CN117363208A - 一种无机耐沾污隔热涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及涂料技术领域，公开了一种无机耐沾污隔热涂料及其制备方法，包括以下重量百分比的组分：无机纳米颗粒20％‑40％、硅烷偶联剂5％‑10％、硅酸酯聚合物20％‑35％、红外反射剂10％‑25％、有机溶剂10％‑20％、稳定剂0.5％‑1.5％、分散剂1％‑1.5％,S1、选取规定重量的无机纳米颗粒、分散剂和红外反射剂放入混合机中，S2、加入有机溶剂，在25℃～35℃进行混合，S3、加入硅酸酯聚合物，S4、加入硅烷偶联剂和稳定剂，S5、静置混合物至无泡沫。通过二氧化钛具有的折光率，氧化锌的红外反射性，可降低阳光对建筑物的照射，通过红外反射剂也可对红外线进行良好的反射作用，因此可大大减小产生的热量，起到良好的隔热作用。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体为一种无机耐沾污隔热涂料及其制备方法。
背景技术
涂料是一种常见的表面涂层材料，广泛应用于建筑、工业设备、汽车、船舶和其他各种应用中，而在建筑领域中，通过将涂料涂抹在建筑物的外侧，以降低室内温度，减少空调和供暖的能源消耗，但传统的有机涂料通常无法提供足够的隔热性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种无机耐沾污隔热涂料及其制备方法，解决了传统的有机涂料通常无法提供足够隔热性能的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种无机耐沾污隔热涂料，所述涂料包括以下重量百分比的组分：无机纳米颗粒20％-40％、硅烷偶联剂5％-10％、硅酸酯聚合物20％-35％、红外反射剂10％-25％、有机溶剂10％-20％、稳定剂0.5％-1.5％、分散剂1％-1.5％。
优选的，所述涂料包括以下重量百分比的组分：无机纳米颗粒20％-30％、硅烷偶联剂8％-10％、硅酸酯聚合物30％-35％、红外反射剂15％-25％、有机溶剂10％-20％、稳定剂0.5％-1.5％、分散剂1％-1.5％。
优选的，所述涂料包括以下重量百分比的组分：无机纳米颗粒35％、硅烷偶联剂8％、硅酸酯聚合物30％、红外反射剂15％、有机溶剂10％、稳定剂0.8％、分散剂1.2％。
优选的，所述涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1、选取规定重量的无机纳米颗粒、分散剂和红外反射剂放入混合机中；
S2、加入有机溶剂，在25℃～35℃进行混合，此时混合机运转参数设置为，转速400～500r/min，时间0.7h～1h；
S3、加入硅酸酯聚合物，此时混合机运转参数设置为，转速400～500r/min，时间1.2h～1.5h；
S4、加入硅烷偶联剂和稳定剂，此时混合机运转参数设置为，转速400～500r/min，时间0.4～0.5h；
S5、静置混合物至无泡沫。
优选的，所述步骤一中的无机纳米颗粒为二氧化钛和氧化锌的混合物，且占比分别为二氧化钛75％、氧化锌25％。
优选的，所述步骤一中的分散剂为聚丙烯酸。
优选的，所述步骤一中的红外反射剂为铝粉。
优选的，所述步骤二中有机溶剂为异丙醇。
优选的，所述步骤三中硅酸酯聚合物为甲基丙烯酸硅酸酯聚合物。
优选的，所述步骤四中硅烷偶联剂为A172(乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷)，稳定剂为羟基乙酸酯。
本发明提供了一种无机耐沾污隔热涂料及其制备方法。具备以下有益效果：
1、本发明通过将二氧化钛和氧化锌粉末设置为纳米颗粒，通过二氧化钛具有的折光率，氧化锌的红外反射性，可降低阳光对建筑物的照射，同时通过红外反射剂中的铝粉，也可对红外线进行良好的反射作用，因此可大大减少阳光对建筑物的照射强度，进而减小辐射出的热量，起到良好的隔热作用。
2、本发明通过无机纳米颗粒中含有的二氧化钛，由于二氧化钛的光催化性能，它在光照下可以分解有机物和有机污染物，使其具有自清洁和抗污染的特性，同时，利用铝粉，可为涂料可提供强度和耐磨性，进而有利于保证建筑物外墙的清洁，以及延长涂层的使用寿命。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中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。
本发明实施例提供一种无机耐沾污隔热涂料，涂料包括以下重量百分比的组分：无机纳米颗粒20％-40％、硅烷偶联剂5％-10％、硅酸酯聚合物20％-35％、红外反射剂10％-25％、有机溶剂10％-20％、稳定剂0.5％-1.5％、分散剂1％-1.5％。
本实施例方案中，各组分及其带来的益处如下：
无机纳米颗粒，利用二氧化钛75％和氧化锌25％混合而成，二氧化钛是一种白色粉末，常用作颜料，因为它有较高的折光率、良好的化学稳定性和无毒性，可提高涂料隔热性的同时，也避免涂覆后散发出有毒气体，同时二氧化钛还具有良好的紫外线吸收性，可隔绝部分热辐射，进一步提高涂料的隔热性，由于二氧化钛的光催化性能，它在光照下可以分解有机物和有机污染物，使其具有自清洁和抗污染的特性，有利于建筑外侧保持清洁。氧化锌是一种白色粉末，也被广泛用于颜料，有良好的红外反射性和紫外阻隔性能，能够反射掉部分热辐射。
分散剂，材料使用聚丙烯酸，而聚丙烯酸是一种高分子化合物，具有良好的分散性能，将其作为分散剂可以防止颗粒或颜料聚集在一起，有助于确保涂料的均匀性和一致性，同时，它可以在颗粒表面形成一层分散剂包覆层，防止颗粒重新聚集，从而保持涂料的稳定性，避免发生沉淀或分层，并且聚丙烯酸可以改善涂料的流动性，使其更易于应用，最后，聚丙烯酸还可以提高颗粒与涂料基质之间的黏附性，增强涂料的附着力，确保涂料在不同的物体表面上均具有牢固的附着性。
铝粉，通常用于可见光和近红外反射，因此在加入涂料中后，可对光照起到进一步的反射作用，进而进一步提高隔热的效果，并且铝也是一种白色粉末，主要用于磨料和陶瓷制品，以及作为涂料和塑料的填料，将其添加在涂料中，可在涂料干燥后为其提供一定的强度和耐磨性，可提高涂料的使用寿命。
异丙醇，也称为异丙醇或丙酮醇，由于异丙醇是一种具有挥发性的有机化合物，它能够在涂料施工后蒸发，有助于涂料在表面上迅速干燥，使施工过程更加高效，利用其较好的挥发性，可以帮助涂料在涂布后快速干燥，还可为涂料提供适当的黏度和流动性，使其适合于滚涂应用。
甲基丙烯酸硅酸酯聚合物，利用其优良的耐水性和附着力，将其加入涂料中后，可为涂料提供耐水性，提高使用寿命。
A172(乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷)，提供较好的粘附性和相容性，同时不引起极端的亲水性或亲油性。
羟基乙酸酯，可以改善涂料的附着力，有助于确保涂料能够牢固地附着在底材表面上，提高后期涂料的稳定性，避免发生脱落。
本发明实施例提供一种无机耐沾污隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1、选取二氧化钛75％、氧化锌25％的粉末材料，将其混合为规定重量的无机纳米颗粒，将其倒进混合机的内部，随后将聚丙烯酸和铝粉加入混合机中，利用分散剂可在颗粒表面形成包覆层，防止颗粒重聚，保持稳定性，避免发生沉淀或分层，并且可以改善流动性使其更易于应用，还可以提高颗粒与涂料基质之间的黏附性，增强附着性，利用铝粉可对光照起到反射作用，提高隔热的效果；
S2、加入异丙醇，在温度为27℃的条件下进行混合，启动混合机运转，并且混合机的参数设置为，转速500r/min，时间0.9h，利用异丙醇可调整涂料的粘度和流动性，有助于涂料在表面上迅速干燥，使施工过程更加高效；
S3、混合均匀后，加入甲基丙烯酸硅酸酯聚合物，随后启动混合机，此时混合机运转参数设置为，转速500r/min，时间1.4h；
S4、混合均匀后，加入A172(乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷)和羟基乙酸酯，随后启动混合机，此时混合机运转参数设置为，转速400r/min，时间0.47h；
S5、静置混合物至无泡沫并观察混合情况，若存在小颗粒则继续启动混合机并设定转速480r/min混合0.1h，直到最终无颗粒。
实施例一：
一种无机耐沾污隔热涂料，涂料包括以下重量百分比的组分：无机纳米颗粒40％、硅烷偶联剂5％、硅酸酯聚合物29％、红外反射剂14％、有机溶剂10％、稳定剂1％、分散剂1％。
涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1、选取规定重量的无机纳米颗粒、分散剂和红外反射剂放入混合机中；
S2、加入有机溶剂，在温度为27℃的条件下进行混合，启动混合机，转速500r/min，时间0.9h进行混合；
S3、加入硅酸酯聚合物后，设置为混合机转速500r/min，时间1.4h；
S4、加入硅烷偶联剂和稳定剂后，设置为混合机转速400r/min，时间0.47h；
S5、静置混合物至无泡沫，最后观察混合物是否存在颗粒，若存在，则继续启动混合机，直至无颗粒。
实施例二：
本实施例与实施例一的区别在于：
一种无机耐沾污隔热涂料，涂料包括以下重量百分比的组分：无机纳米颗粒33％、硅烷偶联剂10％、硅酸酯聚合物28％、红外反射剂14％、有机溶剂12％、稳定剂1.5％、分散剂1.5％。
实施例三：
本实施例与实施例一的区别在于：
一种无机耐沾污隔热涂料，涂料包括以下重量百分比的组分：无机纳米颗粒35％、硅烷偶联剂8％、硅酸酯聚合物30％、红外反射剂15％、有机溶剂10％、稳定剂0.8％、分散剂1.2％。
实施例：
分析实施例一至三涂料的成分和理化特性
测试结果如下：
表1
由上表可得，实施例一至三采用本发明优选的原料配比，最后所得的涂料，在太阳光反射比、近红外反射比、半球发射率中，均有十分优异的效果，因此在使用中，可降低太阳光照射建筑物所辐射出的热量，达到隔热的目的，因此可大大降低空调和供暖的能源消耗，并且由于二氧化钛的光催化性能，在光照下可以分解有机物和有机污染物，使其具有自清洁和抗污染的特性，有利于建筑外侧保持清洁，并且聚丙烯酸还可以提高颗粒与涂料基质之间的黏附性，增强涂料的附着力，因此涂料的污染后太阳光反射比变化率和人工气候老化太阳光反射比变化率的数值均处于较低范围。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种无机耐沾污隔热涂料，其特征在于，所述涂料包括以下重量百分比的组分：无机纳米颗粒20％-40％、硅烷偶联剂5％-10％、硅酸酯聚合物20％-35％、红外反射剂10％-25％、有机溶剂10％-20％、稳定剂0.5％-1.5％、分散剂1％-1.5％。
2.根据权利要求1所述的一种无机耐沾污隔热涂料，其特征在于，所述涂料包括以下重量百分比的组分：无机纳米颗粒35％-40％、硅烷偶联剂8％-10％、硅酸酯聚合物20％-30％、红外反射剂15％-25％、有机溶剂10％-20％、稳定剂0.5％-1.5％、分散剂1％-1.5％。
3.根据权利要求1所述的一种无机耐沾污隔热涂料，其特征在于，所述涂料包括以下重量百分比的组分：无机纳米颗粒35％、硅烷偶联剂8％、硅酸酯聚合物30％、红外反射剂15％、有机溶剂10％、稳定剂0.8％、分散剂1.2％。
4.根据权利要求1所述的一种无机耐沾污隔热涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、选取规定重量的无机纳米颗粒、分散剂和红外反射剂放入混合机中；
S2、加入有机溶剂，在25℃～35℃进行混合，此时混合机运转参数设置为，转速400～500r/min，时间0.7h～1h；
S3、加入硅酸酯聚合物，此时混合机运转参数设置为，转速400～500r/min，时间1.2h～1.5h；
S4、加入硅烷偶联剂和稳定剂，此时混合机运转参数设置为，转速400～500r/min，时间0.4～0.5h；
S5、静置混合物至无泡沫。
5.根据权利要求4所述的一种无机耐沾污隔热涂料及其制备方法，其特征在于，所述步骤一中的无机纳米颗粒为二氧化钛和氧化锌的混合物，且占比分别为二氧化钛75％、氧化锌25％。
6.根据权利要求4所述的一种无机耐沾污隔热涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的分散剂为聚丙烯酸。
7.根据权利要求4所述的一种无机耐沾污隔热涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的红外反射剂为铝粉。
8.根据权利要求4所述的一种无机耐沾污隔热涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中有机溶剂为异丙醇。
9.根据权利要求4所述的一种无机耐沾污隔热涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中硅酸酯聚合物为甲基丙烯酸硅酸酯聚合物。
10.根据权利要求4所述的一种无机耐沾污隔热涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤四中硅烷偶联剂为A172(乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷)，稳定剂为羟基乙酸酯。
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