CN115537104A - 一种环保型高反射率粉末涂料及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型高反射率粉末涂料及其制备工艺；涉及粉末涂料生产技术领域，由以下成分制成：聚酯树脂、包覆碳化硅、颜料、流平剂、硫酸钡、钛白粉、二月桂酸二丁锡、硬脂酸盐、聚磷酸盐；发明制备的一种环保型高反射率粉末涂料，本发明制备的粉末涂料不使用溶剂，对环境无污染，绿色环保。本发明通过各组分的协同促进作用，使得制备的粉末涂料不仅具有较高的反射率，同时，还具有优异的力学性能，尤其是断裂伸长率得到明显的改善，通过断裂伸长率的提高，能够进一步的提高涂层的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于粉末涂料生产技术领域，特别是一种环保型高反射率粉末涂料及其制备工艺。
背景技术
反射隔热涂料是通过反射太阳光中的可见光和红外线来降低被涂物内部的热量积累，从而达到节能、改善人员居住和工作环境、降低设备运行环境温度等目的的一种功能性涂料；
粉末涂料是以固体树脂和颜料、填料及助剂等组成的固体粉末状合成树脂涂料。和普通溶剂型涂料及水性涂料不同，它的分散介质不是溶剂和水，而是空气。它具有无溶剂污染，100％成膜，能耗低的特点。
为了提高粉末涂料的应用领域，将粉末涂料改进成带有反射功能的涂料，从而可以使得粉末涂料能够应用于反射隔热领域的应用。
因此，需要对现有技术进行进一步的改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保型高反射率粉末涂料及其制备工艺，以解决现有技术中的不足。
本发明采用的技术方案如下：
一种环保型高反射率粉末涂料，按重量份计由以下成分制成：聚酯树脂86-93份、包覆碳化硅10-15份、颜料2-3份、流平剂1-2份、硫酸钡2-4份、钛白粉2-5份、二月桂酸二丁锡1.2-2.0份、硬脂酸盐1.0-1.8份、聚磷酸盐2-4份；
其中，硬脂酸盐为硬脂酸钙与硬脂酸钠混合而成；
所述硬脂酸钠与硬脂酸钙混合质量比为1:3。
作为进一步的技术方案：所述包覆碳化硅制备方法为：
(1)将碳化硅均匀分散到去离子水中，得到碳化硅分散液；
(2)调节碳化硅分散液温度至80-85℃，保温20min，然后再进行超声波处理15-20min；
(3)向碳化硅分散液中采用硫酸溶液调节pH至4-4.5，然后滴加硅酸钠溶液，边滴加边搅拌，直到体系pH至9.0，停止滴加硅酸钠溶液，调节温度至70-75℃，保温陈化处理4小时，然后进行过滤，再至于300-350℃下进行保温40min，自然冷却至室温，得到包覆碳化硅。
作为进一步的技术方案：步骤(1)中所述碳化硅分散液质量分数为10-12％。
作为进一步的技术方案：步骤(2)中超声波频率为40-45kHz。
作为进一步的技术方案：步骤(3)中硫酸溶液质量分数为2-3％；
所述硅酸钠溶液浓度为0.5-0.8mol/L。
作为进一步的技术方案：所述流平剂为硅油；
所述甘油为含氢硅油；
所述含氢硅油粘度为35mm2/s，含氢量为1.85％。
作为进一步的技术方案：所述聚磷酸盐为聚磷酸铵。
作为进一步的技术方案：所述聚磷酸铵、硫酸钡混合重量份比为1:1。
一种环保型高反射率粉末涂料的制备工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份称取聚酯树脂、包覆碳化硅、颜料、流平剂、硫酸钡、钛白粉、二月桂酸二丁锡、硬脂酸钙、聚磷酸盐；
(2)将聚酯树脂、包覆碳化硅、颜料、流平剂、硫酸钡、钛白粉、二月桂酸二丁锡、硬脂酸钙、聚磷酸盐依次添加到混料机中进行搅拌混合30min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)中得到的混合物料至于干燥箱内进行干燥处理，干燥箱内温度为60-65℃，干燥时间为1小时，干燥完成后，出料，自然冷却至室温，得到干混料；
(4)将步骤(3)得到的干混料添加到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，切片，粉碎，得到粉末涂料。
太阳主要以电磁辐射的形成对地球产生光和热，地球上接受到的太阳辐射的波长主要集中在一个较小的范围内，其中，可见光区和近红外光占据了90％的太阳辐射能量，因此，对其反射率越高，隔热效果就越好，本发明制备的粉末涂料形成的涂层具有较高的反射比，通过引入包覆碳化硅与聚酯树脂的结合，能够大幅度的提高了固化后的涂层对太阳光的反射率，从而使得隔热降温的效果得到明显的提高。
本发明通过采用包覆碳化硅，相较于常规的碳化硅，具有更多的反射界面，能够将大部分热量经过多次的反射和散射的结合，将热量拒于涂层外部。
有益效果
本发明制备的一种环保型高反射率粉末涂料，本发明制备的粉末涂料不使用溶剂，对环境无污染，绿色环保。
本发明通过各组分的协同促进作用，使得制备的粉末涂料不仅具有较高的反射率，同时，还具有优异的力学性能，尤其是断裂伸长率得到明显的改善，通过断裂伸长率的提高，能够进一步的提高涂层的使用寿命。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种环保型高反射率粉末涂料，按重量份计由以下成分制成：聚酯树脂86份、包覆碳化硅10份、颜料2份、流平剂1份、硫酸钡2份、钛白粉2份、二月桂酸二丁锡1.2份、硬脂酸盐1.0份、聚磷酸盐2份；
其中，硬脂酸盐为硬脂酸钙与硬脂酸钠混合而成；
所述硬脂酸钠与硬脂酸钙混合质量比为1:3。
所述包覆碳化硅制备方法为：
(1)将碳化硅均匀分散到去离子水中，得到碳化硅分散液；所述碳化硅分散液质量分数为10％。
(2)调节碳化硅分散液温度至80℃，保温20min，然后再进行超声波处理15min；超声波频率为40kHz。
(3)向碳化硅分散液中采用硫酸溶液调节pH至4，然后滴加硅酸钠溶液，边滴加边搅拌，直到体系pH至9.0，停止滴加硅酸钠溶液，调节温度至70℃，保温陈化处理4小时，然后进行过滤，再至于300℃下进行保温40min，自然冷却至室温，得到包覆碳化硅；硫酸溶液质量分数为2％；
所述硅酸钠溶液浓度为0.5mol/L。所述流平剂为硅油；所述甘油为含氢硅油；所述含氢硅油粘度为35mm2/s，含氢量为1.85％。
所述聚磷酸盐为聚磷酸铵。
所述聚磷酸铵、硫酸钡混合重量份比为1:1。
一种环保型高反射率粉末涂料的制备工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份称取聚酯树脂、包覆碳化硅、颜料、流平剂、硫酸钡、钛白粉、二月桂酸二丁锡、硬脂酸钙、聚磷酸盐；
(2)将聚酯树脂、包覆碳化硅、颜料、流平剂、硫酸钡、钛白粉、二月桂酸二丁锡、硬脂酸钙、聚磷酸盐依次添加到混料机中进行搅拌混合30min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)中得到的混合物料至于干燥箱内进行干燥处理，干燥箱内温度为60℃，干燥时间为1小时，干燥完成后，出料，自然冷却至室温，得到干混料；
(4)将步骤(3)得到的干混料添加到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，切片，粉碎，得到粉末涂料。
实施例2
一种环保型高反射率粉末涂料，按重量份计由以下成分制成：聚酯树脂88份、包覆碳化硅12份、颜料2.5份、流平剂1.5份、硫酸钡3份、钛白粉3份、二月桂酸二丁锡1.5份、硬脂酸盐1.2份、聚磷酸盐3份；
其中，硬脂酸盐为硬脂酸钙与硬脂酸钠混合而成；
所述硬脂酸钠与硬脂酸钙混合质量比为1:3。
所述包覆碳化硅制备方法为：
(1)将碳化硅均匀分散到去离子水中，得到碳化硅分散液；所述碳化硅分散液质量分数为11％。
(2)调节碳化硅分散液温度至82℃，保温20min，然后再进行超声波处理20min；超声波频率为42kHz。
(3)向碳化硅分散液中采用硫酸溶液调节pH至4.3，然后滴加硅酸钠溶液，边滴加边搅拌，直到体系pH至9.0，停止滴加硅酸钠溶液，调节温度至72℃，保温陈化处理4小时，然后进行过滤，再至于310℃下进行保温40min，自然冷却至室温，得到包覆碳化硅；硫酸溶液质量分数为2.5％；
所述硅酸钠溶液浓度为0.6mol/L。所述流平剂为硅油；所述甘油为含氢硅油；所述含氢硅油粘度为35mm2/s，含氢量为1.85％。
所述聚磷酸盐为聚磷酸铵。
所述聚磷酸铵、硫酸钡混合重量份比为1:1。
一种环保型高反射率粉末涂料的制备工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份称取聚酯树脂、包覆碳化硅、颜料、流平剂、硫酸钡、钛白粉、二月桂酸二丁锡、硬脂酸钙、聚磷酸盐；
(2)将聚酯树脂、包覆碳化硅、颜料、流平剂、硫酸钡、钛白粉、二月桂酸二丁锡、硬脂酸钙、聚磷酸盐依次添加到混料机中进行搅拌混合30min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)中得到的混合物料至于干燥箱内进行干燥处理，干燥箱内温度为63℃，干燥时间为1小时，干燥完成后，出料，自然冷却至室温，得到干混料；
(4)将步骤(3)得到的干混料添加到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，切片，粉碎，得到粉末涂料。
实施例3
一种环保型高反射率粉末涂料，按重量份计由以下成分制成：聚酯树脂90份、包覆碳化硅14份、颜料2.3份、流平剂1份、硫酸钡2.5份、钛白粉4份、二月桂酸二丁锡1.8份、硬脂酸盐1.6份、聚磷酸盐2.5份；
其中，硬脂酸盐为硬脂酸钙与硬脂酸钠混合而成；
所述硬脂酸钠与硬脂酸钙混合质量比为1:3。
所述包覆碳化硅制备方法为：
(1)将碳化硅均匀分散到去离子水中，得到碳化硅分散液；所述碳化硅分散液质量分数为11％。
(2)调节碳化硅分散液温度至84℃，保温20min，然后再进行超声波处理18min；超声波频率为43kHz。
(3)向碳化硅分散液中采用硫酸溶液调节pH至4.2，然后滴加硅酸钠溶液，边滴加边搅拌，直到体系pH至9.0，停止滴加硅酸钠溶液，调节温度至73℃，保温陈化处理4小时，然后进行过滤，再至于330℃下进行保温40min，自然冷却至室温，得到包覆碳化硅；硫酸溶液质量分数为2.5％；
所述硅酸钠溶液浓度为0.7mol/L。所述流平剂为硅油；所述甘油为含氢硅油；所述含氢硅油粘度为35mm2/s，含氢量为1.85％。
所述聚磷酸盐为聚磷酸铵。
所述聚磷酸铵、硫酸钡混合重量份比为1:1。
一种环保型高反射率粉末涂料的制备工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份称取聚酯树脂、包覆碳化硅、颜料、流平剂、硫酸钡、钛白粉、二月桂酸二丁锡、硬脂酸钙、聚磷酸盐；
(2)将聚酯树脂、包覆碳化硅、颜料、流平剂、硫酸钡、钛白粉、二月桂酸二丁锡、硬脂酸钙、聚磷酸盐依次添加到混料机中进行搅拌混合30min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)中得到的混合物料至于干燥箱内进行干燥处理，干燥箱内温度为62℃，干燥时间为1小时，干燥完成后，出料，自然冷却至室温，得到干混料；
(4)将步骤(3)得到的干混料添加到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，切片，粉碎，得到粉末涂料。
实施例4
一种环保型高反射率粉末涂料，按重量份计由以下成分制成：聚酯树脂93份、包覆碳化硅15份、颜料3份、流平剂2份、硫酸钡4份、钛白粉5份、二月桂酸二丁锡2.0份、硬脂酸盐1.8份、聚磷酸盐4份；
其中，硬脂酸盐为硬脂酸钙与硬脂酸钠混合而成；
所述硬脂酸钠与硬脂酸钙混合质量比为1:3。
所述包覆碳化硅制备方法为：
(1)将碳化硅均匀分散到去离子水中，得到碳化硅分散液；所述碳化硅分散液质量分数为12％。
(2)调节碳化硅分散液温度至85℃，保温20min，然后再进行超声波处理20min；超声波频率为45kHz。
(3)向碳化硅分散液中采用硫酸溶液调节pH至4.5，然后滴加硅酸钠溶液，边滴加边搅拌，直到体系pH至9.0，停止滴加硅酸钠溶液，调节温度至75℃，保温陈化处理4小时，然后进行过滤，再至于350℃下进行保温40min，自然冷却至室温，得到包覆碳化硅；硫酸溶液质量分数为3％；
所述硅酸钠溶液浓度为0.8mol/L。所述流平剂为硅油；所述甘油为含氢硅油；所述含氢硅油粘度为35mm2/s，含氢量为1.85％。
所述聚磷酸盐为聚磷酸铵。
所述聚磷酸铵、硫酸钡混合重量份比为1:1。
一种环保型高反射率粉末涂料的制备工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份称取聚酯树脂、包覆碳化硅、颜料、流平剂、硫酸钡、钛白粉、二月桂酸二丁锡、硬脂酸钙、聚磷酸盐；
(2)将聚酯树脂、包覆碳化硅、颜料、流平剂、硫酸钡、钛白粉、二月桂酸二丁锡、硬脂酸钙、聚磷酸盐依次添加到混料机中进行搅拌混合30min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)中得到的混合物料至于干燥箱内进行干燥处理，干燥箱内温度为60-65℃，干燥时间为1小时，干燥完成后，出料，自然冷却至室温，得到干混料；
(4)将步骤(3)得到的干混料添加到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，切片，粉碎，得到粉末涂料。
对比例1：与实施例1区别不添加包覆碳化硅。
对比例2：与实施例1区别为将包覆碳化硅替换为等量的碳化硅。
对比例3：与实施例1区别为将包覆碳化硅替换为等量二氧化硅。
试验
对实施例与对比例粉末涂料进行检测；
太阳光反射率(TSR)依据JG/T 235—2014《建筑反射隔热涂料》；
表1
| 反射率％ | |
| 实施例1 | 78.6 |
| 实施例2 | 79.2 |
| 实施例3 | 80.1 |
| 实施例4 | 79.5 |
| 对比例1 | 35.2 |
| 对比例2 | 40.1 |
| 对比例3 | 48.6 |
由表1可以看出，本发明制备的粉末涂料形成的涂层，具有较高的反射率，通过反射率的提高，能够反射更多的太阳光。
对实施例进行以下检测：
存贮稳定性：参照GB/T 9268—2008标准进行；
施工性：GB/T 9755—2001标准进行；
表2
由表2可以看出，可见本发明制备的粉末涂料具有优异的贮存性和施工性能。
对实施例与对比例粉末涂料进行力学性能检测，对比：
涂膜断裂伸长率依据JG/T 172—2005《外墙弹性建筑涂料》；
表3
| 断裂伸长率(％) | |
| 实施例1 | 138.5 |
| 实施例2 | 140.3 |
| 实施例3 | 139.6 |
| 实施例4 | 138.2 |
| 对比例1 | 101.7 |
| 对比例2 | 105.7 |
| 对比例3 | 108.4 |
由表3可以看出，本发明制备的粉末涂料形成的涂层具有优异的力学性能，尤其是断裂伸长率具有明显提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种环保型高反射率粉末涂料，其特征在于，按重量份计由以下成分制成：聚酯树脂86-93份、包覆碳化硅10-15份、颜料2-3份、流平剂1-2份、硫酸钡2-4份、钛白粉2-5份、二月桂酸二丁锡1.2-2.0份、硬脂酸盐1.0-1.8份、聚磷酸盐2-4份；
其中，硬脂酸盐为硬脂酸钙与硬脂酸钠混合而成；
所述硬脂酸钠与硬脂酸钙混合质量比为1:3。
2.根据权利要求1所述的一种环保型高反射率粉末涂料，其特征在于：所述包覆碳化硅制备方法为：
(1)将碳化硅均匀分散到去离子水中，得到碳化硅分散液；
(2)调节碳化硅分散液温度至80-85℃，保温20min，然后再进行超声波处理15-20min；
(3)向碳化硅分散液中采用硫酸溶液调节pH至4-4.5，然后滴加硅酸钠溶液，边滴加边搅拌，直到体系pH至9.0，停止滴加硅酸钠溶液，调节温度至70-75℃，保温陈化处理4小时，然后进行过滤，再至于300-350℃下进行保温40min，自然冷却至室温，得到包覆碳化硅。
3.根据权利要求2所述的一种环保型高反射率粉末涂料，其特征在于：步骤(1)中所述碳化硅分散液质量分数为10-12％。
4.根据权利要求2所述的一种环保型高反射率粉末涂料，其特征在于：步骤(2)中超声波频率为40-45kHz。
5.根据权利要求2述的一种环保型高反射率粉末涂料，其特征在于：步骤(3)中硫酸溶液质量分数为2-3％；
所述硅酸钠溶液浓度为0.5-0.8mol/L。
6.根据权利要求3述的一种环保型高反射率粉末涂料，其特征在于：所述流平剂为硅油；
所述甘油为含氢硅油；
所述含氢硅油粘度为35mm2/s，含氢量为1.85％。
7.根据权利要求1所述的一种环保型高反射率粉末涂料，其特征在于：所述聚磷酸盐为聚磷酸铵。
8.根据权利要求7所述的一种环保型高反射率粉末涂料，其特征在于：所述聚磷酸铵、硫酸钡混合重量份比为1:1。
9.根据权利要求1或8任一项所述的一种环保型高反射率粉末涂料的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按重量份称取聚酯树脂、包覆碳化硅、颜料、流平剂、硫酸钡、钛白粉、二月桂酸二丁锡、硬脂酸钙、聚磷酸盐；
(2)将聚酯树脂、包覆碳化硅、颜料、流平剂、硫酸钡、钛白粉、二月桂酸二丁锡、硬脂酸钙、聚磷酸盐依次添加到混料机中进行搅拌混合30min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)中得到的混合物料至于干燥箱内进行干燥处理，干燥箱内温度为60-65℃，干燥时间为1小时，干燥完成后，出料，自然冷却至室温，得到干混料；
(4)将步骤(3)得到的干混料添加到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，切片，粉碎，得到粉末涂料。
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