CN1396219A

CN1396219A - 隔热减热复合涂层及其制作方法与应用

Info

Publication number: CN1396219A
Application number: CN 02129049
Authority: CN
Inventors: 张敬杰; 杨岩峰; 宋广智
Original assignee: Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
Current assignee: Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2003-02-12
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: CN1197660C

Abstract

本发明涉及一种隔热减热复合涂层。该复合涂层包括一层与待涂基体邻接的隔热层和位于隔热层之上的反光减热层；所述隔热层包括成膜剂、分散于成膜剂中的单层或多层排列的空心微珠以及视需要择用的不良导热填料及/或减应力填料；所述反光减热层选自镜面反光层或者漫射反光层，其中包括成膜剂、均匀分散于成膜剂中的抗老化剂、抗静电剂以及布散于成膜剂表面上的反光颜料；所述空心微珠选自玻璃微珠、塑料微珠或粉煤灰微珠。本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术中片面注重减少热传导、对热辐射防止措施不力的缺陷，提供一种既能隔热又能反光减热、涂层厚度较薄的隔热减热复合涂层。本发明可在建筑物外墙及/或内墙上或者大型油料储罐上应用。

Description

隔热减热复合涂层及其制作方法与应用

技术领域

本发明涉及一种隔热减热复合涂层。具体说来，本发明涉及一种用空心微珠作隔热材料及反光颜料作反光材料的隔热减热复合涂层。本发明还涉及这种隔热减热复合涂层的制作方法与应用。

背景技术

现有技术中有许多使用空心微珠的涂层，例如CN 1032665A中公开了一种用于老化的屋面油毡、沥青防水层修复的再生隔热防水涂料，该涂料由再生防水涂料和隔热防水涂料组成，其中再生防水涂料含有的软化剂向老化的防水层中扩散渗透，使老化的防水层澎润软化而再生，而隔热防水涂料中含有空心玻璃微珠和高折射率的颜料，该涂层可以将照射在防水层上的太阳光反射掉，降低了屋面防水层的温度，避免了渗透到防水层底部的水重量份大量汽化产生的起鼓和热应力变化过大引起的裂缝，同时由于屋面温度的降低，改善了室内的热环境。该专利申请中所用空心玻璃微珠和高折射率颜料仅作反光材料。所使用的空心玻璃微珠和高折射率颜料虽能反射掉一部分日光，却能使大部分日光透过隔热防水涂层，照射到再生防水涂料层，致使该层大量吸热，不但达不到隔热的目的，而且由于增加了光接触面积，反而会导致沥青加速老化。

此外，CN 1103090中还记载了一种涂于管道和设备上保温用的硅镁铝复合绝热涂料。该专利申请除了以空心微珠作隔热材料之外，还使涂层形成封闭微孔纤维网状复合结构。在涂层较厚的情况下，这种涂料能有效地防止管道中的热量向外界散发。然而，对于某些应用场合，厚涂层会增加诸如大型储油罐之类设备的负荷，故而这种涂料就不能满足需要。

CN 1115324A中公开了一种轻型无石棉耐高温绝热涂料，其中除以少量空心玻璃微珠作隔热材料之外，还以海泡石绒、膨胀珍珠岩作隔热材料，这种涂料也属于厚隔热层。

另外，CN 1124756A中公开了一种干粉保温隔热涂料，以重量百分比计，该涂料含有：20～37.50％珍珠岩、10.50～25％石棉绒、1～8.30％耐高温胶粘剂、1～12.50％海泡石、1.25～4.20％玻璃微珠、10.50～18.75％硅酸铝、3.50～8.30％硅藻土、2～8.30％渗透剂T、4.20～10.50％漂珠、3.50～4.50％聚乙烯醇缩甲醛水溶液。该专利申请中，除以少量空心玻璃微珠作隔热材料之外，还以珍珠岩、石棉绒、海泡石和硅藻土作隔热材料；CN95111236中公开了一种海硅防火保温隔热涂料，其中除以少量空心玻璃微珠作隔热材料之外，还以石棉纤维、海泡石纤维、硅酸铝纤维、硅酸盐微珠、膨胀珍珠岩和膨润土；以上专利申请都未从光反射角度考虑。CN 1250073A和CN 1250071A中公开了一种白色防水隔热弹性涂料，其中除以空心玻璃微珠作隔热材料之外，还以白色颜料、填料来减少吸热。但是，单纯靠白色颜料及/或填料来减少吸热，仍然会不能满足要求。同时上述涂料表面层的光反射效果也不够理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术中片面注重减少热传导，而对热辐射防止措施不力的缺陷，提供一种既能又能的隔热减热复合涂层。

此外，本发明还根据上述隔热减热复合涂层的特定结构，提供该隔热减热复合涂层的制作方法。

再者，根据本发明涂层的特定结构和优良隔热特性，本发明还提供本发明涂层的应用。

上述发明目的通过本发明提供的隔热减热复合涂层得以实现。

本发明隔热减热复合涂层包括一层与待涂基体邻接的隔热层和位于隔热层之上的反光减热层；所述隔热层包括成膜剂、分散于成膜剂中的单层或多层排列的空心微珠以及视需要择用的不良导热填料及/或减应力填料；所述反光减热层选自镜面反光层或者漫射反光层，其中包括成膜剂、均匀分散于成膜剂中的抗老化剂、抗静电剂以及布散于成膜剂表面上的反光颜料；所述空心微珠选自玻璃微珠、塑料微珠或粉煤灰微珠。

所述隔热层中成膜剂选自丁苯橡橡胶乳液、醋酸乙烯～丙烯酸丁酯共聚物、天然胶乳、水玻璃、醇酸树脂、聚醋酸乙烯乳液等。成膜剂与空心微珠的比例为25∶1～8∶1，优选为20∶1～12.5∶1。

所述隔热层中的不良导热填料选自轻质碳酸钙、陶土、二氧化钛、氧化锌、拒水粉、岩石棉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、凹凸棒石纤维、海泡石绒、膨润土、硅质纤维、硅酸铝纤维或其混合物。

所述隔热层中的空心微珠选自玻璃空心微珠、塑料空心微珠、粉煤灰空心微珠或玄武石空心微珠，其粒度30～120μm。

所述抗氧化剂选自防老剂2246(2，2’-次甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚))、防老剂264(2，6-二叔丁基对甲苯酚)、苯乙烯苯粉、防老剂H(N，N’-二苯基对苯二胺)、防老剂RD(2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹啉聚合物)等。

按照本发明，优选的是所述减热层中的成膜剂选自苯乙烯丙烯酸酯乳液、醇酸树脂、聚醋酸乙烯乳液、天然胶乳或水玻璃。

按照本发明，优选的减热层反光颜料选自珠光粉、片状或粒状金属微粉以及表面金属化的空心或实心微珠。

按照本发明，更优选的减热层反光颜料选自珠光粉、片状或粒状铝粉。

本发明隔热减热复合涂层还优选包括一层底涂层，该底涂层为防水层介于被涂基体和所述隔热层之间。该底涂层优选防水乳化沥青。

本发明还提供一种上述隔热减热复合涂层的制作方法，该方法包括，(1)在待涂基体上以选自喷涂、刷涂、刮涂、辊涂和丝网涂中的一种或多种涂覆方式，涂覆一种涂料，该涂料中含有成膜剂、选自轻质碳酸钙、陶土、二氧化钛、氧化锌、拒水粉、岩石棉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、凹凸棒石纤维、海泡石绒、膨润土、硅质纤维、硅酸铝纤维或其混合物，以及稀释料；(2a)在未固化的涂料表面上，以喷、撒的方式均匀布散空心微珠，并使空心微珠镶嵌到涂层中，使空心微珠单层排列或多层排列，以形成隔热层；或者(2b)将空心微珠直接均匀混入步骤(1)所述的涂料中，在待涂覆基体表面上涂覆这种包含空心微珠的涂料，以形成隔热层；或者(2c)在涂覆步骤(1)所述涂料后，将双面粘附了空心微珠的双面胶带粘附在该涂料上，以形成隔热层；(3)待隔热层固化或未完全固化后，在隔热层上以选自喷涂、刷涂、刮涂、辊涂和丝网涂中的一种或多种涂覆方式，涂覆一层涂料，该涂料包括成膜剂、填料、均匀分散于成膜剂中的抗老化剂、抗静电剂以及布散于成膜剂表面上的反光颜料，所述反光颜料选自珠光粉、片状或粒状金属微粉以及表面金属化的空心或实心微珠，以形成反光层。

本发明隔热减热复合涂层可用于永久性或临时性建筑物外墙及/或内墙。

本发明隔热减热复合涂层也可用于各种机动运输工具或大型油料储罐。

因此本发明还提供了的所述隔热减热复合涂层在上述各个方面的应用。

本发明涂层由于结构上含有空心微珠和反光减热层，因此涂层厚度一般在1～4毫米范围内即可产生良好的隔热减热效果。

附图说明

图1：隔热减热复合涂层一种结构的示意图，其中标记1表示待涂基体，标记2a表示含有成膜剂、空心微珠、填料等物质的隔热层，标记3表示含有反光物质的减热层。图中所示隔热层中空心微珠为单层排列的情况。

图2：隔热减热涂层结构示意图，其中标记1表示待涂基体，标记2a表示含有成膜剂、填料等物质的隔热层，标记2b表示双面粘附空心玻璃微珠的双面胶带，2a和2b构成隔热层，标记3表示含有反光物质的减热层。图中所示隔热层中空心微珠为双层排列的情况。

图3：评定涂料隔热降温效果用的试验库房示意图。图中T₁和T₂为屋顶内外的两个温度测量点。

具体实施方式

下面参照一些实施例来进一步阐明本发明，这些实施例并不用来限定本发明的保护范围。

为评定本发明隔热减热复合涂层和现有涂料的隔热效果起见，在高度、长度和宽度为6.5×6×5m³的库房屋顶外侧面分别涂覆各实施例和对比例所制的涂料(参见附图3)，该库房的屋顶为水泥预制板，墙体为双砖结构，在外界温度约37℃下暴露2小时以上，测量屋顶内、外的表面温度。测量数据列于表1。

实施例1

将固含量约45％(重量)的苯乙烯丙烯酸酯乳液100重量份、滑石粉15份、轻质碳酸钙10重量份、玻璃空心微珠5重量份、二氧化钛5重量份、二丁基羟基甲苯3重量份、乙二醇1重量份和水玻璃10重量份充分搅拌均匀，涂于基体上，形成隔热层。将醇酸树脂100重量份，120^#溶剂汽油20重量份和铝粉浆10重量份调和均匀后喷涂在隔热层上，形成反光减热层，待两层均固化后，即形成本发明隔热减热复合涂层。

实施例2

将固含量约45％(重量)的苯乙烯丙烯酸酯乳液100重量份、轻质碳酸钙10重量份、钠基膨润土2重量份、粉煤灰空心微珠8份、2，6-二叔丁基对酚1重量份、水玻璃5份、充分搅拌均匀。涂刷于基体表面，形成隔热层。将固含量约50％(重量)的聚丙烯酸酯乳液100重量份、云母粉30份、玻璃空心微珠15重量份、滑石粉5份、丙二醇8份、浓度约15％(重量)的聚丙烯酸钠水溶液8份充分搅拌均匀后，喷涂在已固化的隔热层表面上，形成反光减热层。

实施例3

将固含量约40％(重量)的丙烯酸压敏胶乳液100重量份、钠基膨润土2重量份、二氧化钛5重量份、防老剂264 1重量份和乙二醇1重量份均匀调和成压敏胶乳，喷涂在经表面预处理过的基体上，形成压敏胶层，然后喷洒空心微珠7重量份，以形成多层排列的空心微珠隔热层；继而涂覆实施例1中所述的反光减热层。

实施例4

先将实施例3中所述的压敏胶乳喷涂在已预处理的基体表面上，再将已双面粘附空心玻璃微珠的双面胶带粘附在前述的压敏胶乳上，以形成多层排列的空心微珠隔热层。然后，将实例2中的反光减热层涂料喷涂在多层排列的空心微珠隔热层表面上。对比例

将固含量约45％(重量)的苯乙烯丙烯酸酯乳液100重量份、空心微珠5重量份、二氧化钛30重量份、膨润土20重量份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇1重量份、氨水1重量份、消泡剂Foamaster 306(德国Henkel公司产)1重量份混合均匀后，涂于经过预处理的基体表面上。

表1本发明隔热减热复合涂层与现有涂料的隔热效果比较

实例	实测温度，℃
	实测温度，℃		测量点T₁(屋顶外)	测量点T₂(屋顶内)
	实施例1	52	测量点T₁(屋顶外)	测量点T₂(屋顶内)	45
实施例2	实施例1	52	50	43	45
实施例2	实施例3	47	50	43	41
实施例4	实施例3	47	43	38	41
实施例4	对比例	60	43	38	53

由表1可见，无反光减热层的对比例涂层，其屋顶外温度最高，从而屋顶内温度也最高，与之相比，本发明各隔热减热复合涂层的屋顶外温度降低8～17℃，屋顶内温度降低8～15℃，平均降低～％，故此效果显著。

Claims

1.一种隔热减热复合涂层，其特征在于，所述隔热减热复合涂层包括一层与待涂基体邻接的隔热层和位于隔热层之上的反光减热层；所述隔热层包括成膜剂、稀释料、分散于成膜剂中的单层或多层排列的空心微珠以及视需要择用的不良导热填料及/或减应力填料；所述反光减热层选自镜面反光层或者漫射反光层，其中包括成膜剂、填料、均匀分散于成膜剂中的抗老化剂、抗静电剂以及布散于成膜剂表面上的反光颜料；所述空心微珠选自玻璃微珠、塑料微珠或粉煤灰微珠。

2.权利要求1所述的隔热减热复合涂层，其特征在于，所述隔热层中的成膜剂选自丁苯橡橡胶乳液、醋酸乙烯～丙烯酸丁酯共聚物、天然胶乳、水玻璃、醇酸树脂、聚醋酸乙烯乳液，成膜剂与空心微珠的比例为20∶1～12.5∶1。

3.权利要求1或2所述的隔热减热复合涂层，其特征在于，所述成膜剂与空心微珠的比例为20∶1～12.5∶1。

4.权利要求1至3中任何一项所述的隔热减热复合涂层，其特征在于，所述隔热层中的不良导热填料选自轻质碳酸钙、陶土、二氧化钛、氧化锌、拒水粉、岩石棉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、凹凸棒石纤维、海泡石绒、膨润土、硅质纤维、硅酸铝纤维或其混合物。

5.权利要求1至4中任何一项所述的隔热减热复合涂层，其特征在于，所述隔热层中的空心微珠选自玻璃空心微珠、塑料空心微珠、粉煤灰空心微珠或玄武石空心微珠，其粒度30～120μm。

6.权利要求1至5中任何一项所述的隔热减热复合涂层，其特征在于，所述减热层中的成膜剂选自苯乙烯丙烯酸酯乳液、醇酸树脂、聚醋酸乙烯乳液、天然胶乳或水玻璃。

7.权利要求1至6中任何一项所述的隔热减热复合涂层，其特征在于，所述减热层中的反光颜料选自珠光粉、片状或粒状金属微粉以及表面金属化的空心或实心微珠。

8.权利要求7所述的隔热减热复合涂层，其特征在于，所述减热层中的反光颜料选自珠光粉、片状或粒状铝粉。

9.权利要求1至8中任何一项所述的隔热减热复合涂层，其特征在于，该复合涂层还包括一层介于被涂基体和所述隔热层之间、选自防水乳化沥青的底涂层。

10.权利要求1至8中任何一项所述隔热减热复合涂层的制作方法，其特征在于，该方法包括，(1)在待涂基体上以选自喷涂、刷涂、刮涂、辊涂和丝网涂中的一种或多种涂覆方式，涂覆一种涂料，该涂料中含有成膜剂、选自轻质碳酸钙、陶土、二氧化钛、氧化锌、拒水粉、岩石棉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、凹凸棒石纤维、海泡石绒、膨润土、硅质纤维、硅酸铝纤维或其混合物，以及稀释料；(2a)在未固化的涂料表面上，以喷、撒的方式均匀布散空心微珠，并使空心微珠镶嵌到涂层中，使空心微珠单层排列或多层排列，以形成隔热层；或者(2b)将空心微珠直接均匀混入步骤(1)所述的涂料中，在待涂覆基体表面上涂覆这种包含空心微珠的涂料，以形成隔热层；或者(2c)在涂覆步骤(1)所述涂料后，将双面粘附了空心微珠的双面胶带粘附在该涂料上，以形成隔热层；(3)待隔热层固化或未完全固化后，在隔热层上以选自喷涂、刷涂、刮涂、辊涂和丝网涂中的一种或多种涂覆方式，涂覆一层涂料，该涂料包括成膜剂、填料、均匀分散于成膜剂中的抗老化剂、抗静电剂以及布散于成膜剂表面上的反光颜料，所述反光颜料选自珠光粉、片状或粒状金属微粉以及表面金属化的空心或实心微珠，以形成反光层。

11.权利要求1至9中任何一项所述隔热减热复合涂层在永久性或临时性建筑物内墙及/或外墙上的应用。

12.权利要求1至9中任何一项所述隔热减热复合涂层在各种机动运输工具或在上大型油料储罐上的应用。