CN114989656A - 磷石膏在低界面得热建筑节能涂料中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及低界面得热的建筑节能涂料及其制备方法，包括选用磷石膏制备隔热浆料，进一步地制得低界面得热的建筑节能涂料，该涂料节能效果显著，发射率可达0.85，隔热温差可达0.8℃。

Description

磷石膏在低界面得热建筑节能涂料中的应用
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体地涉及一种低界面得热的建筑节能涂料，包括选用低界面得热的矿石制备隔热浆料，进一步地制得低界面得热的建筑节能涂料，该涂料节能效果显著，发射率可达0.96，隔热温差可达1.6℃，夏季节能大于10％，冬季节能也能达到7％。
背景技术
建筑物传统保温隔热通常采用外挂式有机或无机类保温板，但占地面积大、施工周期长且施工工艺复杂，同时还存在易燃、易起层、易脱落、易渗漏等安全隐患。单一依靠传统保温已出现诸多隐患，而建筑节能涂料具有经济、环保、使用方便和节能效果明显等优点，随着国家“双碳”战略的实施和推进，涂刷节能涂料代替外挂式外墙保温层已成为一种技术趋势。目前，市场上已出现保温隔热涂料，例如中国发明专利申请CN108117812和CN113201256，但这类建筑反射隔热涂料在夏天白天只相当于0.5mm聚苯板的隔热作用，晚上无作用，冬天还有副作用。市场上还有一种气凝胶保温涂料，其厚度必须达到30mm方可满足节能要求，这样厚型涂料的开裂问题难以避免。因此，市场上仍缺少一种真正减少建筑界面得热的节能薄层涂料。
发明内容
本发明目的在于提供一种低界面得热的建筑节能涂料及其制备方法，包括选用低界面得热的矿石制备隔热浆料，进一步地制得低界面得热的建筑节能涂料，该涂料节能效果显著，发射率可达0.96，隔热温差可达1.6℃，夏季节能大于10％，冬季节能也能达到7％。
本发明首先提供了低界面得热矿石的一组新用途，包括：
低界面得热矿石在制备低界面得热建筑节能涂料的隔热浆料中的应用，所述低界面得热矿石包括堇青石、独居石、磷石膏和锰矿石中的任一种；
低界面得热矿石在制备低界面得热建筑节能涂料中的应用，所述低界面得热矿石包括堇青石、独居石、磷石膏和锰矿石中的任一种；
堇青石、独居石、磷石膏和锰矿石的混合物在制备低界面得热建筑节能涂料的隔热浆料中的应用；
堇青石、独居石、磷石膏和锰矿石的混合物在制备低界面得热建筑节能涂料中的应用。
在本发明的第一方面，提供了一种用于建筑节能涂料的隔热浆料，包括以下重量份的组分：
低界面得热矿石 70-90份
二氧化硅气凝胶湿料 3-10份
水 5-25份
以隔热浆料的重量计，所述低界面得热矿石包括堇青石、独居石、磷石膏和锰矿石中的任一种。
在另一优选例中，所述隔热浆料包括以下重量份的组分：
低界面得热矿石 80份
二氧化硅气凝胶湿料 5份
水 15份
以隔热浆料的重量计。
在本发明的第二方面，提供了如第一方面所述隔热浆料的制备方法：
将低界面得热矿石高温煅烧，球磨制得粉料；
将粉料、二氧化硅气凝胶湿料和水按比例混合均匀制得隔热浆料。
在另一优选例中，将低界面得热矿石于300-500℃条件下煅烧5-8h，球磨8-10h制得粉料；
在本发明的第三方面，提供了一种低界面得热的建筑节能涂料，包括以下重量份的组分：
Figure BSA0000277682030000031
以建筑节能涂料的重量计。
成膜物质选自下组：丙烯酸乳液、水性聚氨酯分散体、或其组合。
钛白粉选自下组：金红石型钛白粉、锐钛型钛白粉、或其组合。
填料选自下组：硫酸钡、高岭土、膨润土、碳酸钙、或其组合。
助剂选自下组：成膜助剂、分散剂、增稠剂、或其组合。
在另一优选例中，
成膜物质为丙烯酸乳液；
钛白粉为金红石型钛白粉；
填料为硫酸钡、高岭土和膨润土；
助剂为成膜助剂醇酯十二、分散剂D-28和增稠剂A-016。
在另一优选例中，包括以下重量份的组分：
Figure BSA0000277682030000032
Figure BSA0000277682030000041
在本发明的第四方面，提供了一种如第三方面所述建筑节能涂料的制备方法，将各组分按比例混合，高速分散制得。
在本发明的第五方面，提供了一种用于建筑节能涂料的隔热浆料，包括以下重量份的组分：
Figure BSA0000277682030000042
以隔热浆料的重量计。
在另一优选例中，所述隔热浆料包括以下重量份的组分：
Figure BSA0000277682030000043
以隔热浆料的重量计。
在本发明的第六方面，提供了如第一方面所述隔热浆料的制备方法：
(1)将堇青石、独居石、磷石膏和锰矿石按比例混合均匀，高温煅烧，球磨制得粉料；
(2)将粉料、二氧化硅气凝胶湿料和水按比例混合均匀制得隔热浆料。
在另一优选例中，将堇青石、独居石、磷石膏和锰矿石按比例混合均匀，于300-500℃条件下煅烧5-8h，球磨8-10h制得粉料；
在另一优选例中，将堇青石、独居石、磷石膏和锰矿石按比例混合均匀，于450℃条件下煅烧6h，球磨8h制得粉料；
在本发明的第七方面，提供了一种低界面得热的建筑节能涂料，包括以下重量份的组分：
Figure BSA0000277682030000051
以建筑节能涂料的重量计。
成膜物质选自下组：丙烯酸乳液、水性聚氨酯分散体、或其组合。
钛白粉选自下组：金红石型钛白粉、锐钛型钛白粉、或其组合。
填料选自下组：硫酸钡、高岭土、膨润土、碳酸钙、或其组合。
助剂选自下组：成膜助剂、分散剂、增稠剂、或其组合。
在另一优选例中，
成膜物质为丙烯酸乳液；
钛白粉为金红石型钛白粉；
填料为硫酸钡、高岭土和膨润土；
助剂为成膜助剂醇酯十二、分散剂D-28和增稠剂A-016。
在另一优选例中，包括以下重量份的组分：
Figure BSA0000277682030000061
在另一优选例中，包括以下重量份的组分：
Figure BSA0000277682030000062
在本发明的第八方面，提供了一种如第七方面所述建筑节能涂料的制备方法，将各组分按比例混合，高速分散制得。
本发明的优点：
1.意外地发现堇青石、独居石、磷石膏和锰矿石等矿石具有降低界面得热的性能，可以与常用的二氧化硅气凝胶湿料等混合制得隔热浆料，进而与常用的涂料可接受的载体混合完成本发明。
2.本发明的涂料界面得热低，发射率大于0.85，隔热温差大于0.8℃，更优的，发射率可达0.96，隔热温差可达1.6℃。
3.本发明的涂料节能效果显著，夏季节能大于10％，冬季节能也能达到7％。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一赘述。
具体实施方式
本发明人通过广泛而深入的研究，获得一种低界面得热的建筑节能涂料及其制备方法，包括选用低界面得热的矿石制备隔热浆料，进一步的制得低界面得热的建筑节能涂料，该涂料节能效果显著，发射率可达0.96，隔热温差可达1.6℃，夏季节能大于10％，冬季节能也能达到7％。
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
关于原料的说明
矿石及各种涂料可接受的载体(包括成膜物质、钛白粉、填料、助剂)等原料均为普通市售，以下原料的市售来源包括但不限于：堇青石、独居石、磷石膏、锰矿石等，1688网站；二氧化硅气凝胶湿料，爱彼爱和新材料；丙烯酸乳液，普为新材料；金红石型钛白粉，龙蟒佰利联；硫酸钡，陕西富化贸易；高岭土，山西金宇科林科技；膨润土，浙江华特新材料；醇酯十二，伊斯曼；分散剂D-28，普为新材料；增稠剂A-016，普为新材料。
实施例1
取4kg矿石(由30％堇青石、30％独居石及20％磷石膏、20％锰矿石混合均匀，于400℃条件下煅烧6h，球磨8h制得)加入0.75kg水，0.25kg二氧化硅气凝胶湿料混合均匀制得隔热浆料。
将制得的隔热浆料4kg加入2kg丙烯酸乳液、1kg金红石型钛白粉、1kg硫酸钡、0.4kg高岭土、0.1kg膨润土、0.3kg醇酯十二、0.1kg分散剂D-28、0.1kg增稠剂A-016、1kg水高速分散制得节能涂料。
实施例2
取4kg矿石(由30％堇青石、30％独居石及20％磷石膏、20％锰矿石混合均匀，于450℃条件下煅烧6h，球磨8h制得)加入0.75kg水，0.25kg二氧化硅气凝胶湿料混合均匀制得隔热浆料。
将制得的隔热浆料4kg加入2kg丙烯酸乳液、1.5kg金红石型钛白粉、0.5kg硫酸钡、0.4kg高岭土、0.1kg膨润土、0.3kg醇酯十二、0.1kg分散剂D-28、0.1kg增稠剂A-016、1kg水高速分散制得节能涂料。
实施例3
取4kg矿石(堇青石，于400℃条件下煅烧6h，球磨8h制得)加入0.75kg水，0.25kg二氧化硅气凝胶湿料混合均匀制得隔热浆料。
将制得的隔热浆料4kg加入2kg丙烯酸乳液、1kg金红石型钛白粉、1kg硫酸钡、0.4kg高岭土、0.1kg膨润土、0.3kg醇酯十二、0.1kg分散剂D-28、0.1kg增稠剂A-016、1kg水高速分散制得节能涂料。
实施例4
取4kg矿石(独居石，于400℃条件下煅烧6h，球磨8h制得)加入0.75kg水，0.25kg二氧化硅气凝胶湿料混合均匀制得隔热浆料。
将制得的隔热浆料4kg加入2kg丙烯酸乳液、1kg金红石型钛白粉、1kg硫酸钡、0.4kg高岭土、0.1kg膨润土、0.3kg醇酯十二、0.1kg分散剂D-28、0.1kg增稠剂A-016、1kg水高速分散制得节能涂料。
实施例5
取4kg矿石(磷石膏，于400℃条件下煅烧6h，球磨8h制得)加入0.75kg水，0.25kg二氧化硅气凝胶湿料混合均匀制得隔热浆料。
将制得的隔热浆料4kg加入2kg丙烯酸乳液、1kg金红石型钛白粉、1kg硫酸钡、0.4kg高岭土、0.1kg膨润土、0.3kg醇酯十二、0.1kg分散剂D-28、0.1kg增稠剂A-016、1kg水高速分散制得节能涂料。
实施例6
取4kg矿石(锰矿石，于400℃条件下煅烧6h，球磨8h制得)加入0.75kg水，0.25kg二氧化硅气凝胶湿料混合均匀制得隔热浆料。
将制得的隔热浆料4kg加入2kg外墙丙烯酸乳液、1kg金红石型钛白粉、1kg硫酸钡、0.4kg高岭土、0.1kg膨润土、0.3kg醇酯十二、0.1kg分散剂D-28、0.1kg增稠剂A-016、1kg水高速分散制得节能涂料。
以下实施例以堇青石为例研究涂料配方的比较，其中隔热浆料均同实施例3的隔热浆料。替换为独居石、磷石膏或锰矿石的类似研究结果相同，不再赘述。
Figure BSA0000277682030000091
Figure BSA0000277682030000101
对比例1
按中国发明专利申请CN108117812A的实施例制得涂料，涂层按GB/T4653-1984测试，发射率为0.84，按T/CIE082-2020测试，无明显隔热温差，按T/CSTM 00291-2021测定，夏季节能5％，冬季负能耗2％。
对比例2
取4kg高岭土(于400℃条件下煅烧6h，球磨8h制得)加入0.75kg水，0.25kg二氧化硅气凝胶湿料混合均匀制得隔热浆料。
将制得的隔热浆料4kg加入2kg外墙丙烯酸乳液、1kg金红石型钛白粉、1kg硫酸钡、0.4kg高岭土、0.1kg膨润土、0.3kg醇酯十二、0.1kg分散剂D-28、0.1kg增稠剂A-016、1kg水高速分散制得涂料。
涂料通过GB/T9755-2014测试均达到涂料优等品性能，同时本涂料通过GB/T4653-1984测试，发射率0.8；通过T/CIE082-2020测试，无明显隔热温差。
对比例3
按照CN113201256实施例1制备涂料，涂层通过GB/T4653-1984测试发射率为0.74，通过T/CIE082-2020测试，无明显隔热温差。
对比例4
同实施例3制备涂料，但堇青石未经高温煅烧，涂层通过GB/T4653-1984测试发射率为0.80，通过T/CIE082-2020测试，隔热温差0.6℃。
在描述本发明之前，应当理解本发明不限于所述的具体方法和实验条件，因为这类方法和条件可以变动。还应当理解本文所用的术语其目的仅在于描述具体实施方案，并不意图是限制性的，而将仅本发明的范围由所附的权利要求书限制。
下面将描述本发明所涉及涂料的相关性能测试情况来说明本发明的实际效果，但本发明并不局限于下述实施例。
测试方法：
(1)界面得热是评价节能效果的重要指标，其中发射率的测试方法为GB/T4653-1984，该方法《红外辐射涂料通用技术条件》为涂层红外测试国家标准之一，主要用于测定涂层红外发射率，隔热温差的测试方法为T/CIE082-2020，该方法《保温隔热涂料隔热温差检测方法》用于测试辐射涂料相对于普通涂料的隔热温差(非可见光作为热源)，通常将发射率大于0.85并且隔热温差大于0.8℃的材料定义为低界面得热。
(2)涂层节能效果按照T/CSTM 00291-2021《建筑隔热保温涂层节能评价方法》测定，该方法用在对比测试材料在不同环境下的相对节能效果，发射率和隔热温差越大的，界面得热越低，节能效果越好。
(3)涂料通用性能测试标准参照GB/T9755-2014和GB/T9756-2018，GB/T9755-2014《合成树脂乳液外墙涂料》与GB/T9756-2018《合成树脂乳液内墙涂料》为建筑内外墙涂料基本测试标准。
Figure BSA0000277682030000111
Figure BSA0000277682030000121
结果分析：
实施例1-6均实现了本发明目的，解决了技术问题，实现了技术效果，其中实施例1和2说明四种矿石组合使用的节能效果显著，夏季节能大于10％，冬季节能也能达到7％。实施例3-6说明，四种矿石的单一使用也具有较好的节能效果，制得涂料的界面得热低，发射率大于0.85，隔热温差大于0.8℃，夏季节能7％。
实施例7-11说明，矿石含量太高，涂料的性能会下降，以成品涂料计，矿石含量在20％-40％是优选的。
对比例1说明现有技术的隔热涂料不是具有低界面得热性能的建筑节能涂料
对比例2说明高岭土等矿石不具有低界面得热的性能。
对比例3涂料的发射率为0.74且无明显隔热温差，说明其未发现堇青石具有低界面得热的性能，更没有将堇青石用于制备低界面得热建筑节能涂料的技术启示。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种用于建筑节能涂料的隔热浆料，其特征在于，所述隔热浆料包括以下重量份的组分：
磷石膏 70-90份
二氧化硅气凝胶湿料 3-10份
水 5-25份
以隔热浆料的重量计。
2.如权利要求1所述的隔热浆料，其特征在于，所述隔热浆料包括以下重量份的组分：
磷石膏 80份
二氧化硅气凝胶湿料 5份
水 15份
以隔热浆料的重量计。
3.如权利要求1所述的隔热浆料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
将磷石膏高温煅烧，球磨制得粉料；
将粉料、二氧化硅气凝胶湿料和水按比例混合均匀制得隔热浆料。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将磷石膏于300-500℃条件下煅烧5-8h，球磨8-10h制得粉料。
5.一种低界面得热的建筑节能涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：
Figure FSA0000277682020000011
以建筑节能涂料的重量计，
所述成膜物质选自下组：丙烯酸乳液、水性聚氨酯分散体、或其组合，
所述钛白粉选自下组：金红石型钛白粉、锐钛型钛白粉、或其组合，
所述填料选自下组：硫酸钡、高岭土、膨润土、碳酸钙、或其组合，
所述助剂选自下组：成膜助剂、分散剂、增稠剂、或其组合。
6.如权利要求5所述的建筑节能涂料，其特征在于，
所述成膜物质为丙烯酸乳液；
所述钛白粉为金红石型钛白粉；
所述填料为硫酸钡、高岭土和膨润土；
所述助剂为成膜助剂醇酯十二、分散剂D-28和增稠剂A-016。
7.如权利要求5所述的建筑节能涂料，其特征在于，所述建筑节能涂料包括以下重量份的组分：
Figure FSA0000277682020000021
以建筑节能涂料的重量计。
8.一种如权利要求5所述的建筑节能涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将各组分按比例混合，高速分散制得。
9.磷石膏在制备低界面得热建筑节能涂料的隔热浆料中的应用。
10.磷石膏在制备低界面得热建筑节能涂料中的应用。
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