CN117624957A - 一种多层包膜陶瓷空心微珠及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多层包膜陶瓷空心微珠及其制造方法，属于涂料领域，包括以下重量份的各组分：中空陶瓷微珠80‑100份、八异丁基倍半硅氧烷5‑10份、聚偏二氟乙烯‑六氟丙烯2‑5份、溶剂26‑45份；所述多层包膜陶瓷空心微珠为一核包二膜的夹心结构，具体为：中空陶瓷微珠‑八异丁基倍半硅氧烷‑聚偏二氟乙烯‑六氟丙烯。本发明多层包膜陶瓷空心微珠的最外层包膜是聚偏二氟乙烯‑六氟丙烯，该原料干燥后会在物体表面留下一个充满微穴的聚合物薄膜，然后附着在中空陶瓷颗粒的最表面形成包膜。该包膜在中空陶瓷颗粒最外层可以起到非常好的反射隔热效果。同时根据该材料特性，可知其非常优良的化学稳定性、抗污染性、耐辐射性、耐热性及机械性能都非常优秀。

Description

一种多层包膜陶瓷空心微珠及其制造方法

技术领域

本发明属于涂料领域，具体涉及一种多层包膜陶瓷空心微珠及其制造方法。

背景技术

反射隔热涂料是以各种不同树脂或非树脂为基料，以功能性颜填料及助剂等配制而成，具有较高的太阳光反射比、近红外反射比和半球反射率的涂料。

反射隔热涂料能对380nm-2500nm范围的太阳红外线和可见光进行反射，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大气中去,降低物体表面的温度。而功能性颜填料是反射隔热涂料的重要组成部分，市面上反射隔热的颜填料众多，如中心玻璃珠、陶瓷球、改性钛白等，但这些颜填料对380nm-2500nm波段的太阳光均有一定较好反射隔热效果，但在无钛白体系中，以上材料的反射隔热效果有所欠缺。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多层包膜陶瓷空心微珠及其制造方法，多层包膜陶瓷空心微珠粉末使用多层材料包裹，使该粉末对380nm-2500nm波段的太阳光有非常好反射隔热效果，应用于涂料有效增强涂料的反射隔热。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种多层包膜陶瓷空心微珠，包括以下重量份的各组分：

中空陶瓷微珠80-100份、八异丁基倍半硅氧烷5-10份、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯2-5份、溶剂26-45份。

所述多层包膜陶瓷空心微珠为一核包二膜的夹心结构，具体为：中空陶瓷微珠-八异丁基倍半硅氧烷-聚偏二氟乙烯-六氟丙烯。

进一步的，所述溶剂包括异丙醇20-30份和N,N–二甲基甲酰胺6-15份。

进一步的，包括以下重量份的各组分:

中空陶瓷微珠100份、八异丁基倍半硅氧烷7份、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯3份、溶剂35份。

进一步的，所述溶剂包括异丙醇25份和N,N–二甲基甲酰胺10份。

进一步的，所述多层包膜陶瓷空心微珠的最外层包膜是聚偏二氟乙烯-六氟丙烯。

进一步的，所述多层包膜陶瓷空心微珠的里面包膜是八异丁基倍半硅氧烷。

进一步的，所述多层包膜陶瓷空心微珠的主核为陶瓷空心微珠。

一种多层包膜陶瓷空心微珠的制造方法，包括如下步骤：

S1：用异丙醇将八异丁基倍半硅氧烷在反应釜内常温下搅拌溶解，然后将此混合液放入喷雾装置，通过喷雾的方式加入在搅拌釜中高速搅拌中空陶瓷微珠中，喷雾过程约8-15分钟，待喷雾完全喷雾喷完，然后再搅拌25分钟，再将以上混合物处于通风干燥烤箱在90℃干燥5小时，然后在将干燥后产物置于反应釜中，用气流磨进行充分分散15分钟即可得到产物一。

S2：将聚偏二氟乙烯-六氟丙烯溶于N,N–二甲基甲酰胺，然后通过喷雾的方式加入搅拌入S1中的产物一中，得到混合物，喷雾过程约6-10分钟，然后再搅拌25分钟，然后将混合物在160℃干燥3小时，然后在将干燥后混合物置于反应釜中用气流磨进行充分分散即可得到最终产物。

本发明的有益效果：

1、本发明多层包膜陶瓷空心微珠的最外层包膜是聚偏二氟乙烯-六氟丙烯，该原料干燥后会在物体表面留下一个充满微穴的聚合物薄膜，然后附着在中空陶瓷颗粒的最表面形成包膜。当太阳光照射表面时，由于该包膜是微孔结构，拥有足够大比表面积，太阳光所产生的热会被分散隔绝在该包膜的微孔表面上，同时这些微小的空腔，从几百纳米到几微米不等，能够反射大部分的入射阳光。所以该包膜在中空陶瓷颗粒最外层可以起到非常好的反射隔热效果。同时根据该材料特性，可知其非常优良的化学稳定性、抗污染性、耐辐射性、耐热性及机械性能都非常优秀；

2、本发明多层包膜陶瓷空心微珠的里面包膜是八异丁基倍半硅氧烷，分子呈笼型结构，由Si-O形成无机框架核心，外围由异丁基所包围，所以该包膜的材料非常稳定。同时该化合物具有优异多孔性和纳米尺寸效应同时由于其具有低密度，干燥后具有非常好硬度，由于具有多孔特性，该材料对太阳光具有非常好的反射隔热效果，同时其硬度高，稳定性好，应用涂料中时可以不与涂料发生反应，提高涂料稳定性，也有提高涂料的硬度；

3、本发明多层包膜陶瓷空心微珠的主核为陶瓷空心微珠，这种材料一般是由三氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、二氧化钛组成的复合无机微粒，其拥有多孔、中空的结构，性能上一种惰性、稳定、耐热同时对太阳光有着优异的反射功能的微小微粒。用该材料为主核再包上以上两种包膜后其反射隔热效果会更出众。

具体实施方式

下面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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种多层包膜陶瓷空心微珠，包括以下重量份的各组分：

中空陶瓷微珠100份、八异丁基倍半硅氧烷7份、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯3份、溶剂35份，其中溶剂包括异丙醇25份和N,N–二甲基甲酰胺10份。

一种多层包膜陶瓷空心微珠的制造方法，包括如下步骤：

S1：用异丙醇将八异丁基倍半硅氧烷在反应釜内常温下搅拌溶解，然后将此混合液放入喷雾装置，通过喷雾的方式加入在搅拌釜中高速搅拌中空陶瓷微珠中，喷雾过程约12分钟，待喷雾完全喷雾喷完，然后再搅拌25分钟，再将以上混合物处于通风干燥烤箱在90℃干燥5小时，然后在将干燥后产物置于反应釜中，用气流磨进行充分分散15分钟即可得到产物一。

S2：将聚偏二氟乙烯-六氟丙烯溶于N,N–二甲基甲酰胺，然后通过喷雾的方式加入搅拌入S1中的产物一中，得到混合物，喷雾过程约8分钟，然后再搅拌25分钟，然后将混合物在160℃干燥3小时，然后在将干燥后混合物置于反应釜中用气流磨进行充分分散即可得到最终产物。

S3、将最终产物按12％分散在无钛白粉的水性涂料配方中，然后再将涂料调成深黄色，最后测试产品明度L为54，然后按照GB/T251261测试性能。

实施例2

一种多层包膜陶瓷空心微珠，包括以下重量份的各组分：

中空陶瓷微珠90份、八异丁基倍半硅氧烷10份、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯5份、溶剂45份，其中溶剂包括异丙醇30份和N,N–二甲基甲酰胺15份。

一种多层包膜陶瓷空心微珠的制造方法，包括如下步骤：

S1：用异丙醇将八异丁基倍半硅氧烷在反应釜内常温下搅拌溶解，然后将此混合液放入喷雾装置，通过喷雾的方式加入在搅拌釜中高速搅拌中空陶瓷微珠中，喷雾过程约15分钟，待喷雾完全喷雾喷完，然后再搅拌25分钟，再将以上混合物处于通风干燥烤箱在90℃干燥5小时，然后在将干燥后产物置于反应釜中，用气流磨进行充分分散15分钟即可得到产物一。

S2：将聚偏二氟乙烯-六氟丙烯溶于N,N–二甲基甲酰胺，然后通过喷雾的方式加入搅拌入S1中的产物一中，得到混合物，喷雾过程约10分钟，然后再搅拌25分钟，然后将混合物在160℃干燥3小时，然后在将干燥后混合物置于反应釜中用气流磨进行充分分散15分钟即可得到最终产物。

S3、将最终产物按12％分散在无钛白粉的水性涂料配方中，然后再将涂料调成深黄色，最后测试产品明度L为51，然后按照GB/T251261测试性能。

实施例3

一种多层包膜陶瓷空心微珠，包括以下重量份的各组分：

中空陶瓷微珠80份、八异丁基倍半硅氧烷5份、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯2份、溶剂45份，其中溶剂包括异丙醇20份和N,N–二甲基甲酰胺6份。

一种多层包膜陶瓷空心微珠的制造方法，包括如下步骤：

S1：用异丙醇将八异丁基倍半硅氧烷在反应釜内常温下搅拌溶解，然后将此混合液放入喷雾装置，通过喷雾的方式加入在搅拌釜中高速搅拌中空陶瓷微珠中，喷雾过程约8分钟，待喷雾完全喷雾喷完，然后再搅拌25分钟，再将以上混合物处于通风干燥烤箱在90℃干燥5小时，然后在将干燥后产物置于反应釜中，用气流磨进行充分分散15分钟即可得到产物一。

S2：将聚偏二氟乙烯-六氟丙烯溶于N,N–二甲基甲酰胺，然后通过喷雾的方式加入搅拌入S1中的产物一中，得到混合物，喷雾过程约6分钟，然后再搅拌25分钟，然后将混合物在160℃干燥3小时，然后在将干燥后混合物置于反应釜中用气流磨进行充分分散15分钟即可得到最终产物。

S3、将最终产物按12％分散在无钛白粉的水性涂料配方中，然后再将涂料调成深黄色，最后测试产品明度L为58，然后按照GB/T251261测试性能。

对比样1

在同一配方中，用12％800目重质碳酸钙替代本发明产物，分散在配方中，然后再将涂料调成深黄色，最后测试产品明度L为53，然后按照GB/T251261测试性能。

对比样2

在同一配方中，用12％中空陶瓷微珠替代本发明产物，分散在配方中，然后再将涂料调成深黄色，最后测试产品明度L为52，然后按照GB/T251261测试性能。

对比样3

在同一配方中，用12％沉淀硫酸钡替代本发明产物，分散在配方中，然后再将涂料调成深黄色，最后测试产品明度L为59，然后按照GB/T251261测试性能。

实施例1-3与对比样1-3的性能对比如下表:

根据以上表格：用了本发明最终产物加入一般无钛白粉体系水性涂料符合GB/T251261，同样配方用同等比例材料替代本发明最终产物的不符合GB/T251261。

本发明多层包膜陶瓷空心微珠为一核包二膜的夹心结构，具体为：中空陶瓷微珠-八异丁基倍半硅氧烷-聚偏二氟乙烯-六氟丙烯。

本发明多层包膜陶瓷空心微珠的最外层包膜是聚偏二氟乙烯-六氟丙烯，该原料干燥后会在物体表面留下一个充满微穴的聚合物薄膜，然后附着在中空陶瓷颗粒的最表面形成包膜。当太阳光照射表面时，由于该包膜是微孔结构，拥有足够大比表面积，太阳光所产生的热会被分散隔绝在该包膜的微孔表面上，同时这些微小的空腔，从几百纳米到几微米不等，能够反射大部分的入射阳光。所以该包膜在中空陶瓷颗粒最外层可以起到非常好的反射隔热效果。同时根据该材料特性，可知其非常优良的化学稳定性、抗污染性、耐辐射性、耐热性及机械性能都非常优秀。

本发明多层包膜陶瓷空心微珠的里面包膜是八异丁基倍半硅氧烷，分子呈笼型结构，由Si-O形成无机框架核心，外围由异丁基所包围，所以该包膜的材料非常稳定。同时该化合物具有优异多孔性和纳米尺寸效应同时由于其具有低密度，干燥后具有非常好硬度，由于具有多孔特性，该材料对太阳光具有非常好的反射隔热效果，同时其硬度高，稳定性好，应用涂料中时可以不与涂料发生反应，提高涂料稳定性，也有提高涂料的硬度。

本发明多层包膜陶瓷空心微珠的主核为陶瓷空心微珠，这种材料一般是由三氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、二氧化钛组成的复合无机微粒，其拥有多孔、中空的结构，性能上一种惰性、稳定、耐热同时对太阳光有着优异的反射功能的微小微粒。用该材料为主核再包上以上两种包膜后其反射隔热效果会更出众。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (9)

1.一种多层包膜陶瓷空心微珠，其特征在于，多层包膜陶瓷空心微珠包括以下重量份的各组分：

中空陶瓷微珠80-100份、八异丁基倍半硅氧烷5-10份、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯2-5份、溶剂26-45份；

所述多层包膜陶瓷空心微珠为一核包二膜的夹心结构，具体为：中空陶瓷微珠-八异丁基倍半硅氧烷-聚偏二氟乙烯-六氟丙烯。

2.根据权利要求1所述的一种多层包膜陶瓷空心微珠，其特征在于，所述溶剂包括异丙醇20-30份和N,N–二甲基甲酰胺6-15份。

3.根据权利要求1所述的一种多层包膜陶瓷空心微珠，其特征在于，包括以下重量份的各组分:

中空陶瓷微珠100份、八异丁基倍半硅氧烷7份、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯3份、溶剂35份。

4.根据权利要求3所述的一种多层包膜陶瓷空心微珠，其特征在于，所述溶剂包括异丙醇25份和N,N–二甲基甲酰胺10份。

5.根据权利要求1所述的一种多层包膜陶瓷空心微珠，其特征在于，所述多层包膜陶瓷空心微珠的最外层包膜是聚偏二氟乙烯-六氟丙烯。

6.根据权利要求1所述的一种多层包膜陶瓷空心微珠，其特征在于，所述多层包膜陶瓷空心微珠的里面包膜是八异丁基倍半硅氧烷。

7.根据权利要求1所述的一种多层包膜陶瓷空心微珠，其特征在于，所述多层包膜陶瓷空心微珠的主核为陶瓷空心微珠。

8.根据权利要求2所述的一种多层包膜陶瓷空心微珠的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：用异丙醇将八异丁基倍半硅氧烷在反应釜内常温下搅拌溶解，然后将此混合液放入喷雾装置，通过喷雾的方式加入在搅拌釜中高速搅拌中空陶瓷微珠中，喷雾过程约8-15分钟，待喷雾完全喷雾喷完，然后再搅拌25分钟，再将以上混合物处于通风干燥烤箱在90℃干燥5小时，然后在将干燥后产物置于反应釜中，用气流磨进行充分分散15分钟即可得到产物一；

S2：将聚偏二氟乙烯-六氟丙烯溶于N,N–二甲基甲酰胺，然后通过喷雾的方式加入搅拌入S1中的产物一中，得到混合物，喷雾过程约6-10分钟，然后再搅拌25分钟，然后将混合物在160℃干燥3小时，然后在将干燥后混合物置于反应釜中用气流磨进行充分分散即可得到最终产物。

9.根据权利要求4所述的一种多层包膜陶瓷空心微珠的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：用异丙醇将八异丁基倍半硅氧烷在反应釜内常温下搅拌溶解，然后将此混合液放入喷雾装置，通过喷雾的方式加入在搅拌釜中高速搅拌中空陶瓷微珠中，喷雾过程约12分钟，待喷雾完全喷雾喷完，然后再搅拌25分钟，再将以上混合物处于通风干燥烤箱在90℃干燥5小时，然后在将干燥后产物置于反应釜中，用气流磨进行充分分散15分钟即可得到产物一；

S2：将聚偏二氟乙烯-六氟丙烯溶于N,N–二甲基甲酰胺，然后通过喷雾的方式加入搅拌入S1中的产物一中，得到混合物，喷雾过程约8分钟，然后再搅拌25分钟，然后将混合物在160℃干燥3小时，然后在将干燥后混合物置于反应釜中用气流磨进行充分分散即可得到最终产物。