CN1919945B - 弹性薄层隔热保温涂层 - Google Patents
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Abstract
弹性薄层隔热保温涂层，涂覆在建筑物外墙或金属表面的基体上，包括底层、中层、面层和保护层，底层相对于金属基体为环氧富锌漆，相对于建筑物外墙基体为水性封闭漆，保护层为透明抗沾污耐老化液，中层包括成膜物丙烯酸弹性乳液、改性隔热硅酸盐空心填料、太阳光反射性颜料，面层包括成膜物丙烯酸弹性乳液、远红外辐射陶瓷填料、改性隔热硅酸盐空心填料、太阳光反射性颜料，四层涂层协同效应，在总厚度小于等于0.6毫米的情况下仍然具有良好的弹性、隔热保温性能和热反射性能，附着力强、延伸性好、耐候、无毒、无污染，符合环保要求。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种可涂布于建筑物外墙或金属体表面的隔热保温装饰涂料的涂层。
背景技术
研究一种环保性的具有隔热保温功能的节能型涂料是涂料行业一直追求的目标。为此，已有多项专利申请，如中国专利CN103700A中涉及一种新颖的涂料组成物，该涂料包括聚乙烯缩醛类树酯、颜料、隔热材料等填充料、稀释剂等，该涂料虽有一定的隔热效果，但采用了有机溶剂作为稀释剂，与环保要求有所不符；中国专利CN1105090A所述硅镁铝复合绝热涂料系由硅镁铝氮化物与粘合剂组成，是一种涂刷于管道、设备上的绝热涂料，这种涂料的特点是导热系数低，主要用作保温，但涂层厚度需达2.5mm以上才具有一定的隔热保温效果；中国专利CN1106051A所述的隔热保温涂料的制作方法是：采用成浆材料、轻质填料、粘结剂和水，但其涂层厚度在3.8mm以上才有明显的保温效果，是一种厚质型的保温涂料。
近期，已有多项中国专利提出了实施热反射隔热涂层物的申请。如中国专利CN1621459的“太阳热智能控温涂料”、CN1583908的“一种太阳热反射隔热涂料”、CN1249321A的“水性反辐射隔热涂料”，这些涂料中或存在可反射波长范围有局限、保温隔热效果不足、涂膜弹性稍差的缺陷，或存在对可见光及红外光的反射性不足、对于远红外线不具有高的反射率，或存在只能制备成白色涂料，其它颜色品种则存在隔热效果差等弱点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服已有隔热保温装饰涂料涂层的缺点，提供一种热反射隔热型、无污染、装饰性好的弹性薄层隔热保温涂层。
本发明解决其技术问题采用的技术方案如下：一种弹性薄层隔热保温涂层，涂覆在建筑物外墙或金属表面的基体上，其特征是包括底层、中层、面层和保护层，所述的底层相对于金属基体为环氧富锌漆，相对于建筑物外墙基体为水性封闭漆，所述的保护层为透明抗沾污耐老化液，所述中层的组成以重量配比表示如下：
成膜物丙烯酸弹性乳液 30-60，
改性隔热硅酸盐空心填料 10-40，
太阳光反射性颜料 5-15，
填料 10-30，
涂料助剂 适量，
稀释剂水 适量；
所述面层的组成以重量配比表示如下：
成膜物丙烯酸弹性乳液 30-60，
改性隔热硅酸盐空心填料 5-20，
太阳光反射性颜料 5-15，
远红外辐射陶瓷填料 5-20，
填料 10-30，
涂料助剂 适量，
稀释剂水 适量；
其中所述的中层及面层中的成膜物丙烯酸弹性乳液为下列三种之一：苯乙烯-丙烯酸共聚弹性乳液，纯丙烯酸聚合弹性乳液，有机硅-丙烯酸共聚弹性乳液。
其中所述的中层及面层中的改性隔热硅酸盐空心填料为表面改性空心二氧化硅-三氧化二铝结构微球。这种表面改性是用硅烷偶联剂及含钛活性剂对该材料进行表面处理，提高其红外反射性及在不同基材中的分散性。改性后它不仅导热系数低(0.04W/MK)且对于可见光和红外光具有高的反射性(反射率大于85％)，从而使中层、面层同时具有隔热和保温性能。
其中所述的中层及面层中的太阳光反射性颜料包括白色颜料二氧化钛、黑色颜料铁铬化合物、蓝色颜料钴铬化合物、绿色颜料钴铬镁锌铝化合物、黄色颜料镍锑钛化合物、棕色颜料铁铬钛化合物。各颜料的太阳光反射率为：白色颜料75％、黑色颜料30％、蓝色颜料28％、绿色颜料29％、黄色颜料71％、棕色颜料44％。
其中所述的面层中的远红外辐射陶瓷填料为含有三氧化二铝、氧化镁、氧化锌、二氧化硅、二氧化铬，二氧化锆金属氧化物成份的陶瓷粉。该陶瓷粉对2.5～15um的远红外线具有高的反射性。
其中所述的中层及面层中的填料包括氧化锌、滑石粉、碳酸钙、硅灰石粉、云母粉的一种或一种以上的组合。
本发明涂层的有益效果如下：针对已有技术不足而提供一种集弹性、薄层、隔热、保温等优点于一体的多功能热反射隔热涂料的涂层，与其它市售品或专利技术的差异是：(1)涂层由四层结构组成，分别起到不同的作用，底层主要起封闭，防锈作用，中层主要起隔热，保温作用，面层主要起太阳光和红外光反射作用，保护层主要起延缓反射性衰减的保护作用，四层的协同效应使该涂层具有隔热，保温，耐沾污性好，使用寿命长的特点；(2)现有技术中，隔热涂层一般由中空微珠单一物构成，在本发明中则采用了多种功能粉体材料的复合物，包括使用了具有太阳光反射性能和远红外反射性能的粉体材料，低导热系数中空粉体材料及具有太阳光反射性能的颜料，因此，本发明的中层和面层除具有隔热保温性能外，还具有很强的热反射性能，以保证涂层在较薄(总厚度小于等于0.6毫米)的情况下仍能保持良好的保温隔热性；(3)遴选出一系列具有良好红外反射性能和延伸性的弹性树脂乳液，使组成的涂层具有良好的弹性，并在很广范的光谱内具有反射效果，漆膜延伸率可高达370％，对墙体所产生的龟裂具有较强的自动封闭性能；(4)采用了表面保护技术，延长了反射性能的衰减时间，保护层的存在使本发明涂层至少在6年后反射效果才开始衰减。
由于本发明涂料的成膜物质是水溶性合成乳液，稀释剂为水，所制成的涂料附着力强、涂膜延伸性好、耐候、无毒、无污染，符合环保要求。此外，由于在涂料组份中添加了具有红外反辐射作用的陶瓷填料以及隔热硅酸盐空心填料和太阳光反射性的颜料，有效地提高了该涂料的隔热保温效果，做到涂层厚度在300um左右即有十分显著的隔热效果。
涂膜了本发明涂层的样板，其可见光反射率高达91.5％，红外光反射率为84.3％，涂层厚度为0.5mm的样板箱体，与空白对照箱体的温度差可达6℃以上，涂层的隔热指数超过60％。
附图说明
图1为本发明弹性薄层隔热保温涂层结构示意图。
图1中标号示意为：1-基体，2-底层，3-中层，4-面层，5-保护层。
具体实施方式
本发明提供实施例15个，列示于表1-表3，例1-例5为中层实施例，例6-例15为面层实施例。表4和表5是隔热效果测试例。
本发明的底层相对于金属基体为环氧富锌漆，如江苏晨光涂料有限公司的产品无机环氧富锌底漆CHG-FT-1，相对于建筑物外墙基体为水性封闭漆，如江苏晨光涂料有限公司的产品抗碱封闭底漆CHG-120T；保护层为透明抗沾污耐老化液，如江苏晨光涂料有限公司的产品CHG-1500。
本发明涂层的各层厚度之比为底层∶中层∶面层∶保护层＝1∶4∶0.8∶0.2，本发明四层涂层总厚度范围为0.4～0.8mm。
本发明涂层的中层、面层的生产方法如下：将实例中第1～第4种组分及分散剂、消泡剂等予以混合，再将颜填料及反辐射粉、部分隔热粉料加入，在高速分散机中散成糊状，将糊状物经研磨机研磨至一定细度，再经高速分散机，添加多种乳液、部分隔热、消泡剂、流平剂、增稠剂。搅拌均匀，即成本发明所述的多功能弹性薄层隔热保温涂料。
本发明涂料可施涂于水泥基材上外，对其他诸多基材如：金属、橡胶、水泥石棉板、建筑砌块、砖瓦等也具有很好的附着力和保温隔热性能。
表I中层实施例1-5
| 实施例含量(％重量)成份 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 苯一丙乳液296DS | 400 | 300 | 350 | 380 | 380 |
| 苯一丙乳液AD36 | 80 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 水 | 60 | 80 | 55 | 70 | 60 |
| 羟乙基纤维素(2％) | 54 | 80 | 50 | 40 | 50 |
| 分散剂(DP-518) | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 消泡剂(德谦082) | 2 | 2 | 4 | 4 | 4 |
| 防雾剂(MB-11) | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 |
| 成膜助剂(醇酯-12) | 8 | 10 | 8 | 8 | 10 |
| 增韧剂(邻苯二甲酸二丁酯) | 20 | 20 | 20 | 15 | 20 |
| 丙二醇 | 20 | 30 | 20 | 20 | 30 |
| 二氧化钛 | 75 | 100 | 100 | 75 | 75 |
| 碳酸钙 | 50 | 25 | 50 | 50 | 25 |
| 滑石粉 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| 硅灰石粉 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| 氧化锌 | 15 | 15 | 20 | 15 | 20 |
| 空心二氧化硅-三氧化二铝结构微球 | 50 | 50 | 50 | 55 | 60 |
| 氨水(28％) | 4 | 5 | 4 | 4 | 4 |
| 增稠剂(WT-102) | 10 | 15 | 12 | 11 | 14 |
| 消泡剂((德谦082) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
表II面层实施例6-10
| 实施例含量(％重量)成份 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 纯丙烯酸乳液(Nacrylic2550) | 250 | 280 | 300 | 300 | 280 |
| 苯丙弹性乳液(AD36) | 100 | 80 | 80 | 80 | 80 |
| 水 | 65 | 70 | 71 | 50 | 70 |
| 羟乙基纤维素(1％) | 50 | 80 | 80 | 80 | 80 |
| 分散剂(DP-518) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 消泡剂(德谦082) | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 防腐剂(MB-11) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 成膜助剂(醇酯-12) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 增韧剂(邻苯二甲酸二丁酯) | 8 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 丙二醇 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| 二氧化钛 | 125 | 100 | 125 | 100 | 125 |
| 碳酸钙 | 75 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| 滑石粉 | 75 | 75 | 50 | 75 | 50 |
| 硅灰石粉 | 100 | 100 | 75 | 100 | 75 |
| 氧化锌 | 10 | 15 | 10 | 15 | 15 |
| 陶瓷粉 | 35 | 35 | 40 | 35 | 35 |
| 空心二氧化硅——三氧化二铝结构微球 | 50 | 50 | 50 | 50 | 70 |
| 氨水(28％) | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 增稠剂(WT-102) | 10 | 8 | 12 | 8 | 13 |
| 消泡剂((德谦082) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
表III面层实施例11-15
| 实施例含量(％重量)成份 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| 硅丙乳液(KD6) | 220 | 220 | 300 | 300 | 250 |
| 苯丙弹性乳液(AD36) | 200 | 200 | 160 | 160 | 150 |
| 水 | 150 | 150 | 80 | 80 | 120 |
| 丙二醇 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| 分散剂(DP-518) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 消泡剂(德谦082) | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 防腐剂(MB-11) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 钛白粉 | 100 | 100 | 125 | 125 | 125 |
| 重钙 | 40 | 40 | 15 | 15 | 15 |
| 滑石粉 | 75 | 75 | 75 | 50 | 75 |
| 陶瓷粉 | 45 | 60 | 90 | 90 | 60 |
| 空心二氧化硅——三氧化二铝结构微球 | 60 | 60 | 60 | 90 | 90 |
| 云母粉 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 蓝色颜料CoCr | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 黄色颜料NiSbTi | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 硅灰石粉 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| 消泡剂(汉高NXZ) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 成膜助剂(Texanol) | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 |
| 增稠剂(汉高2000) | 4 | 3 | 2 | 2 | 4 |
| 水 | 26 | 12 | 13 | 8 | 31 |
表IV灯光下隔热涂料性能测试结果(水泥石棉板)
| 实例温度℃时间 | 0 | 1 | 2 | 3 |
| 未涂水泥板 | 实施例1 | 实施例6 | 实施例11 | |
| 9:00 | 24 | 24 | 24 | 24 |
| 9:30 | 29 | 27 | 26 | 25 |
| 10:00 | 35 | 32.5 | 32 | 31 |
| 10:30 | 36 | 33 | 32.5 | 31 |
| 11:00 | 38 | 33.5 | 33 | 31.5 |
| 11:30 | 41 | 35 | 34 | 33 |
| 12:00 | 44.5 | 37.5 | 36 | 35 |
| 12:30 | 44.5 | 37.5 | 36 | 35 |
表V2006年7月7日大气温度32℃
| 实例温度℃时间 | 0 | 1 | 2 | 3 |
| 未涂水泥板 | 实施例1 | 实施例6 | 实施例11 | |
| 9:00 | 25 | 24.5 | 24.5 | 24.5 |
| 9:30 | 30.5 | 28 | 28 | 26 |
| 10:00 | 34 | 31 | 30 | 29 |
| 10:30 | 41 | 36 | 34 | 30 |
| 11:00 | 47 | 38.5 | 36 | 32 |
| 11:30 | 48.5 | 40 | 37 | 33 |
| 12:00 | 50.5 | 41 | 37.5 | 34 |
| 12:30 | 52 | 42 | 38.5 | 35 |
| 13:00 | 52.5 | 42.5 | 39 | 35 |
| 13:30 | 52.5 | 41.5 | 39.5 | 35.5 |
| 14:00 | 51.5 | 41 | 38.5 | 35 |
| 14:30 | 50 | 41 | 38.5 | 35 |
| 15:00 | 48 | 40 | 37 | 34.5 |
| 15:30 | 47.5 | 38 | 36 | 34 |
| 16:00 | 43 | 35 | 34 | 32 |
| 16:40 | 42 | 35 | 33 | 32 |
| 17:00 | 41.5 | 34 | 33 | 31.5 |
Claims (4)
1.弹性薄层隔热保温涂层，涂覆在建筑物外墙或金属表面的基体上，其特征是包括底层、中层、面层和保护层，所述的底层相对于金属基体为环氧富锌漆，相对于建筑物外墙基体为水性封闭漆，所述的保护层为透明抗沾污耐老化液，所述中层的组成以重量配比表示如下：
成膜物丙烯酸弹性乳液 30-60，
改性隔热硅酸盐空心填料 10-40，
太阳光反射性颜料 5-15，
填料 10-30，
涂料助剂 适量，
稀释剂水 适量；
所述面层的组成以重量配比表示如下：
成膜物丙烯酸弹性乳液 30-60，
改性隔热硅酸盐空心填料 5-20，
太阳光反射性颜料 5-15，
远红外辐射陶瓷填料 5-20，
填料 10-30，
涂料助剂 适量，
稀释剂水 适量，
所述的中层及面层中的太阳光反射性颜料包括白色颜料二氧化钛、黑色颜料铁铬化合物、蓝色颜料钴铬化合物、绿色颜料钴铬镁锌铝化合物、黄色颜料镍锑钛化合物、棕色颜料铁铬钛化合物；
所述的中层及面层中的成膜物丙烯酸弹性乳液为下列三种之一：苯乙烯-丙烯酸共聚弹性乳液，纯丙烯酸聚合弹性乳液，有机硅-丙烯酸共聚弹性乳液；
所述的中层及面层中的改性隔热硅酸盐空心填料为表面改性空心二氧化硅-三氧化二铝结构微球；
所述的面层中的远红外辐射陶瓷填料为含有三氧化二铝、氧化镁、氧化锌、二氧化硅、二氧化铬，二氧化锆金属氧化物成份的陶瓷粉。
2.根据权利要求1所述的弹性薄层隔热保温涂层，其特征是所述的中层及面层中的填料包括氧化锌、滑石粉、碳酸钙、硅灰石粉、云母粉的一种或一种以上的组合。
3.根据权利要求1所述的弹性薄层隔热保温涂层，其特征是各层厚度之比为底层∶中层∶面层∶保护层＝1∶4∶0.8∶0.2。
4.根据权利要求1所述的弹性薄层隔热保温涂层，其特征是四层涂层总厚度范围为0.4mm～0.8mm。
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