CN115558356A - 一种稀土反射隔热涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稀土反射隔热涂料及其制备方法,属于涂料制备技术领域,本发明提供了一种稀土反射隔热涂料,包括分散剂、润湿剂、消泡剂、水、稀土颜填料、沉淀硫酸钡、羟乙基纤维素、纯丙乳液、成膜助剂、增稠剂和多功能助剂。解决了具有反射隔热作用的白色涂料被污染后,反射效率大大降低的问题,现有技术中彩色涂料的反射效率低,不能满足人们对隔热涂料多样化选择的问题。
Description
技术领域
本发明涉及涂料制备技术领域,具体涉及一种稀土反射隔热涂料及其制备方法。
背景技术
反射隔热涂料是由基料、反射颜填料和助剂等组成,通过高效反射太阳光来达到隔热目的;薄层隔热反射涂料是这类涂料的代表。反射隔热涂料是集反射、辐射与空心微珠隔热与一体的新型降温涂料,涂料能对400nm~2500nm范围的太阳红外线和紫外线进行高反射,不让太阳的热量在物体表面进行累积升温,又能自动进行热量辐射散热降温,把物体表面的热量辐射到太空中去,降低物体的温度,即使在阴天和夜晚涂料也能辐射热量降低温度。反射隔热涂料是具有环保节能功效的建筑涂料,按照其隔热机理有三种。反射隔热涂料具有装饰和隔热的双重功能,属于功能性涂料。由于反射性隔热涂料能够显著的降低暴露于太阳热辐射下的物体的表面温度,因而该类涂料从航天工业应用迅速的扩展到石油化工行业、粮食储备行业等。目前,该类涂料已开始在建筑工程上应用,用于屋面和墙面的反射隔热,并具有迅速增大的趋势,粮仓的应用也较广泛。
由于白色颜填料的折光系数较高,白色反射隔热涂料具有很高的反射率,因此,目前市售的反射隔热涂料大多以白色为主。白色反射隔热涂料容易被污染,这时会大大降低其反射效率,随着时代发展,人们对彩色反射隔热涂料的需求日益增加,但彩色颜料的加入会降低涂料的太阳光反射率和红外光反射率,因此,提高彩色反射隔热涂料反射率迫在眉睫。
彩色热反射隔热涂料的研究已经取得了一定的成果,已应用于实际生产中,后续应进一步提高其反射率及隔热性能,使其应用面更加广泛。高红外反射颜料比普通颜料的近红外光的反射率有一定的提高,但总体来时还是较低,并且高红外反射颜料的价位较高;彩色空心微球既能起到隔热作用,又可以对可见光和红外光起到反射作用,但存在难分散、相容性差、加入量有限的问题。
因此,需要开发一系列既具有很高反射率,性价比高的彩色反射隔热涂料。
发明内容
为此,本发明提供一种稀土反射隔热涂料,以解决现有技术中由于白色反射隔热涂料易被污染,而被污染后的白色反射隔热涂料的反射率降低,同时现有技术中彩色反射隔热涂料的发射率较低的问题。
本发明的第一目的,提供一种具有高反射率,且能够制备成彩色的稀土反射隔热涂料。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种稀土反射隔热涂料,包括分散剂、润湿剂、消泡剂、溶剂、稀土颜填料、沉淀硫酸钡、羟乙基纤维素、纯丙乳液、成膜助剂、增稠剂和多功能助剂。进一步地,各组成份所占质量百分比如下:
稀土颜填料2~40%;沉淀硫酸钡0~40%;纯丙乳液20-50%;水10~40%;分散剂0.6~1%;润湿剂0.2~1%;消泡剂0.3~0.5%;羟乙基纤维素0~2%;成膜助剂0-4%;增稠剂0.2~0.8%;多功能助剂0~0.2%。
进一步地,还包括改性蜡乳液,所述改性蜡乳液占配方总质量比为1~5%。
进一步地,所述稀土颜填料含量占配方总质量比为的10%。
进一步地,所述稀土颜填料为白色稀土颜填料、暗红稀土颜填料、大红稀土颜填料、橙红稀土颜填料、橙黄稀土颜填料或橙色稀土颜填料。
进一步地,还包括杀菌剂。
进一步地,所述增稠剂为聚氨酯增稠剂。
进一步地,所述成膜助剂与所述纯丙乳液质量比为8:100。
进一步地,所述多功能助剂为AMP-95。
本发明的第二目的,提供一种制备方法,采用所述制备方法制备本发明第一方面所提供的稀土反射隔热涂料。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种制备方法,包括如下步骤:
步骤一、向分散罐中加入溶剂、分散剂和消泡剂,低速分散至均匀;
步骤二、加入稀土颜填料和沉淀硫酸钡,进行高速分散,分散至均匀得混合物料一;
步骤三、将步骤二所述的混合物料一进行研磨;
步骤四、在中速搅拌下加入纯丙乳液、润湿剂、成膜助剂,搅拌至均匀得混合物料二;
步骤五、加入增稠剂对步骤四所得混合物料二进行粘度调节;
步骤六、加入杀菌剂,继续搅拌至均匀;
步骤七、分装。
本发明具有如下优点:
一、采用稀土颜填料配方,进一步提高白色反射隔热涂料太阳光的反射率,制作成超白涂层;其反射效率远高于普通白漆。
二、采用稀土类高反射多彩颜料可大大提高涂料的反射率,解决目前存在的彩色涂料反射率低的问题,同时满足客户对色彩多样性的需求。
三、所用颜料为稀土颜料,稀土颜料具有优良的耐候性和稳定性,可有效保护涂料的鲜艳度;对紫外光具有很好地吸收性,对红外光有很好的反射性,可大大提高涂料的太阳光反射率和近红外光反射率;同时稀土颜料是一种环保无机颜料,可替代重金属铅和隔系颜料,减少对人体的伤害和对环境的污染。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效,显然,所描述的实施例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。
根据本发明第一目的,实施例提供了一种稀土反射隔热涂料,包括分散剂、润湿剂、消泡剂、水、稀土颜填料、沉淀硫酸钡、羟乙基纤维素、纯丙乳液、成膜助剂、增稠剂和多功能助剂。
本发明所使用的颜料为稀土颜料,稀土颜料具有优良的耐候性和稳定性,可有效保护涂料的鲜艳度;对紫外光具有很好地吸收性,对红外光有很好的反射性,可大大提高涂料的太阳光反射率和近红外光反射率;同时稀土颜料是一种环保无机颜料,可替代重金属铅和隔系颜料,减少对人体的伤害和对环境的污染。
沉淀硫酸钡是在溶液中由钡离子与硫酸根离子反应生成的白色沉淀,性质稳定,几乎不溶于水、乙醇和酸,但溶于热硫酸中。硫酸钡在涂料中是作为体质颜料应用于涂料中,对提高涂漠的厚度,耐磨性,耐水性,耐热性,表面硬度,耐冲击性等起着很重要的作用。另外,硫酸钡在波长300-400微米范围内有很高的反射性,可以保护漆膜免遭光老化,是一种有效而廉价的白色无机光稳定剂。
纯丙乳液为分散载体,纯丙乳液具有出色的耐擦洗性,涂膜耐磨损且易清洁,对旧醇酸漆膜、水泥砂浆、木材和金属基材表面极好的干湿附着力具有极好的耐久性、耐水性和砖石结构表面的抗水解性能。
根据本发明提供的一个具体实施方式,各组成份所占质量百分比如下:
稀土颜填料10%;沉淀硫酸钡25%;纯丙乳液35%;水27%;分散剂0.6%;润湿剂0.2%;消泡剂0.3%;羟乙基纤维素0.1%;成膜助剂2.4%;增稠剂0.2%;多功能助剂0.2%。
根据本发明提供的一个具体实施方式,还包括改性蜡乳液,所述改性蜡乳液占配方总质量比为1~5%。本发明提供的涂料具有自清洁功能,其自清洁功能主要是通过添加改性蜡乳液而实现,改性蜡乳液加入涂料中后有较好的相容性,可分布在涂膜表面,提高涂层的耐水、耐磨、防刮伤、防擦伤等性能。添加改性蜡乳液后性能对比:在其他成分加入量不变的情况下,加入改性蜡乳液后可使涂层的疏水角度由原来的90°增加为130°,由此可知,添加改性蜡乳液后,涂料的自清洁效果增强了。
根据本发明提供的一个具体实施方式,所述稀土颜填料含量占配方总质量的10%。
根据本发明提供的一个具体实施方式,所述稀土颜填料为白色稀土颜填料、暗红稀土颜填料、大红稀土颜填料、橙红稀土颜填料、橙黄稀土颜填料或橙色稀土颜填料。
根据本发明提供的一个具体实施方式,还包括杀菌剂。
根据本发明提供的一个具体实施方式,所述增稠剂为聚氨酯增稠剂。聚氨酯增稠剂与纤维素醚类或低剪切缔合型增稠剂结合使用,改进高剪切黏度,获得更好的刷涂阻力、遮盖力和减少飞溅。
根据本发明提供的一个具体实施方式,所述多功能助剂为AMP-95。
根据本发明第二目的,实施例提供一种制备方法,包括如下步骤:
步骤一、向分散罐中加入水、分散剂和消泡剂,低速分散至均匀;
步骤二、向步骤一中的分散罐中加入稀土颜填料和沉淀硫酸钡,进行高速分散,分散至均匀得混合物料一;
步骤三、将步骤二所述的混合物料一进行研磨;
步骤四、在中速搅拌下加入纯丙乳液、润湿剂、成膜助剂,搅拌至均匀得混合物料二;
步骤五、加入增稠剂对步骤四所得混合物料二进行粘度调节;
步骤六、加入杀菌剂,继续搅拌至均匀;
步骤七、灌装。
下面结合具体实施例对本发明做进一步地说明。
实施例1
1配方组成
(1)组成一:
表1
(2)组成二:
表2
原料型号 | 添加量 | 厂家 |
分散剂4144 | 6 | 巴斯夫 |
润湿剂BD-109 | 2 | 陶氏 |
消泡剂810 | 3 | 迪高 |
水 | 270 | |
暗红稀土颜填料 | 100 | 市售 |
沉淀硫酸钡 | 250 | 市售 |
HEC250HBR | 1 | 亚什兰 |
纯丙乳液AC261 | 350 | 陶氏 |
成膜助剂ct-12 | 12 | 陶氏 |
聚氨酯增稠剂1331 | 2 | 巴斯夫 |
M/90.X杀菌剂 | 2 | 拉玛萨 |
多功能助剂AMP-95 | 2 | 陶氏 |
(3)组成三:
表3
(4)组成四:
表4
原料型号 | 添加量 | 厂家 |
分散剂4144 | 6 | 巴斯夫 |
润湿剂BD-109 | 2 | 陶氏 |
消泡剂810 | 3 | 迪高 |
水 | 270 | |
橙红稀土颜填料 | 100 | 市售 |
沉淀硫酸钡 | 250 | 市售 |
HEC250HBR | 1 | 亚什兰 |
纯丙乳液AR261 | 350 | 陶氏 |
成膜助剂ct-12 | 12 | 陶氏 |
聚氨酯增稠剂1311 | 2 | 巴斯夫 |
M/90.X杀菌剂 | 2 | 拉玛萨 |
多功能助剂AMP-95 | 2 | 陶氏 |
(5)组成五:
表5
(6)组成六:
表6
原料型号 | 添加量 | 厂家 |
分散剂4144 | 6 | 巴斯夫 |
润湿剂BD-109 | 2 | 陶氏 |
消泡剂810 | 3 | 迪高 |
水 | 270 | |
橙色稀土颜填料 | 100 | 市售 |
沉淀硫酸钡 | 250 | 市售 |
HEC250HBR | 1 | 亚什兰 |
纯丙乳液AR261 | 350 | 陶氏 |
成膜助剂ct-12 | 12 | 陶氏 |
聚氨酯增稠剂1311 | 2 | 巴斯夫 |
M/90.X杀菌剂 | 2 | 拉玛萨 |
多功能助剂AMP-95 | 2 | 陶氏 |
2制备过程如下:
步骤一、向分散罐中加入水、分散剂和消泡剂,低速分散;
步骤二、向步骤一中的分散罐中加入稀土颜填料和沉淀硫酸钡粉料后,进行高速分散,分散均匀得混合物料一;
步骤三、将步骤二所得的混合物料一加入球磨机中进行研磨,研磨至混合物料一的细度达到涂料标准要求;
步骤四、在中速搅拌下加入纯丙乳液、丙二醇、成膜助剂,搅拌至均匀得混合物料二;
步骤五、加入聚氨酯增稠剂混合物料二进行粘度调节;
步骤六、加入杀菌剂,继续搅拌30min至混合均匀;
步骤七、灌装。
3实验结果:
表7加入不同颜色稀土颜填料所制备的涂料的反射率
从表7,可以看出白色反射隔热涂料和彩色反射隔热涂料的太阳光反射比和近红外反射比均高于国家标准(GB/T 25261-2018建筑用反射隔热涂料)。
(4)结论
白色反射隔热涂料通过加入稀土材料进一步提高了涂料的反射效率,远超过目前市面上普通白漆的反射率。
彩色反射隔热涂料颜色鲜艳,同时其对太阳光和近红外光的反射率均高于国标。
实施例2:
以暗红色稀土颜填料为例,在其他配方组成相同的情况下,调整暗红色颜料和沉淀硫酸钡的加入量,检测稀土颜填料含量不同所制备的稀土反射隔热涂料对太阳光和近红外光的反射比的影响,涂料的具体配方组成如表8-12。
表8稀土颜填料为2%
表9稀土颜填料为4%
原料型号 | 添加量 | 厂家 |
分散剂4144 | 6 | 巴斯夫 |
润湿剂BD-109 | 2 | 陶氏 |
消泡剂810 | 3 | 迪高 |
水 | 270 | |
暗红稀土颜料 | 40 | 自研 |
沉淀硫酸钡 | 310 | 市售 |
HEC250HBR(羟乙基纤维素) | 1 | 亚什兰 |
纯丙乳液AR261 | 350 | 陶氏 |
成膜助剂ct-12 | 12 | 陶氏 |
聚氨酯增稠剂1311 | 2 | 巴斯夫 |
M/90.X杀菌剂 | 2 | 拉玛萨 |
多功能助剂AMP-95 | 2 | 陶氏 |
表10稀土颜填料为6%
表11稀土颜填料为8%
原料型号 | 添加量 | 厂家 |
分散剂4144 | 6 | 巴斯夫 |
润湿剂BD-109 | 2 | 陶氏 |
消泡剂810 | 3 | 迪高 |
水 | 270 | |
暗红稀土颜料 | 80 | 自研 |
沉淀硫酸钡 | 270 | 市售 |
HEC250HBR(羟乙基纤维素) | 1 | 亚什兰 |
纯丙乳液AR261 | 350 | 陶氏 |
成膜助剂ct-12 | 12 | 陶氏 |
聚氨酯增稠剂1311 | 2 | 巴斯夫 |
M/90.X杀菌剂 | 2 | 拉玛萨 |
2 | 陶氏 |
表12稀土颜填料为10%
原料型号 | 添加量 | 厂家 |
分散剂4144 | 6 | 巴斯夫 |
润湿剂BD-109 | 2 | 陶氏 |
消泡剂810 | 3 | 迪高 |
水 | 270 | |
暗红稀土颜料 | 100 | 自研 |
沉淀硫酸钡 | 250 | 市售 |
HEC250HBR(羟乙基纤维素) | 1 | 亚什兰 |
纯丙乳液AR261 | 350 | 陶氏 |
成膜助剂ct-12 | 12 | 陶氏 |
聚氨酯增稠剂1311 | 2 | 巴斯夫 |
M/90.X杀菌剂 | 2 | 拉玛萨 |
多功能助剂AMP-95 | 2 | 陶氏 |
测定结果如表13所示:
表13稀土颜填料含量不同涂料的反射率
从表13可以看出,当稀土颜填料为8%和10%时,涂料对太阳光和近红外光的反射比均高于国标规定,稀土颜填料为10%时反射效果远远好于添加量为8%的效果。
实施例3:
同颜色的稀土反射隔热涂料与普通涂料对比,在其他原材料加入量相同、所有颜料的加入量为10%,表14为加入五种不同稀土颜料和五种普通颜料后,对太阳光反射比和近红外光反射比的影响。
表14稀土颜填料与普通涂料反射率对比
从表14所提供的数据可以看出稀土颜料制成的反射隔热涂料的太阳光反射比和红外光反射比比普通彩色涂料高很多。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种稀土反射隔热涂料,其特征在于,包括分散剂、润湿剂、消泡剂、水、稀土颜填料、沉淀硫酸钡、羟乙基纤维素、纯丙乳液、成膜助剂、增稠剂和多功能助剂。
2.如权利要求1所述的稀土反射隔热涂料,其特征在于,各组成份所占质量百分比如下:
稀土颜填料2~40%;沉淀硫酸钡0~40%;纯丙乳液20-50%;水10~40%;分散剂0.6~1%;润湿剂0.2~1%;消泡剂0.3~0.5%;羟乙基纤维素0~2%;成膜助剂0-4%;增稠剂0.2~0.8%;多功能助剂0~0.2%。
3.如权利要求1所述的稀土反射隔热涂料,其特征在于,还包括改性蜡乳液,所述改性蜡乳液占配方总质量比为1~5%。
4.如权利要求2所述的稀土反射隔热涂料,其特征在于,所述稀土颜填料含量占配方总质量比为10%。
5.如权利要求1所述的稀土反射隔热涂料,其特征在于,所述稀土颜填料为白色稀土颜填料、暗红稀土颜填料、大红稀土颜填料、橙红稀土颜填料、橙黄稀土颜填料或橙色稀土颜填料。
6.如权利要求1所述的稀土反射隔热涂料,其特征在于,还包括杀菌剂。
7.如权利要求1所述的稀土反射隔热涂料,其特征在于,所述增稠剂为聚氨酯增稠剂。
8.如权利要求1所述的稀土反射隔热涂料,其特征在于,所述成膜助剂与所述纯丙乳液质量比为8:100。
9.如权利要求1所述的稀土反射隔热涂料,其特征在于,所述多功能助剂为AMP-95。
10.一种制备如权利要求1所述的稀土反射隔热涂料的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、向分散罐中加入溶剂、分散剂和消泡剂,低速分散至均匀;
步骤二、加入稀土颜填料和沉淀硫酸钡,进行高速分散,分散至均匀得混合物料一;
步骤三、将步骤二所述的混合物料一进行研磨;
步骤四、在中速搅拌下加入纯丙乳液、润湿剂、成膜助剂,搅拌至均匀得混合物料二;
步骤五、加入增稠剂对步骤四所得混合物料二进行粘度调节;
步骤六、加入杀菌剂,继续搅拌至均匀;
步骤七、灌装。
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