CN114315198B - 水性双组分聚氨酯、轻质反射隔热保温彩砂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻质反射隔热保温彩砂的制备方法，属于建筑涂料领域，轻质反射隔热保温彩砂的制备方法，包括：选用目数为20～120目的氧化铝空心球作为基础载体，选用硅烷偶联剂制备预处理液，作为第一道预包覆材料，选用水性双组分聚氨酯制备反射隔热涂料，作为第二道包膜涂层材料，采用底喷式流化床以双包覆工艺分别将预处理液和反射隔热涂料依次包覆在基础载体上，最后进行干燥过筛，得到具有反射隔热及保温功能的轻质反射隔热保温彩砂。本发明制备得到的轻质反射隔热保温彩砂具有良好的反射隔热功效，同时具备较低的导热系数，进一步提升了其应用于整体涂料体系的保温节能效果，更加有效地实现建筑节能。

Description

水性双组分聚氨酯、轻质反射隔热保温彩砂及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑涂料领域，尤其涉及水性双组分聚氨酯、轻质反射隔热保温彩砂及其制备方法。

背景技术

反射隔热涂料是具有较高太阳光反射比、近红外反射比和半球发射率的表面涂装材料，能反射掉部分到达建筑物表面的太阳光或热，从而降低建筑物吸收的热量，达到隔热效果，主要适用于冬暖夏热地区；而保温材料是具有低导热系数的一种物质，能阻隔和降低热量的传导速度，达到保温效果，在夏季时阻止室外热量向室内传递，冬季时阻止室内热量向室外传递，这是反射隔热涂料与保温材料的本质区别。通过这两种材料的工作机理和性能可知反射隔热涂料并不具备单独的保温效果，因此反射隔热涂料不能替代保温材料或者单独作为保温材料使用，但可结合保温材料和反射隔热涂料的特性，使建筑物在夏季达到更好的降温效果。

现有的反射隔热类平涂涂料为达到具有较高太阳辐射反射率，主要采用的方式有1)选用不透明的反射隔热乳液；2)选用高反射效果的反射隔热颜填料；3)加入一定量的中空玻璃微珠或中空陶瓷微珠。实施时采取其中一种方式或者几种方式，可以达到隔热反射的效果，但是存在颜色多样性较差和中低明度较难达标等应用问题，而加入中空玻璃微珠或中空陶瓷微珠的体系施工性能又较差。

建筑外墙涂料同时需要一定的装饰性，尤其是仿石效果。现有的具有反射隔热功能的仿石效果的建筑涂料，通常的做法是采用天然雪花白或者汉白玉等白色砂，用冷色浆或冷颜料体系涂料在搅拌机中进行染砂，替代天然彩砂制备而成，达不到反射隔热标准时需拼入一定量的中空玻璃微珠或中空陶瓷微珠。现有这种体系存在以下不足：

1)基本原料为天然白砂，批次稳定性差，批次间颜色及主要成分组成差异大；

2)白砂粒径分布广，且表面粗糙，染色时很难得到均匀光滑的染色表面，造成成品反射率偏低，影响反射隔热效果；

3)染色采用混凝土机械搅拌装置和烘干转筒等，染色过程中沙粒因摩擦碰撞，产生较多细粉同时染色砂表面包膜破损严重，影响涂料成品的反射隔热效果；

4)需要拼入5％左右的中空玻璃微珠或中空陶瓷微珠才能到达技术要求，而中空玻璃微珠或中空陶瓷微珠因自身强度问题，在成品漆生产混合过程中极易破损，从而失去其功效。

同时，反射隔热仿石漆属于厚膜涂料，在建筑物表面可以形成2-3mm左右的涂膜厚度，如果在实现反射隔热效果的同时具有一定的保温功能，使其具有更低的导热系数，则可以提升整体外墙涂料的节能效果和扩宽其应用地域，可以应用到冬冷夏热地区，故发明一种同时兼具反射隔热和保温功能的人工彩砂就很有必要性。

发明内容

本发明的目的在于提出水性双组分聚氨酯、轻质反射隔热保温彩砂及其制备方法，制备得到的轻质反射隔热保温彩砂具有良好的反射隔热功效，同时具备较低的导热系数，进一步提升了其应用于整体涂料体系的保温节能效果，更加有效地实现建筑节能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的轻质反射隔热保温彩砂，包括氧化铝空心球、硅烷偶联剂包覆层、以及水性双组分聚氨酯反射隔热涂料包覆层，硅烷偶联剂包覆层包覆在氧化铝空心球的外表面，水性双组分聚氨酯反射隔热涂料包覆层包覆在硅烷偶联剂包覆层的外表面。

优选地，反射隔热保温彩砂按质量份数包括以下原料：氧化铝空心球85～115份，硅烷偶联剂预处理液3～5份，水性双组分聚氨酯反射隔热涂料17.4～24.5份。

本发明还提供轻质反射隔热保温彩砂的制备方法，包括：选用目数为20～120目的氧化铝空心球作为基础载体，选用硅烷偶联剂制备预处理液，作为第一道预包覆材料，选用水性双组分聚氨酯制备反射隔热涂料，作为第二道包膜涂层材料，以流化床双包覆的方式分别将预处理液和反射隔热涂料依次包覆在基础载体上，具体的，采用底喷式流化床对基础载体进行流化床双包覆处理，最后进行干燥过筛，得到具有反射隔热及保温功能的轻质反射隔热保温彩砂。

优选地，基础载体为经过高温烧结而成的氧化铝空心球，经过细度筛分分为四种规格，分别分为20～30目、30～40目、40～80目、以及80～120目，氧化铝空心球的表观密度为0.7～0.8g/cm³，氧化铝空心球的导热系数为0.07～0.09(w/m·k)，氧化铝空心球的莫氏硬度为6～7。

优选地，预处理液按质量份数包括以下原料：水：98～99.8份，乙酸：0.04～0.06份，缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷：0.4～0.5，制备预处理液时，在98～99.8份水中加入0.04～0.06份乙酸并搅拌溶解，调整水的pH值调节到3.0～4.5，然后加入0.4～0.5份缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷，并进行搅拌15分钟以上，最终形成清澈、匀质的预处理液。

优选地，底喷式流化床包括：沿气体走向依次相连的鼓风机、空气加热器、空气过滤器、移动料仓、流化床筒体、以及引风机，引风机通过管道与空气加热器连通，以实现气体的循环使用，移动料仓可拆卸连接于流化床筒体的底部，移动料仓的底部可拆卸连接有振动筛或用于连通空气过滤器和移动料仓的过渡件，移动料仓的内部具有导向筒和可拆卸的空气分布底盘，所述空气分布底盘位于所述导向筒的下方，导向筒的高度可根据物料流化状态予以调节，可拆卸的空气分布底盘可根据物料粒径和物料性质选择不同开孔率和分布方式的空气分布底盘，流化床筒体的内部安装有袋式除尘器，袋式除尘器位于流化床筒体的上部，沿液流走向依次设置的液料桶、供料泵、以及雾化喷枪，雾化喷枪的喷口穿过空气分布底盘延伸至导向筒的内部，空气分布底盘的顶部设置有夹套，夹套将雾化喷枪的喷口包围在内，控制柜，分别与鼓风机、空气加热器、引风机、供料泵、以及雾化喷枪电连接。

优选地，底喷式流化床对基础载体进行流化床双包覆处理的步骤包括：(1)、按移动料仓规格体积70-80％的量，将氧化铝空心球投入移动料仓，将连接有过渡件的移动料仓移动到流化床筒体相应位置，并对过渡件与空气过滤器的连接处和移动料仓与流化床筒体的连接处进行密封处理，(2)、开启鼓风机和空气加热系统，经空气过滤器净化的加热空气进入移动料仓后进入流化床筒体，调整风量和风速将空气分布底盘上的氧化铝空心球吹起，通过导向筒上扬提升，形成气流输送的喷泉状流态化，然后再在重力作用下抛洒下落至空气分布底盘上，并反复循环流动，(3)、将经由硅烷偶联剂配制好的预处理液放入液料桶，开启供料泵，将预处理液泵送至移动料仓底部的雾化喷枪，由压缩空气进行雾化，与流态化的氧化铝空心球颗粒进行均匀接触，进行包覆，预处理液完全喷完后，经热风循环5～10分钟，将包覆的预处理液吹干，(4)、将经由水性双组分聚氨酯配制好的反射隔热涂料放入液料桶，开启供料泵，将反射隔热涂料泵送至移动料仓底部的雾化喷枪，由压缩空气进行雾化，与流态化的预处理过的氧化铝空心球颗粒进行均匀接触，并浸润包裹，在颗粒表面形成均匀的反射隔热涂膜，(5)、包膜用反射隔热涂料采用少量多次喷涂雾化，反复循环包覆流动物料，直至规定的反射隔热涂料完全喷涂完成，然后继续鼓风干燥，反射隔热涂料中的湿气被气化蒸发，通过引风机把湿热空气抽出，夹带于湿热空气中的粉尘物料被袋式除尘器捕集，过滤后的湿热空气重新进入空气加热器中循环利用热能，(6)、通过流化床筒体上的视镜进行观察包膜干燥情况，直至氧化铝空心球表面包覆的反射隔热涂膜干燥充分，包膜好的物料松散不粘连后，停机实施卸料，将移动料仓移出，组装上振动筛，并通过振动筛过筛后包装，同时将另一个移动料仓装入氧化铝空心球，进行新一轮工艺过程。

本发明还提供水性双组分聚氨酯，水性双组分聚氨酯分别为A、B组分，A组分：B组分＝(6～10)：1，A组分按质量份数包括以下原料：羟基丙烯酸乳液：35～55份，反射隔热乳液：5～15份，润湿剂：0.1～1份，分散剂：0.1～1份，消泡剂：0.1～0.3份，纤维素：0.1～0.3份，反射隔热二氧化钛：10～20份，硫酸钡：0～15份，反射隔热色浆：0.5～4份，成膜助剂：3～5份，助溶剂：0.25～1份，增稠剂：0.2～1份，防腐剂：0.1～0.3份，去离子水：10～20份。

B组分按质量份数包括以下原料：水性固化剂：10～15份，助溶剂：3～6份。

优选地，羟基丙烯酸乳液的固体含量为43～47％，在温度为23～27℃的条件下，粘度为75～100mpa.s，玻璃化温度为60～70℃，最低成膜温度为55～65℃，羟值为100～125mgKOH/g。

优选地，反射隔热乳液的固体含量为41～43％，在温度为23～27℃的条件下，粘度<500mpa.s，最低成膜温度为8～12℃，PH值为7.5-8.5，密度为1.02-1.04g/ml。

优选地，润湿剂为非离子型炔二醇类改性表面活性剂，分散剂为聚丙烯酸铵盐分散剂，消泡剂为星型聚合物复合矿物油类消泡剂，纤维素为疏水改性羟乙基纤维素，硫酸钡为超细沉淀硫酸钡，目数≥2500目，吸油量10～15g/100g，成膜助剂为二丙二醇丁醚，助溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或几种，增稠剂为疏水改性碱溶胀类增稠剂，防腐剂为异噻唑啉酮类防腐剂。

优选地，反射隔热二氧化钛为硅铝双包膜金红石型钛白粉，平均粒径为400nm、700nm、1000nm中的一种或几种。

优选地，反射隔热色浆为高红外反射冷颜料。

优选地，水性固化剂为水可分散的HDI型异氰酸酯，固体含量为99～100％，NCO含量为20～21％，在温度为23～27℃的条件下，粘度为3500～5500mpa.s。

本发明的有益效果为：

1、制备得到的轻质反射隔热保温彩砂具有良好的反射隔热功效，同时具备较低的导热系数，进一步提升了其应用于整体涂料体系的保温节能效果，更加有效地实现建筑节能。

2、选用氧化铝空心球作为载体，制备出的轻质反射隔热保温彩砂成品破损率低，各项物理性能更加优异；而包膜材料采用了双包覆体系，第一道为硅烷偶联剂制备的预处理液进行处理，提高后续包膜的附着力和均匀性，第二道为水性双组分聚氨酯制备的反射隔热涂料，赋予产品反射隔热的功效、颜色的鲜艳多样性和良好的耐化性能及优异的耐候性。

3、制备工艺采用流化床式包膜工艺，使包膜的涂层更加均匀，制备出的产品批次稳定性高，颜色鲜艳性和仿真度也较好，所以采用此彩砂制备出的反射隔热保温仿石面漆具有较好的装饰性能和物理性能。

附图说明

图1是本发明底喷式流化床的主视结构示意图。

附图中的标记为：1-流化床筒体，2-移动料仓，3-振动筛，4-鼓风机，5-空气加热器，6-空气过滤器，7-供料泵，8-液料桶，9-雾化喷枪，10-袋式除尘器，11-引风机，12-控制柜，13-导向筒，14-空气分布底盘。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

实施例一：

本实施例中提供的轻质反射隔热保温彩砂，包括氧化铝空心球、硅烷偶联剂包覆层、以及水性双组分聚氨酯反射隔热涂料包覆层，硅烷偶联剂包覆层包覆在氧化铝空心球的外表面，水性双组分聚氨酯反射隔热涂料包覆层包覆在硅烷偶联剂包覆层的外表面。其中，反射隔热保温彩砂按质量份数包括以下原料：氧化铝空心球100份，硅烷偶联剂预处理液3.5份，水性双组分聚氨酯反射隔热涂料19份。

本实施例中还提供的轻质反射隔热保温彩砂的制备方法，采用氧化铝空心球用底喷式流化床进行双包覆工艺制备而成，包括：

选用质量份数为100份的目数为30～40目的氧化铝空心球作为基础载体。其中，基础载体为经过高温烧结而成的氧化铝空心球，经过细度筛分分为四种规格，分别分为20～30目、30～40目、40～80目、以及80～120目，本实施例采用的是规格为30～40目的氧化铝空心球。氧化铝空心球的表观密度为0.75g/cm³，氧化铝空心球的导热系数为0.07(w/m·k)，氧化铝空心球的莫氏硬度为6.5。

选用硅烷偶联剂制备质量份数为3.5份的预处理液，作为第一道预包覆材料。其中，预处理液按质量份数包括以下原料：水：99.5份，乙酸：0.05份，缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷：0.45份，本实施例的水为去离子水，制备预处理液时，将99.5kg的去离子水加入反应釜中，开启搅拌保持转速400转/分，缓慢加入0.05kg的乙酸，并充分搅拌溶解，同时检测水溶液PH值，并调整至4，然后缓慢加入0.45kg的缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷，加完后搅拌15分钟以上，最终形成清澈、匀质的预处理液，200目筛网过滤包装后即得成品。

选用质量份数为17.5份的水性双组分聚氨酯和1.5份去离子水搅拌混合制备质量份数为19份反射隔热涂料，作为第二道包膜主涂层材料。

本实施例还提供水性双组分聚氨酯，水性双组分聚氨酯分别为A、B组分，A组分：B组分＝6：1。

A组分按质量份数包括以下原料(合计100份)：

羟基丙烯酸乳液：50份。具体的，羟基丙烯酸乳液的固体含量为45％，在温度为25℃的条件下，粘度为77mpa.s，玻璃化温度为65℃，最低成膜温度为60℃，羟值为110mgKOH/g。

反射隔热乳液：10份。具体的，反射隔热乳液的固体含量为42％，在温度为25℃的条件下，粘度450mpa.s，最低成膜温度为10℃，PH值为8，密度为1.03g/ml。

润湿剂：0.3份。具体的，润湿剂为非离子型炔二醇类改性表面活性剂。

分散剂：0.5份。具体的，分散剂为聚丙烯酸铵盐分散剂。

消泡剂：0.3份。具体的，消泡剂为星型聚合物复合矿物油类消泡剂。

纤维素：0.2份。具体的，纤维素为疏水改性羟乙基纤维素。

反射隔热二氧化钛：15份。具体的，反射隔热二氧化钛分为粒径为400nm的硅铝双包膜金红石型钛白粉5份和粒径为700nm的硅铝双包膜金红石型钛白粉10份。

硫酸钡：5份。具体的，硫酸钡为超细沉淀硫酸钡，目数为2500目，吸油量13g/100g.

反射隔热色浆：2份。具体的，反射隔热色浆为高红外反射冷颜料。其中，红色的高红外反射冷颜料为1份，黑色的高红外反射冷颜料为1份。

成膜助剂：4.5份。具体的，成膜助剂为二丙二醇丁醚。

助溶剂：0.25份。具体的，助溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯。

增稠剂：0.25份。具体的，增稠剂为疏水改性碱溶胀类增稠剂。

防腐剂：0.1份。具体的，防腐剂为异噻唑啉酮类防腐剂。

去离子水：11.6份。

A组分的制备方法包括以下步骤：

1)在分散釜中，加入去离子水11份，开启搅拌转速至500转/分左右，将0.2份纤维素缓慢加入，并搅拌混合均匀。然后依次加入润湿剂0.3份、分散剂0.5份、消泡剂0.3份后，将搅拌转速提高至700转/分左右，搅拌分散5分钟以上至无色透明液体状。

2)先将粒径为400nm的硅铝双包膜金红石型钛白粉5份和粒径为700nm的硅铝双包膜金红石型钛白粉10份缓慢加入釜中，再往釜中缓慢加入5份2500目的超细沉淀硫酸钡，在1000转/分高速分散研磨30min以上至细度不大于50μm。

3)降低转速至800转/分以下，加入羟基丙烯酸乳液50份、反射隔热乳液10份，并搅拌均匀。然后缓慢加入成膜助剂4.5份，助溶剂0.25份，混合均匀。

4)分别将0.2份去离子水和0.1份防腐剂(异噻唑啉酮)预先容器中混合均匀，0.4份去离子水和0.25份增稠剂预先容器中混合均匀，依次缓慢加入到釜中，搅拌均匀。

5)将红色反射隔热色浆1份和黑色反射隔热色浆1份加入釜中搅拌均匀，并根据所需颜色进行微调后，100目筛网过滤包装后即得涂料A组分成品。

B组分按质量份数包括以下原料(合计16.6份)：

水性固化剂：11.6份。具体的，水性固化剂为水可分散的HDI型异氰酸酯，固体含量为100％，NCO含量为20.5％，在温度为25℃的条件下，粘度为4500mpa.s。

助溶剂：5份。具体的，助溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯。

B组分的制备方法包括以下步骤：

在密封、无水清洁并带氮气保护的混合釜中，加入丙二醇甲醚醋酸酯5份后，开启搅拌400转/分，缓慢加入11.6份水性固化剂，搅拌混合均匀后过滤包装即得涂料B组分成品。

以流化床双包覆的方式分别将预处理液和反射隔热涂料依次包覆在基础载体上，最后进行干燥过筛，得到具有反射隔热及保温功能的轻质反射隔热保温彩砂。其中，采用底喷式流化床对基础载体进行流化床双包覆处理。

如图1所示，具体的，底喷式流化床包括：沿气体走向依次相连的鼓风机4、空气加热器5、空气过滤器6、移动料仓2、流化床筒体1、以及引风机11，引风机11通过管道与空气加热器5连通，以实现气体的循环使用，移动料仓2可拆卸连接于流化床筒体1的底部，移动料仓2的底部可拆卸连接有振动筛3或用于连通空气过滤器6和移动料仓2的过渡件，移动料仓2的内部具有导向筒13和可拆卸的空气分布底盘14，所述空气分布底盘14位于所述导向筒13的下方，导向筒13的高度可根据物料流化状态予以调节，可拆卸的空气分布底盘14可根据物料粒径和物料性质选择不同开孔率和分布方式的空气分布底盘14，流化床筒体1的内部安装有袋式除尘器10，袋式除尘器10位于流化床筒体1的上部，沿液流走向依次设置的液料桶8、供料泵7、以及雾化喷枪9，雾化喷枪9的喷口穿过空气分布底盘14延伸至导向筒13的内部，空气分布底盘14的顶部设置有夹套，夹套将雾化喷枪9的喷口包围在内，控制柜12，分别与鼓风机4、空气加热器5、引风机11、供料泵7、以及雾化喷枪9电连接。

底喷式流化床对基础载体进行流化床双包覆处理的步骤包括：

(1)、按移动料仓2规格体积70-80％的量，将30～40目的100份氧化铝空心球投入移动料仓2，将连接有过渡件的移动料仓2移动到流化床筒体1相应位置，并对过渡件与空气过滤器6的连接处和移动料仓2与流化床筒体1的连接处进行密封处理，具体的，通过气缸升压将各筒体进行密封。

(2)、开启鼓风机4和空气加热系统，设定空气加热系统温度在90℃，同时调节风门大小，调整合适风量和风速，控制经过空气过滤器6净化的加热空气在进入流化床时的进口温度在55℃，然后开启排风系统，预热整个循环系统10分钟，经空气过滤器6净化的加热空气进入移动料仓2后进入流化床筒体1，通过流化床筒体1上的视镜，精细调节进风量和风速，以使通过调整好的风量和风速将空气分布底盘14上的氧化铝空心球吹起，通过导向筒13上扬提升，形成气流输送的喷泉状流态化，然后再在重力作用下抛洒下落至空气分布底盘14上，并反复循环流动。

(3)、将经由硅烷偶联剂配制好的3.5份预处理液放入液料桶8，开启供料泵7，将预处理液泵送至移动料仓2底部的雾化喷枪9，设定压缩空气0.4MPa，并调整喷枪进料量使漆雾呈均匀扇形雾化状，由压缩空气进行雾化，与流态化的氧化铝空心球颗粒进行均匀接触，进行包覆，预处理液采用2次间歇式喷涂，预处理液完全喷完后，经热风循环8分钟，将包覆的预处理液吹干。

(4)、将经由17.5份水性双组分聚氨酯和1.5份水配制好的19份反射隔热涂料放入液料桶8，开启供料泵7，将反射隔热涂料泵送至移动料仓2底部的雾化喷枪9，设定压缩空气0.47MPa，并调整喷枪进料量使漆雾呈均匀扇形雾化状，由压缩空气进行雾化，与流态化的预处理过的氧化铝空心球颗粒进行均匀接触，并浸润包裹，在颗粒表面形成均匀的反射隔热涂膜。

(5)、包膜用反射隔热涂料采用少量多次喷涂雾化，反复循环包覆流动物料，直至规定的反射隔热涂料完全喷涂完成，然后继续鼓风干燥，反射隔热涂料中的湿气被气化蒸发，通过引风机11把湿热空气抽出，夹带于湿热空气中的粉尘物料被袋式除尘器10捕集，过滤后的湿热空气重新进入空气加热器5中循环利用热能。

(6)、通过流化床筒体1上的视镜进行观察包膜干燥情况，直至氧化铝空心球表面包覆的反射隔热涂膜干燥充分，包膜好的物料松散不粘连后，停机实施卸料。

(7)、停机并泄压，将移动料仓2移出，组装上振动筛3，并通过振动筛3过筛后包装，过筛后包装即得成品。

(8)同时将另一个移动料仓2装入氧化铝空心球，推入流化床筒体1下，进行新一轮工艺过程。

按照此工艺流程，本实施例制备出的轻质反射隔热保温彩砂的目数为30～40目，颜色为棕红色。

对本实施例制得到的轻质反射隔热保温彩砂依据JC/T 2328-2015《建筑饰面材料用彩砂》，进行性能测试，其主要性能指标如表1所示：

表1.轻质反射隔热保温彩砂性能表

从表1可见，本发明的轻质反射隔热保温彩砂，物理和耐化学性能指标符合且优于国家标准。

实施例二：

本实施例中提供的轻质反射隔热保温彩砂，包括氧化铝空心球、硅烷偶联剂包覆层、以及水性双组分聚氨酯反射隔热涂料包覆层，硅烷偶联剂包覆层包覆在氧化铝空心球的外表面，水性双组分聚氨酯反射隔热涂料包覆层包覆在硅烷偶联剂包覆层的外表面。其中，反射隔热保温彩砂按质量份数包括以下原料：氧化铝空心球100份，硅烷偶联剂预处理液4份，水性双组分聚氨酯反射隔热涂料21份。

本实施例中提供的轻质反射隔热保温彩砂的制备方法，采用氧化铝空心球用底喷式流化床进行双包覆工艺制备而成，包括：

选用质量份数为100份的目数为40～80目的氧化铝空心球作为基础载体。其中，基础载体为经过高温烧结而成的氧化铝空心球，经过细度筛分分为四种规格，分别分为20～30目、30～40目、40～80目、以及80～120目，本实施例采用的是规格为40～80目的氧化铝空心球。氧化铝空心球的表观密度为0.7g/cm³，氧化铝空心球的导热系数为0.075(w/m·k)，氧化铝空心球的莫氏硬度为6。

选用硅烷偶联剂制备质量份数为4份的预处理液，作为第一道预包覆材料。其中，预处理液按质量份数包括以下原料：水：98份，乙酸：0.04份，缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷：0.4份，本实施例的水为去离子水，制备预处理液时，将98kg的去离子水加入反应釜中，开启搅拌保持转速300转/分，缓慢加入0.04kg的乙酸，并充分搅拌溶解，同时检测水溶液PH值，并调整至3.0，然后缓慢加入0.4kg的缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷，加完后搅拌15分钟以上，最终形成清澈、匀质的预处理液，200目筛网过滤包装后即得成品。

选用质量份数为19份的水性双组分聚氨酯和2份去离子水搅拌混合制备质量份数为21份反射隔热涂料，作为第二道包膜主涂层材料。

本实施例还提供水性双组分聚氨酯，水性双组分聚氨酯分别为A、B组分，A组分：B组分＝8：1。

A组分按质量份数包括以下原料(合计100份)：

羟基丙烯酸乳液：50份。具体的，羟基丙烯酸乳液的固体含量为43％，在温度为23℃的条件下，粘度为75mpa.s，玻璃化温度为60℃，最低成膜温度为55℃，羟值为100mgKOH/g。

反射隔热乳液：10份。具体的，反射隔热乳液的固体含量为41％，在温度为23℃的条件下，粘度460mpa.s，最低成膜温度为8℃，PH值为7.5，密度为1.02g/ml。

润湿剂：0.3份。具体的，润湿剂为非离子型炔二醇类改性表面活性剂。

分散剂：0.4份。具体的，分散剂为聚丙烯酸铵盐分散剂。

消泡剂：0.2份。具体的，消泡剂为星型聚合物复合矿物油类消泡剂。

纤维素：0.25份。具体的，纤维素为疏水改性羟乙基纤维素。

反射隔热二氧化钛：15份。具体的，反射隔热二氧化钛分为粒径为700nm的硅铝双包膜金红石型钛白粉10份和粒径为1000nm的硅铝双包膜金红石型钛白粉5份。

硫酸钡：5份。具体的，硫酸钡为超细沉淀硫酸钡，目数为2500目，吸油量10g/100g.

反射隔热色浆：2.6份。具体的，反射隔热色浆为高红外反射冷颜料。其中，黄色的高红外反射冷颜料为1.5份，绿色的高红外反射冷颜料为0.5份，黑色的高红外反射冷颜料为0.6份。

成膜助剂：4.5份。具体的，成膜助剂为二丙二醇丁醚。

助溶剂：0.25份。具体的，助溶剂为乙二醇丁醚醋酸酯。

增稠剂：0.2份。具体的，增稠剂为疏水改性碱溶胀类增稠剂。

防腐剂：0.1份。具体的，防腐剂为异噻唑啉酮类防腐剂。

去离子水：11.2份。

A组分的制备方法包括以下步骤：

1)在分散釜中，加入去离子水10.6份，开启搅拌转速至500转/分左右，将0.25份纤维素缓慢加入，并搅拌混合均匀。然后依次加入润湿剂0.3份、分散剂0.4份、消泡剂0.2份后，将搅拌转速提高至600转/分左右，搅拌分散5分钟以上至无色透明液体状。

2)先将粒径为700nm的硅铝双包膜金红石型钛白粉10份和粒径为1000nm的硅铝双包膜金红石型钛白粉5份缓慢加入釜中，再往釜中缓慢加入5份2500目的超细沉淀硫酸钡，在1000转/分高速分散研磨30min以上至细度不大于50μm。

3)降低转速至600转/分以下，加入羟基丙烯酸乳液50份、反射隔热乳液10份，并搅拌均匀。然后缓慢加入成膜助剂4.5份，助溶剂0.25份，混合均匀。

4)分别将0.2份去离子水和0.1份防腐剂(异噻唑啉酮)预先容器中混合均匀，0.4份去离子水和0.2份增稠剂预先容器中混合均匀，依次缓慢加入到釜中，搅拌均匀。

5)将黄色反射隔热色浆1.5份、绿色反射隔热色浆0.5份和黑色反射隔热色浆0.6份加入釜中搅拌均匀，并根据所需颜色进行微调后，100目筛网过滤包装后即得涂料A组分成品。

B组分按质量份数包括以下原料(合计16.6份)：

水性固化剂：11.6份。具体的，水性固化剂为水可分散的HDI型异氰酸酯，固体含量为100％，NCO含量为20％，在温度为25℃的条件下，粘度为4500mpa.s。

助溶剂：5份。具体的，助溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯。

B组分的制备方法包括以下步骤：

在密封、无水清洁并带氮气保护的混合釜中，加入丙二醇甲醚醋酸酯5份后，开启搅拌450转/分，缓慢加入11.6份水性固化剂，搅拌混合均匀后过滤包装即得涂料B组分成品。

以流化床双包覆的方式分别将预处理液和反射隔热涂料依次包覆在基础载体上，最后进行干燥过筛，得到具有反射隔热及保温功能的轻质反射隔热保温彩砂。其中，采用底喷式流化床对基础载体进行流化床双包覆处理。

具体的，底喷式流化床包括：沿气体走向依次相连的鼓风机4、空气加热器5、空气过滤器6、移动料仓2、流化床筒体1、以及引风机11，引风机11通过管道与空气加热器5连通，以实现气体的循环使用，移动料仓2可拆卸连接于流化床筒体1的底部，移动料仓2的底部可拆卸连接有振动筛3或用于连通空气过滤器6和移动料仓2的过渡件，移动料仓2的内部具有导向筒13和可拆卸的空气分布底盘14，所述空气分布底盘14位于所述导向筒13的下方，导向筒13的高度可根据物料流化状态予以调节，可拆卸的空气分布底盘14可根据物料粒径和物料性质选择不同开孔率和分布方式的空气分布底盘14，流化床筒体1的内部安装有袋式除尘器10，袋式除尘器10位于流化床筒体1的上部，沿液流走向依次设置的液料桶8、供料泵7、以及雾化喷枪9，雾化喷枪9的喷口穿过空气分布底盘14延伸至导向筒13的内部，空气分布底盘14的顶部设置有夹套(图未示)，夹套将雾化喷枪9的喷口包围在内，控制柜12，分别与鼓风机4、空气加热器5、引风机11、供料泵7、以及雾化喷枪9电连接。

底喷式流化床对基础载体进行流化床双包覆处理的步骤包括：

(1)、按移动料仓2规格体积70-80％的量，将40～80目的100份氧化铝空心球投入移动料仓2，将连接有过渡件的移动料仓2移动到流化床筒体1相应位置，并对过渡件与空气过滤器6的连接处和移动料仓2与流化床筒体1的连接处进行密封处理，具体的，通过气缸升压将各筒体进行密封。

(2)、开启鼓风机4和空气加热系统，设定空气加热系统温度在80℃，同时调节风门大小，调整合适风量和风速，控制经过空气过滤器6净化的加热空气在进入流化床时的进口温度在50℃，然后开启排风系统，预热整个循环系统5分钟，经空气过滤器6净化的加热空气进入移动料仓2后进入流化床筒体1，通过流化床筒体1上的视镜，精细调节进风量和风速，以使通过调整好的风量和风速将空气分布底盘14上的氧化铝空心球吹起，通过导向筒13上扬提升，形成气流输送的喷泉状流态化，然后再在重力作用下抛洒下落至空气分布底盘14上，并反复循环流动。

(3)、将经由硅烷偶联剂配制好的4份预处理液放入液料桶8，开启供料泵7，将预处理液泵送至移动料仓2底部的雾化喷枪9，设定压缩空气0.4MPa，并调整喷枪进料量使漆雾呈均匀扇形雾化状，由压缩空气进行雾化，与流态化的氧化铝空心球颗粒进行均匀接触，进行包覆，预处理液采用2次间歇式喷涂，预处理液完全喷完后，经热风循环5分钟，将包覆的预处理液吹干。

(4)、将经由19份水性双组分聚氨酯和2份水配制好的21份反射隔热涂料放入液料桶8，开启供料泵7，将反射隔热涂料泵送至移动料仓2底部的雾化喷枪9，设定压缩空气0.45MPa，并调整喷枪进料量使漆雾呈均匀扇形雾化状，由压缩空气进行雾化，与流态化的预处理过的氧化铝空心球颗粒进行均匀接触，并浸润包裹，在颗粒表面形成均匀的反射隔热涂膜。

(5)、包膜用反射隔热涂料采用少量多次喷涂雾化，反复循环包覆流动物料，直至规定的反射隔热涂料完全喷涂完成，然后继续鼓风干燥，反射隔热涂料中的湿气被气化蒸发，通过引风机11把湿热空气抽出，夹带于湿热空气中的粉尘物料被袋式除尘器10捕集，过滤后的湿热空气重新进入空气加热器5中循环利用热能。

(6)、通过流化床筒体1上的视镜进行观察包膜干燥情况，直至氧化铝空心球表面包覆的反射隔热涂膜干燥充分，包膜好的物料松散不粘连后，停机实施卸料。

(7)、停机并泄压，将移动料仓2移出，组装上振动筛3，并通过振动筛3过筛后包装，过筛后包装即得成品。

(8)同时将另一个移动料仓2装入氧化铝空心球，推入流化床筒体1下，进行新一轮工艺过程。

按照此工艺流程，本实施例制备出的轻质反射隔热保温彩砂的目数为40～80目，颜色为中黄色。

实施例三：

本实施例中提供的轻质反射隔热保温彩砂，包括氧化铝空心球、硅烷偶联剂包覆层、以及水性双组分聚氨酯反射隔热涂料包覆层，硅烷偶联剂包覆层包覆在氧化铝空心球的外表面，水性双组分聚氨酯反射隔热涂料包覆层包覆在硅烷偶联剂包覆层的外表面。其中，反射隔热保温彩砂按质量份数包括以下原料：氧化铝空心球100份，硅烷偶联剂预处理液5份，水性双组分聚氨酯反射隔热涂料24.5份。

本实施例中提供的轻质反射隔热保温彩砂的制备方法，采用氧化铝空心球用底喷式流化床进行双包覆工艺制备而成，包括：

选用质量份数为100份的目数为80～120目的氧化铝空心球作为基础载体。其中，基础载体为经过高温烧结而成的氧化铝空心球，经过细度筛分分为四种规格，分别分为20～30目、30～40目、40～80目、以及80～120目，本实施例采用的是规格为80～120目的氧化铝空心球。氧化铝空心球的表观密度为0.8g/cm³，氧化铝空心球的导热系数为0.085(w/m·k)，氧化铝空心球的莫氏硬度为7。

选用硅烷偶联剂制备质量份数为5份的预处理液，作为第一道预包覆材料。其中，预处理液按质量份数包括以下原料：水：99.8份，乙酸：0.06份，缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷：0.5份，本实施例的水为去离子水，制备预处理液时，将99.8kg的去离子水加入反应釜中，开启搅拌保持转速500转/分，缓慢加入0.06kg的乙酸，并充分搅拌溶解，同时检测水溶液PH值，并调整至4.5，然后缓慢加入0.5kg的缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷，加完后搅拌15分钟以上，最终形成清澈、匀质的预处理液，200目筛网过滤包装后即得成品。

选用质量份数为22份的水性双组分聚氨酯和2.5份去离子水搅拌混合制备质量份数为24.5份反射隔热涂料，作为第二道包膜主涂层材料。

本实施例还提供水性双组分聚氨酯，水性双组分聚氨酯分别为A、B组分，A组分：B组分＝10：1。

A组分按质量份数包括以下原料(合计100份)：

羟基丙烯酸乳液：45份。具体的，羟基丙烯酸乳液的固体含量为47％，在温度为27℃的条件下，粘度为100mpa.s，玻璃化温度为70℃，最低成膜温度为65℃，羟值为125mgKOH/g。

反射隔热乳液：15份。具体的，反射隔热乳液的固体含量为43％，在温度为27℃的条件下，粘度490mpa.s，最低成膜温度为12℃，PH值为8.5，密度为1.04g/ml。

润湿剂：0.3份。具体的，润湿剂为非离子型炔二醇类改性表面活性剂。

分散剂：0.4份。具体的，分散剂为聚丙烯酸铵盐分散剂。

消泡剂：0.2份。具体的，消泡剂为星型聚合物复合矿物油类消泡剂。

纤维素：0.25份。具体的，纤维素为疏水改性羟乙基纤维素。

反射隔热二氧化钛：18份。具体的，反射隔热二氧化钛为粒径为1000nm的硅铝双包膜金红石型钛白粉。

硫酸钡：2份。具体的，硫酸钡为超细沉淀硫酸钡，目数为2500目，吸油量15g/100g.

反射隔热色浆：4份。具体的，反射隔热色浆为高红外反射冷颜料。其中，黑色的高红外反射冷颜料为4份。

成膜助剂：4份。具体的，成膜助剂为二丙二醇丁醚。

助溶剂：0.25份。具体的，助溶剂为乙二醇丁醚醋酸酯。

增稠剂：0.2份。具体的，增稠剂为疏水改性碱溶胀类增稠剂。

防腐剂：0.1份。具体的，防腐剂为异噻唑啉酮类防腐剂。

去离子水：11.2份。

A组分的制备方法包括以下步骤：

1)在分散釜中，加入去离子水9.7份，开启搅拌转速至500转/分左右，将0.25份纤维素缓慢加入，并搅拌混合均匀。然后依次加入润湿剂0.3份、分散剂0.4份、消泡剂0.2份后，将搅拌转速提高至800转/分左右，搅拌分散5分钟以上至无色透明液体状。

2)先将粒径为1000nm的硅铝双包膜金红石型钛白粉18份缓慢加入釜中，再往釜中缓慢加入2份2500目的超细沉淀硫酸钡，在1000转/分高速分散研磨30min以上至细度不大于50μm。

3)降低转速至600转/分以下，加入羟基丙烯酸乳液45份、反射隔热乳液15份，并搅拌均匀。然后缓慢加入成膜助剂4份，助溶剂0.25份，混合均匀。

4)分别将0.2份去离子水和0.1份防腐剂(异噻唑啉酮)预先容器中混合均匀，0.4份去离子水和0.2份增稠剂预先容器中混合均匀，依次缓慢加入到釜中，搅拌均匀。

5)将黑色反射隔热色浆4份加入釜中搅拌均匀，并根据所需颜色进行微调后，100目筛网过滤包装后即得涂料A组分成品。

B组分按质量份数包括以下原料(合计16.6份)：

水性固化剂：10.8份。具体的，水性固化剂为水可分散的HDI型异氰酸酯，固体含量为100％，NCO含量为21％，在温度为27℃的条件下，粘度为5500mpa.s。

助溶剂：5.8份。具体的，助溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯。

B组分的制备方法包括以下步骤：

在密封、无水清洁并带氮气保护的混合釜中，加入丙二醇甲醚醋酸酯5.8份后，开启搅拌500转/分，缓慢加入10.8份水性固化剂，搅拌混合均匀后过滤包装即得涂料B组分成品。

以流化床双包覆的方式分别将预处理液和反射隔热涂料依次包覆在基础载体上，最后进行干燥过筛，得到具有反射隔热及保温功能的轻质反射隔热保温彩砂。其中，采用底喷式流化床对基础载体进行流化床双包覆处理。

具体的，底喷式流化床包括：沿气体走向依次相连的鼓风机4、空气加热器5、空气过滤器6、移动料仓2、流化床筒体1、以及引风机11，引风机11通过管道与空气加热器5连通，以实现气体的循环使用，移动料仓2可拆卸连接于流化床筒体1的底部，移动料仓2的底部可拆卸连接有振动筛3或用于连通空气过滤器6和移动料仓2的过渡件，移动料仓2的内部具有导向筒13和可拆卸的空气分布底盘14，所述空气分布底盘14位于所述导向筒13的下方，导向筒13的高度可根据物料流化状态予以调节，可拆卸的空气分布底盘14可根据物料粒径和物料性质选择不同开孔率和分布方式的空气分布底盘14，流化床筒体1的内部安装有袋式除尘器10，袋式除尘器10位于流化床筒体1的上部，沿液流走向依次设置的液料桶8、供料泵7、以及雾化喷枪9，雾化喷枪9的喷口穿过空气分布底盘14延伸至导向筒13的内部，空气分布底盘14的顶部设置有夹套，夹套将雾化喷枪9的喷口包围在内，控制柜12，分别与鼓风机4、空气加热器5、引风机11、供料泵7、以及雾化喷枪9电连接。

底喷式流化床对基础载体进行流化床双包覆处理的步骤包括：

(1)、按移动料仓2规格体积70-80％的量，将80～120目的100份氧化铝空心球投入移动料仓2，将连接有过渡件的移动料仓2移动到流化床筒体1相应位置，并对过渡件与空气过滤器6的连接处和移动料仓2与流化床筒体1的连接处进行密封处理，具体的，通过气缸升压将各筒体进行密封。

(2)、开启鼓风机4和空气加热系统，设定空气加热系统温度在100℃，同时调节风门大小，调整合适风量和风速，控制经过空气过滤器6净化的加热空气在进入流化床时的进口温度在60℃，然后开启排风系统，预热整个循环系统15分钟，经空气过滤器6净化的加热空气进入移动料仓2后进入流化床筒体1，通过流化床筒体1上的视镜，精细调节进风量和风速，以使通过调整好的风量和风速将空气分布底盘14上的氧化铝空心球吹起，通过导向筒13上扬提升，形成气流输送的喷泉状流态化，然后再在重力作用下抛洒下落至空气分布底盘14上，并反复循环流动。

(3)、将经由硅烷偶联剂配制好的5份预处理液放入液料桶8，开启供料泵7，将预处理液泵送至移动料仓2底部的雾化喷枪9，设定压缩空气0.4MPa，并调整喷枪进料量使漆雾呈均匀扇形雾化状，由压缩空气进行雾化，与流态化的氧化铝空心球颗粒进行均匀接触，进行包覆，预处理液采用2次间歇式喷涂，预处理液完全喷完后，经热风循环10分钟，将包覆的预处理液吹干。

(4)、将经由22份水性双组分聚氨酯和2.5份水配制好的24.5份反射隔热涂料放入液料桶8，开启供料泵7，将反射隔热涂料泵送至移动料仓2底部的雾化喷枪9，设定压缩空气0.5MPa，并调整喷枪进料量使漆雾呈均匀扇形雾化状，由压缩空气进行雾化，与流态化的预处理过的氧化铝空心球颗粒进行均匀接触，并浸润包裹，在颗粒表面形成均匀的反射隔热涂膜。

(5)、包膜用反射隔热涂料采用少量多次喷涂雾化，反复循环包覆流动物料，直至规定的反射隔热涂料完全喷涂完成，然后继续鼓风干燥，反射隔热涂料中的湿气被气化蒸发，通过引风机11把湿热空气抽出，夹带于湿热空气中的粉尘物料被袋式除尘器10捕集，过滤后的湿热空气重新进入空气加热器5中循环利用热能。

(6)、通过流化床筒体1上的视镜进行观察包膜干燥情况，直至氧化铝空心球表面包覆的反射隔热涂膜干燥充分，包膜好的物料松散不粘连后，停机实施卸料。

(7)、停机并泄压，将移动料仓2移出，组装上振动筛3，并通过振动筛3过筛后包装，过筛后包装即得成品。

(8)同时将另一个移动料仓2装入氧化铝空心球，推入流化床筒体1下，进行新一轮工艺过程。

按照此工艺流程，本实施例制备出的轻质反射隔热保温彩砂的目数为80～120目，颜色为灰色。

实施例四：

本实施例中提供的轻质反射隔热保温彩砂，包括氧化铝空心球、硅烷偶联剂包覆层、以及水性双组分聚氨酯反射隔热涂料包覆层，硅烷偶联剂包覆层包覆在氧化铝空心球的外表面，水性双组分聚氨酯反射隔热涂料包覆层包覆在硅烷偶联剂包覆层的外表面。其中，反射隔热保温彩砂按质量份数包括以下原料：氧化铝空心球100份，硅烷偶联剂预处理液3份，水性双组分聚氨酯反射隔热涂料17.4份。

本实施例中提供的轻质反射隔热保温彩砂的制备方法，采用氧化铝空心球用底喷式流化床进行双包覆工艺制备而成，包括：

选用质量份数为100份的目数为20～30目的氧化铝空心球作为基础载体。其中，基础载体为经过高温烧结而成的氧化铝空心球，经过细度筛分分为四种规格，分别分为20～30目、30～40目、40～80目、以及80～120目，本实施例采用的是规格为20～30目的氧化铝空心球。氧化铝空心球的表观密度为0.75g/cm³，氧化铝空心球的导热系数为0.07(w/m·k)，氧化铝空心球的莫氏硬度为6.5。

选用硅烷偶联剂制备质量份数为3份的预处理液，作为第一道预包覆材料。其中，预处理液按质量份数包括以下原料：水：99.5份，乙酸：0.05份，缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷：0.45份，本实施例的水为去离子水，制备预处理液时，将99.5kg的去离子水加入反应釜中，开启搅拌保持转速400转/分，缓慢加入0.05kg的乙酸，并充分搅拌溶解，同时检测水溶液PH值，并调整至4，然后缓慢加入0.45kg的缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷，加完后搅拌15分钟以上，最终形成清澈、匀质的预处理液，200目筛网过滤包装后即得成品。

选用质量份数为16.1份的水性双组分聚氨酯和1.3份去离子水搅拌混合制备质量份数为17.4份的反射隔热涂料，作为第二道包膜主涂层材料。其中，水性双组分聚氨酯分别为A、B组分，A组分：B组分＝6：1。

A组分按质量份数包括以下原料(合计100份)：

羟基丙烯酸乳液：55份。具体的，羟基丙烯酸乳液的固体含量为45％，在温度为25℃的条件下，粘度为77mpa.s，玻璃化温度为65℃，最低成膜温度为60℃，羟值为110mgKOH/g。

反射隔热乳液：5份。具体的，反射隔热乳液的固体含量为42％，在温度为25℃的条件下，粘度450mpa.s，最低成膜温度为10℃，PH值为8，密度为1.03g/ml。

润湿剂：0.3份。具体的，润湿剂为非离子型炔二醇类改性表面活性剂。

分散剂：0.5份。具体的，分散剂为聚丙烯酸铵盐分散剂。

消泡剂：0.3份。具体的，消泡剂为星型聚合物复合矿物油类消泡剂。

纤维素：0.2份。具体的，纤维素为疏水改性羟乙基纤维素。

反射隔热二氧化钛：20份。具体的，反射隔热二氧化钛为粒径为400nm的硅铝双包膜金红石型钛白粉。

反射隔热色浆：0.8份。具体的，反射隔热色浆为高红外反射冷颜料。其中，红色的高红外反射冷颜料为0.2份，黄色的高红外反射冷颜料为0.6份。

成膜助剂：5份。具体的，成膜助剂为二丙二醇丁醚。

助溶剂：0.25份。具体的，助溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯。

增稠剂：0.25份。具体的，增稠剂为疏水改性碱溶胀类增稠剂。

防腐剂：0.1份。具体的，防腐剂为异噻唑啉酮类防腐剂。

去离子水：12.3份。

A组分的制备方法包括以下步骤：

1)在分散釜中，加入去离子水11.4份，开启搅拌转速至450转/分左右，将0.2份纤维素缓慢加入，并搅拌混合均匀。然后依次加入润湿剂0.3份、分散剂0.5份、消泡剂0.3份后，将搅拌转速提高至800转/分左右，搅拌分散5分钟以上至无色透明液体状。

2)将粒径为400nm的反射隔热钛白粉20份，缓慢加入釜中，在1000转/分高速分散研磨30min以上至细度不大于50μm。

3)降低转速至800转/分以下，加入羟基丙烯酸乳液55份、反射隔热乳液5份，并搅拌均匀。然后缓慢加入成膜助剂5份，助溶剂0.25份，混合均匀。

4)分别将0.3份去离子水和0.1份防腐剂(异噻唑啉酮)预先容器中混合均匀，0.6份去离子水和0.25份增稠剂预先容器中混合均匀，依次缓慢加入到釜中，搅拌均匀。

5)将红色反射隔热色浆0.2份和黄色反射隔热色浆0.6份加入釜中搅拌均匀，并根据所需颜色进行微调后，100目筛网过滤包装后即得涂料A组分成品。

B组分按质量份数包括以下原料(合计16.6份)：

水性固化剂：13.5份。具体的，水性固化剂为水可分散的HDI型异氰酸酯，固体含量为100％，NCO含量为20.5％，在温度为23℃的条件下，粘度为3500mpa.s。

助溶剂：3.1份。具体的，助溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯。

B组分的制备方法包括以下步骤：

在密封、无水清洁并带氮气保护的混合釜中，加入丙二醇甲醚醋酸酯3.1份后，开启搅拌400转/分，缓慢加入13.5份水性固化剂，搅拌混合均匀后过滤包装即得涂料B组分成品。

以流化床双包覆的方式分别将预处理液和反射隔热涂料依次包覆在基础载体上，最后进行干燥过筛，得到具有反射隔热及保温功能的轻质反射隔热保温彩砂。其中，采用底喷式流化床对基础载体进行流化床双包覆处理。

具体的，底喷式流化床包括：沿气体走向依次相连的鼓风机4、空气加热器5、空气过滤器6、移动料仓2、流化床筒体1、以及引风机11，引风机11通过管道与空气加热器5连通，以实现气体的循环使用，移动料仓2可拆卸连接于流化床筒体1的底部，移动料仓2的底部可拆卸连接有振动筛3或用于连通空气过滤器6和移动料仓2的过渡件，移动料仓2的内部具有导向筒13和可拆卸的空气分布底盘14，所述空气分布底盘14位于所述导向筒13的下方，导向筒13的高度可根据物料流化状态予以调节，可拆卸的空气分布底盘14可根据物料粒径和物料性质选择不同开孔率和分布方式的空气分布底盘14，流化床筒体1的内部安装有袋式除尘器10，袋式除尘器10位于流化床筒体1的上部，沿液流走向依次设置的液料桶8、供料泵7、以及雾化喷枪9，雾化喷枪9的喷口穿过空气分布底盘14延伸至导向筒13的内部，空气分布底盘14的顶部设置有夹套，夹套将雾化喷枪9的喷口包围在内，控制柜12，分别与鼓风机4、空气加热器5、引风机11、供料泵7、以及雾化喷枪9电连接。

底喷式流化床对基础载体进行流化床双包覆处理的步骤包括：

(1)、按移动料仓2规格体积70-80％的量，将20～30目的100份氧化铝空心球投入移动料仓2，将连接有过渡件的移动料仓2移动到流化床筒体1相应位置，并对过渡件与空气过滤器6的连接处和移动料仓2与流化床筒体1的连接处进行密封处理，具体的，通过气缸升压将各筒体进行密封。

(2)、开启鼓风机4和空气加热系统，设定空气加热系统温度在90℃，同时调节风门大小，调整合适风量和风速，控制经过空气过滤器6净化的加热空气在进入流化床时的进口温度在55℃，然后开启排风系统，预热整个循环系统10分钟，经空气过滤器6净化的加热空气进入移动料仓2后进入流化床筒体1，通过流化床筒体1上的视镜，精细调节进风量和风速，以使通过调整好的风量和风速将空气分布底盘14上的氧化铝空心球吹起，通过导向筒13上扬提升，形成气流输送的喷泉状流态化，然后再在重力作用下抛洒下落至空气分布底盘14上，并反复循环流动。

(3)、将经由硅烷偶联剂配制好的3份预处理液放入液料桶8，开启供料泵7，将预处理液泵送至移动料仓2底部的雾化喷枪9，设定压缩空气0.4MPa，并调整喷枪进料量使漆雾呈均匀扇形雾化状，由压缩空气进行雾化，与流态化的氧化铝空心球颗粒进行均匀接触，进行包覆，预处理液采用2次间歇式喷涂，预处理液完全喷完后，经热风循环8分钟，将包覆的预处理液吹干。

(4)、将经由16.1份水性双组分聚氨酯和1.3份水配制好的17.4份反射隔热涂料放入液料桶8，开启供料泵7，将反射隔热涂料泵送至移动料仓2底部的雾化喷枪9，设定压缩空气0.47MPa，并调整喷枪进料量使漆雾呈均匀扇形雾化状，由压缩空气进行雾化，与流态化的预处理过的氧化铝空心球颗粒进行均匀接触，并浸润包裹，在颗粒表面形成均匀的反射隔热涂膜。

(5)、包膜用反射隔热涂料采用少量多次喷涂雾化，反复循环包覆流动物料，直至规定的反射隔热涂料完全喷涂完成，然后继续鼓风干燥，反射隔热涂料中的湿气被气化蒸发，通过引风机11把湿热空气抽出，夹带于湿热空气中的粉尘物料被袋式除尘器10捕集，过滤后的湿热空气重新进入空气加热器5中循环利用热能。

(6)、通过流化床筒体1上的视镜进行观察包膜干燥情况，直至氧化铝空心球表面包覆的反射隔热涂膜干燥充分，包膜好的物料松散不粘连后，停机实施卸料。

(7)、停机并泄压，将移动料仓2移出，组装上振动筛3，并通过振动筛3过筛后包装，过筛后包装即得成品。

(8)同时将另一个移动料仓2装入氧化铝空心球，推入流化床筒体1下，进行新一轮工艺过程。

按照此工艺流程，本实施例制备出的轻质反射隔热保温彩砂的目数为20～30目，颜色为浅黄色。

上述实施例制备的轻质反射隔热保温彩砂，应用于反射隔热保温仿石面漆，配套相应的反射隔热抗碱同色底漆和水性抗污罩面清漆，形成反射隔热保温仿石体系。反射隔热保温仿石体系各涂层原料成分表如表2所示：

表2.反射隔热保温仿石体系各涂层原料成分

对最终制得到的涂料体系分别依据GB/T 25261-2018《建筑用反射隔热涂料》和JG/T 24-2018《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》国家标准，进行性能测试，其主要性能指标如下表3、表4所示。

表3.反射隔热保温仿石面漆涂料体系性能表(功能性指标)

注：明度值L*为63.4，括号内为此明度值需达到技术要求；涂膜(干膜)总厚度为2.0mm。

表4.反射隔热保温仿石面漆涂料体系性能表(基本性能)

从表3、表4可见，本发明制备的轻质反射隔热保温彩砂，应用于反射隔热保温仿石面漆，各项性能符合国家标准。

此发明的轻质反射隔热保温彩砂选用氧化铝空心球作为载体，制备出的轻质反射隔热保温彩砂成品破损率低，各项物理性能更加优异；而包膜材料采用了双包覆体系，第一道为硅烷偶联剂制备的预处理液进行处理，提高后续包膜的附着力和均匀性，第二道为水性双组分聚氨酯制备的反射隔热涂料，赋予产品反射隔热的功效、颜色的鲜艳多样性和良好的耐化性能及优异的耐候性；制备工艺也采用了较为先进的流化床式包膜工艺，使包膜的涂层更加均匀，制备出的产品批次稳定性高，颜色鲜艳性和仿真度也较好，所以采用此彩砂制备出的反射隔热保温仿石面漆具有较好的装饰性能和物理性能。

采用此轻质反射隔热保温彩砂制备而成的反射隔热建筑涂料体系，涂敷在外墙上，既有较高的太阳光反射比、近红外反射比和半球发射率，具有优异反射隔热功能；同时又具有较低的导热系数，厚涂时具备了保温功能，扩展了厚涂反射隔热仿石涂料体系的应用地域和功能。

综上，本发明具有多用途且性能优异，适宜推广应用。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.轻质反射隔热保温彩砂，其特征在于，

包括氧化铝空心球、硅烷偶联剂包覆层、以及水性双组分聚氨酯反射隔热涂料包覆层；

所述硅烷偶联剂包覆层包覆在所述氧化铝空心球的外表面，所述水性双组分聚氨酯反射隔热涂料包覆层包覆在所述硅烷偶联剂包覆层的外表面；

所述轻质反射隔热保温彩砂按质量份数包括以下原料：

氧化铝空心球85～115份，硅烷偶联剂预处理液3～5份，水性双组分聚氨酯反射隔热涂料17.4～24.5份；

所述水性双组分聚氨酯分别为A、B组分，A组分：B组分=（6～10）：1；

A组分按质量份数包括以下原料：

羟基丙烯酸乳液：35～55份；

反射隔热乳液：5～15份；

润湿剂：0.1～1份；

分散剂：0.1～1份；

消泡剂：0.1～0.3份；

纤维素：0.1～0.3份；

反射隔热二氧化钛：10～20份；

硫酸钡：0～15份；

反射隔热色浆：0.5～4份；

成膜助剂：3～5份；

助溶剂：0.25～1份；

增稠剂：0.2～1份；

防腐剂：0.1～0.3份；

去离子水：10～20份；

B组分按质量份数包括以下原料：

水性固化剂：10～15份；

助溶剂：3～6份。

2.根据权利要求1所述的轻质反射隔热保温彩砂，其特征在于，

所述羟基丙烯酸乳液的固体含量为43～47%；

在温度为23～27℃的条件下，粘度为75～100mpa.s；

玻璃化温度为60～70℃；

最低成膜温度为55～65℃；

羟值为100～125mgKOH/g。

3.根据权利要求1所述的轻质反射隔热保温彩砂，其特征在于，

所述反射隔热乳液的固体含量为41～43%；

在温度为23～27℃的条件下，粘度<500mpa.s；

最低成膜温度为8～12℃；

pH 值为7.5-8.5；

密度为1.02-1.04g/ml。

4.根据权利要求1所述的轻质反射隔热保温彩砂，其特征在于，

所述润湿剂为非离子型炔二醇类改性表面活性剂；

所述分散剂为聚丙烯酸铵盐分散剂；

所述消泡剂为星型聚合物复合矿物油类消泡剂；

所述纤维素为疏水改性羟乙基纤维素；

所述硫酸钡为超细沉淀硫酸钡，目数≥2500目，吸油量10～15g/100g；

所述成膜助剂为二丙二醇丁醚；

所述助溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或几种；

所述增稠剂为疏水改性碱溶胀类增稠剂；

所述防腐剂为异噻唑啉酮类防腐剂。

5.根据权利要求1所述的轻质反射隔热保温彩砂，其特征在于，

所述反射隔热二氧化钛为硅铝双包膜金红石型钛白粉；

平均粒径为400nm、700nm、1000nm中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的轻质反射隔热保温彩砂，其特征在于，

所述反射隔热色浆为高红外反射冷颜料。

7.根据权利要求1所述的轻质反射隔热保温彩砂，其特征在于，

所述水性固化剂为水可分散的 HDI 型异氰酸酯；

固体含量为99～100%；

NCO含量为20～21%；

在温度为23～27℃的条件下，粘度为3500～5500mpa.s。

8.根据权利要求1-7任一权利要求所述的轻质反射隔热保温彩砂的制备方法，其特征在于，包括：

选用目数为20～120目的氧化铝空心球作为基础载体；

选用硅烷偶联剂制备预处理液，作为第一道预包覆材料；

选用水性双组分聚氨酯制备反射隔热涂料，作为第二道包膜涂层材料；

以流化床双包覆的方式分别将所述预处理液和反射隔热涂料依次包覆在所述基础载体上，最后进行干燥过筛，得到具有反射隔热及保温功能的轻质反射隔热保温彩砂。

9.根据权利要求8所述的轻质反射隔热保温彩砂的制备方法，其特征在于，

所述基础载体为经过高温烧结而成的氧化铝空心球，经过细度筛分分为四种规格，分别分为20～30目、30～40目、40～80目、以及80～120目；

氧化铝空心球的表观密度为0.7～0.8g/cm³；

氧化铝空心球的导热系数为0.07～0.09(w/m•k)；

氧化铝空心球的莫氏硬度为6～7。

10.根据权利要求8所述的轻质反射隔热保温彩砂的制备方法，其特征在于，

所述预处理液按质量份数包括以下原料：

水：98～99.8份；

乙酸：0.04～0.06份；

缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷：0.4～0.5份；

制备预处理液时，在98～99.8份水中加入0.04～0.06份乙酸并搅拌溶解，调整水的pH值调节到3.0～4.5，然后加入0.4～0.5份缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷，并进行搅拌15分钟以上，最终形成清澈、匀质的预处理液。

11.根据权利要求8-10任一项所述的轻质反射隔热保温彩砂的制备方法，其特征在于，

采用底喷式流化床对所述基础载体进行流化床双包覆处理。

12.根据权利要求11所述的轻质反射隔热保温彩砂的制备方法，其特征在于，所述底喷式流化床包括：

沿气体走向依次相连的鼓风机、空气加热器、空气过滤器、移动料仓、流化床筒体、以及引风机，所述引风机通过管道与空气加热器连通，以实现气体的循环使用；

所述移动料仓可拆卸连接于所述流化床筒体的底部，所述移动料仓的底部可拆卸连接有振动筛或用于连通所述空气过滤器和移动料仓的过渡件；

所述移动料仓的内部具有导向筒和可拆卸的空气分布底盘，所述空气分布底盘位于所述导向筒的下方；

所述流化床筒体的内部安装有袋式除尘器，袋式除尘器位于流化床筒体的上部；

沿液流走向依次设置的液料桶、供料泵、以及雾化喷枪，雾化喷枪的喷口穿过空气分布底盘延伸至导向筒的内部；

控制柜，分别与所述鼓风机、空气加热器、引风机、供料泵、以及雾化喷枪电连接。

13.根据权利要求12所述的轻质反射隔热保温彩砂的制备方法，其特征在于，所述底喷式流化床对所述基础载体进行流化床双包覆处理的步骤包括：

(1)、按移动料仓规格体积70-80%的量，将氧化铝空心球投入移动料仓，将连接有过渡件的移动料仓移动到流化床筒体相应位置，并对过渡件与空气过滤器的连接处和移动料仓与流化床筒体的连接处进行密封处理；

(2)、开启鼓风机和空气加热系统，经空气过滤器净化的加热空气进入移动料仓后进入流化床筒体，调整风量和风速将空气分布底盘上的氧化铝空心球吹起，通过导向筒上扬提升，形成气流输送的喷泉状流态化，然后再在重力作用下抛洒下落至空气分布底盘上，并反复循环流动；

(3)、将经由硅烷偶联剂配制好的预处理液放入液料桶，开启供料泵，将预处理液泵送至移动料仓底部的雾化喷枪，由压缩空气进行雾化，与流态化的氧化铝空心球颗粒进行均匀接触，进行包覆，预处理液完全喷完后，经热风循环5～10分钟，将包覆的预处理液吹干；

(4)、将经由水性双组分聚氨酯配制好的反射隔热涂料放入液料桶，开启供料泵，将反射隔热涂料泵送至移动料仓底部的雾化喷枪，由压缩空气进行雾化，与流态化的预处理过的氧化铝空心球颗粒进行均匀接触，并浸润包裹，在颗粒表面形成均匀的反射隔热涂膜；

(5)、包膜用反射隔热涂料采用少量多次喷涂雾化，反复循环包覆流动物料，直至规定的反射隔热涂料完全喷涂完成，然后继续鼓风干燥，反射隔热涂料中的湿气被气化蒸发，通过引风机把湿热空气抽出，夹带于湿热空气中的粉尘物料被袋式除尘器捕集，过滤后的湿热空气重新进入空气加热器中循环利用热能；

(6)、通过流化床筒体上的视镜进行观察包膜干燥情况，直至氧化铝空心球表面包覆的反射隔热涂膜干燥充分，包膜好的物料松散不粘连后，停机实施卸料，将移动料仓移出，组装上振动筛，并通过振动筛过筛后包装，同时将另一个移动料仓装入氧化铝空心球，进行新一轮工艺过程。

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