大型油罐、气罐表面安装传统隔热保温材料工序复杂，成本较高，火灾隐患大。同时，目前隔热涂料按作用机理分为阻隔型、反射型和辐射型，而最理想的隔热涂料是具有三种隔热机理协同作用的隔热涂料，使之成为一个完整的隔热体系，以获得良好的隔热效果。

目前缺乏可以在高温环境下应用的辐射制冷涂料技术。虽然有气凝胶微粉和纳米空心微珠作为隔热涂料的添加剂已经得到了广泛的研究和关注，但气凝胶和空心微珠的制备工艺复杂，成本较高，产量低，难以得到普及并广泛应用，无法满足我国短期内节能减排的迫切需求。因此，在达到优异的辐射制冷性能的同时，实现制备简单，制冷效果好，成本低廉的高温制冷涂料尤其重要。

因此本发明专利的发明人，针对缺乏可以在高温环境下应用的辐射制冷涂料技术的问题，旨在发明一种高温红外辐射制冷涂料及其制备方法。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种高温红外辐射制冷涂料。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种高温红外辐射制冷涂料，包括面漆涂料和底漆涂料，所述面漆涂料包括以下重量份数的组分：磷酸铝铬5-10份、分散剂0.1-10份、无机填料1-15份、助剂0.1-5份、水14-29份、面漆改性添加剂5-20份；所述底漆涂料包括以下重量份数的组分：磷酸铝铬20-60份、分散剂0.1-10份、助剂0.1-5份、水14-29份、底漆改性添加剂5-20份。

优选地，所述面漆改性添加剂包括二氧化钛、云母、玻璃鳞片、氧化硅丝，且其中二氧化钛、云母、玻璃鳞片、氧化硅丝的质量比为(2-4)：(1-2)：(0.1-0.5)：(2-4)。

优选地，所述面漆添加剂中的二氧化钛、云母、玻璃鳞片均为颗粒状，且粒径小于100微米；所述氧化硅丝为丝状，且其直径为0.1-10微米。且颗粒状的直径可以进一步选择0.2-5微米，丝状直径可以进一步选择0.3-1微米。

优选地，所述底漆改性添加剂包括纳米二氧化钛、纳米氧化铟锡、纳米氧化锡锑、纳米电气石粉、纳米二氧化硅、纳米碳化硅。

优选地，所述底漆改性添加剂中的纳米二氧化钛、纳米氧化铟锡、纳米氧化锡锑、纳米电气石粉、纳米二氧化硅、纳米碳化硅的形状结构是片状、棒状、管状、球状、核壳结构中的一种或多种，其粒度为10-2000nm。粒度可以进一步的优选300-800nm。

优选地，所述底漆改性添加剂中的纳米电气石粉、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化铟锡、纳米氧化锡锑、纳米碳化硅的质量比为(0.5-1):(1-5):(1-2):(0.5-1):(0.5-1):(0.5-1)。

优选地，所述纳米电气石粉由纳米锂电气石粉、纳米镁电气石粉、纳米铁电气石粉、纳米钠锰电气石粉、纳米黑电气石粉中的一种或多种与稀土元素的复合盐复合而成。

一种高温红外辐射制冷涂料的制备方法，包括面漆涂料的制备和底漆涂料的制备两个步骤：

面漆涂料制备时，将磷酸铝铬、分散剂、消泡剂溶解于总水量50-70wt％的水中混合，研磨均匀，加入无机填料、成膜助剂搅拌均匀，混合均匀后加入面漆改性添加剂和剩余的水搅拌均匀；

底漆涂料制备时，先将磷酸铝铬溶解于总水量40-50wt％的水中，加入底漆改性添加剂，搅拌分散均匀，再加入分散剂、消泡剂、无机填料、成膜助剂搅拌均匀，混合均匀后加入剩余的水搅拌均匀。其中消泡剂和成膜助剂都是属于助剂的。

同时，氧化钛可以消除异味和各种有害气体，达到净化空气的目的，并对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、念珠菌及霉菌等有很好的抑制作用，二氧化钛的光催化、抗菌效果也得到的增强，可见，本发明所使用涂料，不仅可以起到隔热降温的作用，还可以抗菌、净化空气的作用。

本发明一种高温红外辐射制冷涂料及其制备方法的有益效果是，发明特定组合的面漆改性添加剂和底漆改性添加剂加入到底漆和面漆中，使面漆对太阳光辐照产生反射，同时，太能光中的紫外部分会激发纳米二氧化钛实现光催化作用，使得涂料本身具有一定的自清洁、抗菌作用，本申请所用各种原料廉价易得，制备方法简单，隔热效果好，易于推广普及使用，可以加速节能减排进程，此外本申请的涂料组分不仅不含污染成分，反而还可以起到抗菌、净化空气的作用，属于一种多功能环保涂料。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本实施例中的一种高温红外辐射制冷涂料，包括面漆涂料和底漆涂料，所述面漆涂料包括以下重量份数的组分：磷酸铝铬5-10份、分散剂0.1-10份、无机填料1-15份、助剂0.1-5份、水14-29份、面漆改性添加剂5-20份；所述底漆涂料包括以下重量份数的组分：磷酸铝铬20-60份、分散剂0.1-10份、助剂0.1-5份、水14-29份、底漆改性添加剂5-20份。

其中，面漆改性添加剂包括二氧化钛、云母、玻璃鳞片、氧化硅丝，且其中二氧化钛、云母、玻璃鳞片、氧化硅丝的质量比为(2-4)：(1-2)：(0.1-0.5)：(2-4)。面漆添加剂中的二氧化钛、云母、玻璃鳞片均为颗粒状，且粒径小于100微米；所述氧化硅丝为丝状，且其直径为0.1-10微米。且颗粒状的直径可以进一步选择0.2-5微米，丝状直径可以进一步选择0.3-1微米。

其中，底漆改性添加剂包括纳米二氧化钛、纳米氧化铟锡、纳米氧化锡锑、纳米电气石粉、纳米二氧化硅、纳米碳化硅。底漆改性添加剂中的纳米二氧化钛、纳米氧化铟锡、纳米氧化锡锑、纳米电气石粉、纳米二氧化硅、纳米碳化硅的形状结构是片状、棒状、管状、球状、核壳结构中的一种或多种，其粒度为10-2000nm。粒度可以进一步的优选300-800nm。底漆改性添加剂中的纳米电气石粉、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化铟锡、纳米氧化锡锑、纳米碳化硅的质量比为(0.5-1):(1-5):(1-2):(0.5-1):(0.5-1):(0.5-1)。

其中，纳米电气石粉由纳米锂电气石粉、纳米镁电气石粉、纳米铁电气石粉、纳米钠锰电气石粉、纳米黑电气石粉中的一种或多种与稀土元素的复合盐复合而成。

一种高温红外辐射制冷涂料的制备方法，包括面漆涂料的制备和底漆涂料的制备两个步骤：

面漆涂料制备时，将磷酸铝铬、分散剂、消泡剂溶解于总水量50-70wt％的水中混合，研磨均匀，加入无机填料、成膜助剂搅拌均匀，混合均匀后加入面漆改性添加剂和剩余的水搅拌均匀；

底漆涂料制备时，先将磷酸铝铬溶解于总水量40-50wt％的水中，加入底漆改性添加剂，搅拌分散均匀，再加入分散剂、消泡剂、无机填料、成膜助剂搅拌均匀，混合均匀后加入剩余的水搅拌均匀。其中消泡剂和成膜助剂都是属于助剂的。

其中，纳米二氧化钛(TiO₂)为白色至淡黄粉末，其粒径介于1-100nm，具有结晶性化合物的电子结构，属于n型半导体氧化物，其能带结构由充满电子的低能价带(Valentband,VB)和一个空的高能导带(Conduction band,CB)构成。当纳米TiO₂受到紫外线照射时，价带中电子会被激发到导带上形成电子e^-，同时在价带上产生带正电的空穴h⁺，形成电子-空穴的氧化-还原体系，本申请中将纳米电气石粉、纳米二氧化钛、纳米氧化铟锡、纳米氧化锡锑结合使用，首先用磷酸铝铬进行改性，使不同粒子之间发生轻微的粘连和团聚，再分散到涂料用底漆中。进一步，纳米氧化钛可以消除异味和各种有害气体，达到净化空气的目的，并对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、念珠菌及霉菌等有很好的抑制作用，二氧化钛的光催化、抗菌效果也得到的增强。可见，本发明所使用涂料，不仅可以起到隔热降温的作用，还可以抗菌、净化空气的作用。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高温红外辐射制冷涂料，其特征在于：包括面漆涂料和底漆涂料，所述面漆涂料包括以下重量份数的组分：磷酸铝铬5-10份、分散剂0.1-10份、无机填料1-15份、助剂0.1-5份、水14-29份、面漆改性添加剂5-20份；所述底漆涂料包括以下重量份数的组分：磷酸铝铬20-60份、分散剂0.1-10份、助剂0.1-5份、水14-29份、底漆改性添加剂5-20份。

2.根据权利要求1所述的一种高温红外辐射制冷涂料，其特征在于：所述面漆改性添加剂包括二氧化钛、云母、玻璃鳞片、氧化硅丝，且其中二氧化钛、云母、玻璃鳞片、氧化硅丝的质量比为(2-4)：(1-2)：(0.1-0.5)：(2-4)。

3.根据权利要求2所述的一种高温红外辐射制冷涂料，其特征在于：所述面漆添加剂中的二氧化钛、云母、玻璃鳞片均为颗粒状，且粒径小于100微米；所述氧化硅丝为丝状，且其直径为0.1-10微米。

4.根据权利要求1所述的一种高温红外辐射制冷涂料，其特征在于：所述底漆改性添加剂包括纳米二氧化钛、纳米氧化铟锡、纳米氧化锡锑、纳米电气石粉、纳米二氧化硅、纳米碳化硅。

5.根据权利要求4所述的一种高温红外辐射制冷涂料，其特征在于：所述底漆改性添加剂中的纳米二氧化钛、纳米氧化铟锡、纳米氧化锡锑、纳米电气石粉、纳米二氧化硅、纳米碳化硅的形状结构是片状、棒状、管状、球状、核壳结构中的一种或多种，其粒度为10-2000nm。

6.根据权利要求4所述的一种高温红外辐射制冷涂料，其特征在于：所述底漆改性添加剂中的纳米电气石粉、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化铟锡、纳米氧化锡锑、纳米碳化硅的质量比为(0.5-1):(1-5):(1-2):(0.5-1):(0.5-1):(0.5-1)。

7.根据权利要求4所述的一种高温红外辐射制冷涂料，其特征在于：所述纳米电气石粉由纳米锂电气石粉、纳米镁电气石粉、纳米铁电气石粉、纳米钠锰电气石粉、纳米黑电气石粉中的一种或多种与稀土元素的复合盐复合而成。

8.一种高温红外辐射制冷涂料的制备方法，其特征在于：包括面漆涂料的制备和底漆涂料的制备两个步骤：

面漆涂料制备时，将磷酸铝铬、分散剂、消泡剂溶解于总水量50-70wt％的水中混合，研磨均匀，加入无机填料、成膜助剂搅拌均匀，混合均匀后加入面漆改性添加剂和剩余的水搅拌均匀；

底漆涂料制备时，先将磷酸铝铬溶解于总水量40-50wt％的水中，加入底漆改性添加剂，搅拌分散均匀，再加入分散剂、消泡剂、无机填料、成膜助剂搅拌均匀，混合均匀后加入剩余的水搅拌均匀。其中消泡剂和成膜助剂都是属于助剂的。