JP2019002008A - 水性断熱コーティング及びその組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】既存の断熱コーティングの問題に対処するため、本発明の主目的は水性断熱コーティングを提供する。【解決手段】水性断熱コーティングは、ゾルゲル法による二酸化ケイ素が樹脂中に均一に分散された二酸化ケイ素分散体を断熱剤として使用する。二酸化ケイ素分散体は、高い分散度と３０．１〜１００ｍ２／ｇという大きな比表面積を有し、当該水性断熱コーティングは、建物表面に塗布されたときに、密な充填構造、平滑な表面、及び８５％以上の高い表面反射率を特徴とするコーティング層を形成し、その結果、コーティング層は、赤外線を効果的に阻止し、卓越した熱遮蔽効果、防汚性、及び耐久性をもたらすことができる。【選択図】図４

Description

本発明は、水性断熱コーティング材料に関し、より具体的には、ゾルゲル法により調製された二酸化ケイ素分散体を断熱剤として使用する水性断熱コーティングに関する。
断熱コーティングは、建築材料に塗布したとき、太陽熱が建物内部に影響するのを防ぐ役割を果たす。そのためには、断熱コーティングは、比較的高い総太陽光反射率（ＴＳＲ）（これは光吸収を低減する）と、比較的低い熱伝導率（これは熱になって運ばれる太陽光が建物に入り、室内温度の上昇を引き起こすのを防ぐ）とを有する必要がある。
現在一般的に使用される高ＴＳＲの断熱材料には、中空セラミック断熱材料及び金属酸化物のビーズを含有する断熱コーティング材料がある。しかし、中空セラミック断熱材料は、中空構造内に存在する空気により、劣化し、材料表面に熱が蓄積する傾向がある。
これに対し、断熱コーティング材料中の球状金属酸化物、例えば、真球度が高い球状二酸化ケイ素粒子は、火炎溶融法により製造された球状粒子であり、０．７を超える高い真球度でありながら、なお３０ｍ２／ｇ未満という小さい比表面積を有する。小さい比表面積は、断熱コーティングの赤外線遮蔽効果を低下させる。更に、球状金属酸化物粒子の粒径は、０．０５〜２０μｍの範囲であり、これは、断熱コーティングが卓越した断熱効果を有するか否かを決定する決定的要因である。粒子が大きすぎる場合、得られる建築材料上の断熱コーティングの粗い表面が、低いＴＳＲ、ひいては低い断熱効果につながる可能性がある。
上記の既存の断熱コーティングの問題に対処するため、本発明の主目的は水性断熱コーティングを提供することであり、これは、樹脂中に均一に分散された、ゾルゲル法により調製された二酸化ケイ素分散体を断熱剤として使用し、大きな分散度（ｆｉｎｅｎｅｓｓ）と比較的大きな比表面積を有する。建物表面に塗布されたときに、得られる断熱コーティング層は、赤外線を効果的に阻止するための密な充填構造及び高いＴＳＲを特徴とし、卓越した熱遮蔽効果、防汚性及び耐久性をもたらす。
本発明の別の主目的は、下記の構成成分（Ａ）〜（Ｄ）を含む水性断熱コーティング組成物を提供することであり、（Ａ）〜（Ｄ）の量の合計は、コーティング組成物の総重量を基準にして１００重量％である。
（Ａ）５０〜７５重量％の水性アクリル。
（Ｂ）１〜１０重量％の断熱剤。これはゾルゲル法によって調製された二酸化ケイ素分散体であり、３０．１ｍ２／ｇ〜１００ｍ２／ｇの範囲の比表面積を有する。
（Ｃ）１１〜３５重量％の無機粉末。これは二酸化チタン（ＴｉＯ２）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、タルク粉体、カオリナイト、発泡パーライト及びその他の顔料からなる群から選択される１種以上である。
（Ｄ）３〜５重量％の補助添加剤。これは合体剤、分散剤、消泡剤、レベリング剤、抗微生物剤、凍結防止剤、光安定剤などからなる群から選択される１種以上である。
比較例１によって調製し、１時間撹拌した後の、断熱コーティングの走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。 更に１時間粉砕した、比較例１の断熱コーティングのＳＥＭ画像である。 更に２時間粉砕した、比較例１の断熱コーティングのＳＥＭ画像である。 ７重量％の二酸化ケイ素分散体を含有する実施例１の断熱コーティングの、１時間撹拌後のＳＥＭ画像である。 ３．５重量％の二酸化ケイ素分散体を含有する実施例２の断熱コーティングの、１時間撹拌後のＳＥＭ画像である。 ３．５重量％の二酸化ケイ素分散体を含有する実施例４の断熱コーティングの、１時間撹拌後のＳＥＭ画像である。 ４０μｍの直径を有する中空ガラス球を７．０重量％含有する比較例５の断熱コーティングの、１時間撹拌後のＳＥＭ画像である。 更に１時間粉砕した、比較例５の断熱コーティングのＳＥＭ画像である。
本発明は、下記の構成成分（Ａ）〜（Ｄ）を含む水性断熱コーティング組成物を開示し、ここで（Ａ）〜（Ｄ）の量の合計は、コーティング組成物の総重量を基準にして１００重量％である。
（Ａ）５０〜７５重量％の水性樹脂。
（Ｂ）１〜１０重量％の断熱剤。
（Ｃ）１１〜３５重量％の無機粉末。
（Ｄ）３〜５重量％の補助添加剤。
水性樹脂は、水性アクリレート樹脂、有機シリコーン変性アクリル樹脂、水性ポリウレタン（ＰＵ）樹脂、及びフルオロカーボン樹脂から選択され、好ましくは水性アクリレート樹脂及び有機シリコーン変性アクリル樹脂から選択される。
開示される水性断熱コーティング組成物の背景にある主要技術は、高い比表面積を有する二酸化ケイ素分散体をその断熱剤として使用することである。これは、真球度が高い（０．７を超える）球状金属酸化物粒子を含有する既存の断熱コーティング材料とは異なる。
本発明の水性断熱コーティング組成物の断熱剤は、ゾルゲル法によって調製された、３０．１〜１００ｍ２／ｇの範囲の比表面積を有する二酸化ケイ素分散体である。これは、火炎溶融法によって調製され、３０ｍ２／ｇ未満の比表面積を有する二酸化ケイ素粉末とは異なる。
水性断熱コーティングの調製のプロセスにおいて、ゾルゲル法を用いて調製され、優れた分散性を有する二酸化ケイ素分散体は、単純な撹拌によって樹脂中に均一に分散させることができ、蓄積粒子によって形成される粗粒の問題を排除し、それによって調製を簡素化し、不均一分散の作用を防止する。
更に、二酸化ケイ素分散体は、３０．１〜１００ｍ２／ｇの範囲の比表面積を有し、断熱コーティング中の断熱粒子の比表面が大きいほど、粒子がより小さく、断熱コーティング中によく分散し、得られるコーティング表面がより均一かつ平滑であるという規則に適合する。
したがって、建築材料に塗布したとき、本開示の水性断熱コーティングは、８５％を超えるＴＳＲを有する平滑なコーティング面を提供する。特に、高い材料強度を有する中空セラミック断熱材料と比べた場合、開示される水性断熱コーティングは、熱膨張による亀裂を生じる可能性がより低く、そのためより長い耐用寿命を有する。
二酸化ケイ素分散体は、塩酸をケイ酸ナトリウム溶液に添加し、発生したオルトケイ酸をコロイドシリカに成形することによって、塩の特徴を用いて調製する。次いで、ｐＨを９〜１０に制御した状態で、電解質をコロイドに添加し、水を分散媒体（又はゲル）として、二酸化ケイ素分散体を形成する。組成物は、ナトリウムイオン又はアンモニウムイオンを含有する水溶液中に懸濁しているｘＳｉＯ２・ｙＨ２Ｏ化合物で、ｐＨが９〜１０に制御されており、この二酸化ケイ素分散体は１グラム当たり３０．１〜１００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。
二酸化ケイ素分散体は、卓越した可動性及び安定性を有することから、開示される水性断熱コーティング組成物を、水性樹脂、無機粉末及び補助添加剤と共に調製するのに適している。
無機粉末は、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、タルク粉体、カオリナイト、発泡パーライト及びその他の顔料から選択される。無機粉末は、０．０８〜３．０μｍの範囲、好ましくは０．１〜０．３μｍの範囲の粒径を有する。この範囲よりも大きい粒径は、撹拌中の分散体の均一な分散を妨げ、更にこの範囲よりも小さい粒径は、過度のチキソトロピーを招く場合があり、これも均一な分散を妨げる。
開示された水性断熱コーティングは、完成したコーティング製品に良好な被覆性及び適用性を付与するための様々な補助添加剤を用いて調製してもよい。使用してもよい補助添加剤は、合体剤、分散剤、消泡剤、レベリング剤、抗微生物剤、凍結防止剤、光安定剤などであり、コーティング組成物の総重量の３〜５重量％を占める。
合体剤は、フィルム形成を促進し、コーティングが乾燥したときに亀裂及び破断を防止するためのものである。合体剤の使用量は、０．５〜５．０重量％である。０．５重量％未満の使用量では、乾燥したコーティング層の亀裂及び破断を防止することができず、更に５．０重量％を超える使用量では、コーティングが乾燥しにくくなる可能性がある。合体剤は、グリコールエーテル溶媒、グリコールエステル溶媒、及びエチレングリコールモノブチルエーテルとジプロピレングリコールブチルエーテルとの混合溶媒などの、高沸点溶媒又は可塑剤から選択される少なくとも１種である。
分散剤は、無機粉末及び断熱剤を樹脂中に均一に分散させる役割を果たし、蓄積粒子によって形成される粗粒、粗いコーティング表面、並びに表面反射率及び断熱効果の低下を防止する。分散剤の使用量は、０．０１〜１．０重量％である。０．０１重量％未満の使用量は、無機粉末及び断熱剤の不均一な分散を招く可能性があり、更に、１重量％を超える使用量は、撹拌中に過剰な気泡を発生する可能性があり、これも不均一な分散を招く場合がある。分散剤は、ポリアクリル酸カリウム、変性ポリカルボン酸カリウム、モノステアリン酸グリセリル、トリステアリン酸グリセリル、オレアミド、及びポリマー系アニオン性分散剤から選択される少なくとも１種である。
消泡剤は、コーティングの調製中の気泡を排除し、それによってコーティング品質を確実とするためのものである。消泡剤の使用量は、０．０１〜１．０重量％である。０．０１重量％未満の使用量は、消泡効果が低くなる可能性があり、更に、１．０重量％を超える使用量は、コーティングの表面張力に悪影響を与え、コーティングの塗布中に欠陥を引き起こす可能性がある。消泡剤は、ポリシロキサン−ポリエーテルコポリマー、オクタノール、リン酸トリブチル、リン酸トリフェニル、乳化メチルシリコーン、乳化フェニルメチルシリコーン、疎水性粒子を含有する非シリコーン鉱油混合物、及び変性ポリシロキサンから少なくとも１種が選択される。
レベリング剤は、コーティングの塗布中に現れる様々な欠陥を排除し、コーティングの適用性を拡大することを目的としており、その結果、コーティングをロール、はけ、及びスプレーで塗布できるようになる。レベリング剤の使用量は、０．０１〜１．０重量％である。０．０１重量％未満の使用量は、レベリング効果の低下を招く可能性があり、更に１重量％を超える使用量は、コーティングの表面張力を変え、コーティング表面に欠陥を引き起こす可能性がある。レベリング剤は、アクリレートコポリマー及び非反応性ポリエーテル変性ポリシロキサンから選択される少なくとも１種である。
凍結防止剤は、コーティングが低温で凝集及び凍結するのを防止し、それによってコーティングの用途を拡大するために使用される。凍結防止剤は、メタノール、エタノール、及びグリコールから選択される少なくとも１種であり、使用量は０．５〜５．０重量％である。
抗微生物剤は、コーティングの保管又は適用中の白カビを防止し、それによってコーティングの機能を確実とする役割を果たす。抗微生物剤は、ナイトライト及びフッ化ナトリウムから選択される少なくとも１種であり、使用量は０．０１〜１．０重量％である。
光安定剤は、コーティングに光安定性をもたらし、コーティングのＵＶ遮蔽能力の低下及びコーティングの黄変を起こす可能性がある光酸化を遅延させる。光安定剤は、ベンゾフェノン系及びベンゾトリアゾール系の有機物から選択される少なくとも１種であり、使用量は０．０１〜１．０重量％である。
下記の実施例及び比較例に記載されているプロセスを用いて調製した水性断熱コーティングの試料について、以下の試験方法を用いてその効果を試験した。
１．全波長反射率試験（％）
断熱コーティングを基材に塗布し、紫外／可視光分光光度計（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｎｅｒ Ｌａｍｂｄａ ７５０）に６０ｎｍの積分球を用いて、３００〜２５００ｎｍの波長で反射率を試験した。次いで、太陽光透過／反射の式を用いて、反射率を全波長反射率（％）に変換した。
２．分散度試験（μｍ）
コーティングを、グラインドメーターを用いて基材から掻き取り、顕著な粒子が現れた部分をグラインドメーターの粒ゲージ上の目盛を目視で読み取り、それに従って粒子の分散度（μｍ）を決定する。
３．隠蔽力試験
方法ＡＳＴＭ Ｄ２８０５に従い、コーティングを、隠蔽力試験機の２枚のガラス板の間に塗布し、上のガラス板を前後に滑らせて、明らかな境界を形成する。Ｄ２８０５の出現及び消失したところの読取値を記録する。
４．クロスカット試験
コーティングを鋼板に塗布し、完全に乾燥させて、クロスカット試験機を用いて碁盤目状にカットする。接着テープをこの碁盤目に接着し、強制的に引き上げる。テープが鋼板から完全に離れたときに、コーティングがどの程度鋼板から引き剥がされたかを目視観測する。
５．表面温度試験（℃）
コーティングを鋼板に塗布し、完全に乾燥させて、Ｐｈｉｌｉｐｓ ２５０Ｗ ＣＲ ７ １２０Ｖ赤外ランプを用いて２時間光照射した。コーティング層の光照射表面の温度を、赤外線温度計を用いて測定し、断熱効果を評価した。
６．熱伝導率試験（Ｗ／（ｍ・℃））
コーティングからフィルムを作製し、コーティングの熱伝達能力を、熱伝導率分析装置を一定出力の熱源と共に用いて測定する。
７．熱遮蔽コーティングの熱貫流率（Ｕ値としても知られる。Ｗ／（ｍ２・Ｋ））試験
方法ＪＩＳ（日本工業規格）Ａ５７５９に従い、コーティングの外側と内側との間の温度差が１℃のとき、１平方メートル（ｍ２）における１時間当たりの熱放射を測定する。
８．ＱＵＶ１０００時間 Δｂ＊試験
コーティングを鋼板に塗布し、完全に乾燥させて、ＵＶ耐候性試験機（ＡＴＬＡＳ ＵＶ ＴＥＳＴ）にＵＶＢ ３１３ｎｍ及び５０〜６０℃で入れ、４時間放射／４時間蒸気処理のサイクルを１０００時間行い、分光計（Ｘ−ｒｉｔｅ（登録商標） ｃｏｌｏｒ Ｅｙｅ ７０００ａ）でｂ値の変動を試験し、黄変のレベルを決定する。
９．耐水性試験（７２時間）
コーティングを鋼板に塗布し、完全に乾燥させて、水中に７２時間浸漬する。コーティングの外見変化を観察する。
１０．耐アルカリ性試験（飽和石灰水、７２時間）
コーティングを鋼板に塗布し、完全に乾燥させて、飽和石灰水中に７２時間浸漬する。コーティングの外見変化を観察する。
１１．耐摩耗性試験（荷重４５０ｇ、０．５％石鹸溶液、２０００回）
コーティングを鋼板に塗布し、完全に乾燥させて、摩耗試験機を用いて４５０ｇの荷重及び０．５％天然石鹸溶液で２０００回摩耗する。コーティングの外見変化を観察する。
コーティング組成物を、表１に示す構成成分を用いて調製した。６０ｇの水性アクリレート樹脂（固形分５０％）を、０．４ｇの分散剤、０．６５ｇの消泡剤、１９ｇの二酸化チタン粉末（粒径０．３μｍ）、５．１ｇの炭酸カルシウム粉末（粒径０．３μｍ）及び４．０７ｇの別の無機粉末を、順次添加しながら撹拌した。混合物をよく混合した後、ゾルゲル法を用いて調製した二酸化ケイ素分散体７ｇを断熱剤として添加し、よく混合した。混合物を、気泡が消えるまで静置した。次いで、３．７８ｇのその他の補助添加剤（１．５ｇの合体剤、０．６５ｇのレベリング剤、０．０８ｇの抗微生物剤、１．０７ｇの凍結防止剤、及び０．４８ｇの光安定化剤を含む）を添加し、よく混合してコーティングを形成した。
コーティング組成物を１時間撹拌した後、当該実施例により調製したコーティングを走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて検査することで、図４に示すＳＥＭ画像が得られる。
コーティングを、２５０μｍのコーティングロッドを使用して１５０μｍのＰＥＴフィルム及び鋼板に塗布し、周囲温度で２４時間乾燥した。このコーティングを、さまざまな物理的特性について測定した。結果を表１に示す。
コーティング組成物を、実施例１のプロセスと同様に調製したが、炭酸カルシウム粉末の使用量は５．１ｇでなく８．６ｇであり、二酸化ケイ素分散体の使用量は７ｇでなく３．５ｇであった。
コーティング組成物を１時間撹拌した後、当該実施例により調製したコーティングを、ＳＥＭを用いて検査することで、図５に示すＳＥＭ画像が得られる。
このように調製したコーティングを、さまざまな物理的特性について測定した。結果を表１に示す。
コーティング組成物を、実施例１のプロセスと同様に調製したが、炭酸カルシウム粉末の使用量は５．１ｇでなく１１．１ｇであり、二酸化ケイ素分散体の使用量は７ｇでなく１ｇであった。
このように調製したコーティングを、さまざまな物理的特性について測定した。結果を表１に示す。
コーティング組成物を、実施例２のプロセスと同様に調製したが、二酸化ケイ素分散体を、粉砕機を用いて更に粉砕及び微粉化した。
コーティング組成物を１時間撹拌した後、当該実施例により調製したコーティングを、ＳＥＭを用いて検査することで、図６に示すＳＥＭ画像が得られる。
このように調製したコーティングを、さまざまな物理的特性について測定した。結果を表１に示す。
コーティング組成物を、実施例２のプロセスと同様に調製したが、二酸化チタン粉末の粒径は０．３μｍではなく０．１μｍであり、炭酸カルシウム粉末の粒径は０．３μｍではなく２．７μｍであった。
このように調製したコーティングを、さまざまな物理的特性について測定した。結果を表１に示す。
[比較例１]
コーティング組成物を、実施例１のプロセスと同様に調製したが、火炎溶融法により調製し、粉砕機を用いて微粉化した２０〜２５μｍの二酸化ケイ素粉末を、実施例１で使用したゾルゲル法により調製した１５〜２０μｍの二酸化ケイ素分散体の代わりに使用した。
コーティング組成物を１時間撹拌した後、比較例により調製したコーティングを、ＳＥＭを用いて検査することで、図１に示すＳＥＭ画像が得られる。
更に１時間及び２時間粉砕したコーティングのＳＥＭ画像を、それぞれ図２及び図３に示す。
このように調製したコーティングを、さまざまな物理的特性について測定した。結果を表１に示す。
[比較例２]
コーティング組成物を比較例１のプロセスと同様に調製したが、二酸化ケイ素粉末を粉砕機で微粉化しなかったため、分散度は１００μｍよりも高かった。
このように調製したコーティングを、さまざまな物理的特性について測定した。結果を表１に示す。
[比較例３]
コーティング組成物を、実施例４のプロセスと同様に調製したが、炭酸カルシウム粉末の粒径は０．３μｍではなく２．７μｍであり、火炎溶融法により調製し、粉砕機を用いて微粉化した２０〜２５μｍの二酸化ケイ素粉末を、実施例４のゾルゲル法により調製した１５〜２０μｍの二酸化ケイ素分散体の代わりに使用した。
このように調製したコーティングを、さまざまな物理的特性について測定した。結果を表１に示す。
[比較例４]
コーティング組成物を、実施例１のプロセスと同様に調製したが、コーティングは炭酸カルシウム粉末を含有せず、二酸化ケイ素分散体の使用量は７ｇでなく１２．１ｇであった。
このように調製したコーティングを、さまざまな物理的特性について測定した。結果を表１に示す。
[比較例５]
コーティング組成物を実施例１のプロセスと同様に調製したが、実施例１においてゾルゲル法により調製した二酸化ケイ素分散体の代わりに、３Ｍ 中空ガラス球Ｋ３７（４０μｍ）を使用した。このように調製したコーティングを、さまざまな物理的特性について試験した。
コーティング組成物を１時間撹拌した後、比較例により調製されたコーティングを、ＳＥＭを用いて検査することで、図７に示すＳＥＭ画像が得られる。
更に１時間粉砕したコーティングのＳＥＭ画像を、図８に示す。
このように調製したコーティングを、さまざまな物理的特性について測定した。結果を表１に示す
結果
１．実施例１〜３の断熱コーティング試料は、ゾルゲル法により調製した二酸化ケイ素分散体１〜７ｇを断熱剤として使用した。これら試料はすべて、８８％を超える全波長反射率及び約６１〜６３℃の光照射表面温度を有し、その良好な断熱効果が実証された。
２．実施例２、４及び５の断熱コーティング試料は、ゾルゲル法により調製した二酸化ケイ素分散体３．５ｇを断熱剤として使用した。実施例５の試料は、２．７μｍの炭酸カルシウム粉末を使用して調製され、かつ試料の一部はそれ以上粉砕及び微粉化されなかったにもかかわらず、得られた二酸化ケイ素の分散度は１５〜２０μｍであり、全ての試料は８８％を超える全波長反射率及び約６１〜６３℃の光照射表面温度を有する。これは、開示される断熱コーティングの調製において、撹拌は、十分にナノスケールの二酸化ケイ素粒子を樹脂内に均一に分散し、その結果調製を簡素化し、不均一な分散の影響を低減することを実証する。
３．比較例１と２との間の違いは、火炎溶融法により調製された二酸化ケイ素粉末を断熱剤として断熱コーティングの調製に使用したときに、比較例１の二酸化ケイ素粉末は、分散をよくするために粉砕機を用いて粉砕及び微粉化しなければならず、そうしなければ、二酸化ケイ素粉末粒子は樹脂中に均一に分散せず、蓄積して、比較例２に見られるような粗粒になり、その分散度は１００μｍを超えた、という点である。粗いコーティング表面は、表面反射率を８０％まで低下させ、その結果光照明表面温度は６７〜７０℃まで上昇し、これは断熱効果が低いことを意味する。
更に、比較例３は、火炎溶融法により調製された二酸化ケイ素粉末を、使用量を３．５％に減らして使用し、照明表面温度は６７〜７０℃に上昇した。これは、断熱コーティングが火炎溶融法により調製された二酸化ケイ素粉末を断熱粒子として使用したとき、二酸化ケイ素粉末を十分に使用した場合に限り、優れた断熱効果が得られることを実証する。
４．比較例４の断熱コーティングは、炭酸カルシウム粉末を含有せず、ゾルゲル法により調製した二酸化ケイ素分散体１２．１ｇを断熱剤として使用した。結果として、断熱コーティングの光照明表面温度は６４〜６７℃に上昇し、二酸化ケイ素分散体を使用しなかった比較例２の断熱コーティングの断熱効果に等しかった。これは、以下のことを実証する。
１）二酸化ケイ素分散体を断熱コーティングに過剰に使用したとき、二酸化ケイ素はコーティング内で凝集し、不均一な粒子分散と低い断熱効果を招く傾向がある。
２）二酸化ケイ素分散体の使用量が断熱コーティングの総重量の１〜１０重量％のとき、断熱コーティングの調製中、ナノスケールの二酸化ケイ素粒子を樹脂中に分散するのに撹拌だけで十分であり、得られた断熱コーティングは良好な断熱を有する。
５．比較例５の断熱コーティングは、粒径４０μｍの中空ガラス球７重量％を断熱剤として使用した。撹拌中、樹脂中のガラス球の不均一な分散が裸眼で観察できた。粉砕機の使用後、目視観察される明らかな粒子はなかったが、断熱コーティングの表面反射率は７０％まで低下し、光照明表面温度は６７〜７０℃もの高さであった。
図８のＳＥＭ画像から観察できるように、中空ガラス球は破断され、表面反射率及び断熱効果の低下を招く。これは、中空ガラス球を断熱剤として使用した市販の断熱コーティングは、建築材料の表面をコーティングするために使用したとき、中空ガラス球は十分に強くないことから外部応力要因の影響を受ける傾向があり、そのためコーティングを定期的に再塗布しなければならないことを実証する。

Claims (5)

  1. 下記の構成成分（Ａ）〜（Ｄ）を含む水性断熱コーティング組成物であって、
    （Ａ）５０〜７５重量％の水性樹脂であって、水性アクリレート樹脂、有機シリコーン変性アクリル樹脂、水性ポリウレタン（ＰＵ）樹脂、及びフルオロカーボン樹脂から選択される、水性樹脂、
    （Ｂ）１〜１０重量％の断熱剤であって、ゾルゲル法によって調製された二酸化ケイ素分散体であり、３０．１〜１００ｍ２／ｇの比表面積を有する、断熱剤、
    （Ｃ）０．０８〜３．０μｍの範囲の粒径を有する１１〜３５重量％の無機粒子であって、ＴｉＯ２，Ａｌ（ＯＨ）３、Ｍｇ（ＯＨ）２、ＣａＣＯ３、Ｃａ３（ＰＯ４）２、ＣａＳＯ４、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、タルク、カオリナイト、及び発泡パーライトから選択される１種以上である、無機粒子、及び、
    （Ｄ）３〜５重量％の補助添加剤であって、合体剤、分散剤、消泡剤、レベリング剤、抗微生物剤、凍結防止剤及び光安定剤からなる群から選択される１種以上である、補助添加剤、
    前記（Ａ）〜（Ｄ）の量の合計は、前記コーティング組成物の総重量を基準にして１００重量％であることを特徴とする、
    水性断熱コーティング組成物。
  2. 二酸化ケイ素分散体は、ナトリウムイオン又はアンモニウムイオンを含有する水溶液中に懸濁しているｘＳｉＯ２・ｙＨ２Ｏ化合物であり、前記溶液は９〜１０に制御されたｐＨを有することを特徴とする、請求項１に記載の水性断熱コーティング組成物。
  3. 前記無機粉末は、０．１〜０．３μｍの範囲の粒径を有することを特徴とする、請求項１に記載の水性断熱コーティング組成物。
  4. 前記合体剤は、０．５〜５．０重量％の範囲の使用量を有し、グリコールエーテル溶媒、グリコールエステル溶媒、及びエチレングリコールモノブチルエーテルとジプロピレングリコールブチルエーテルとの混合溶媒からなる群から選択される１種以上であり、
    前記分散剤は、０．０１〜１．０重量％の範囲の使用量を有し、ポリアクリル酸カリウム、変性ポリカルボン酸カリウム、モノステアリン酸グリセリル、トリステアリン酸グリセリル、オレアミド、及びポリマー系アニオン性分散剤からなる群から選択される少なくとも１種であり、
    前記凍結防止剤は、０．５〜５．０重量％の範囲の使用量を有し、メタノール、エタノール、及びグリコールからなる群から選択される１種以上であり、
    前記消泡剤、前記レベリング剤、前記抗微生物剤、及び前記光安定剤は、それぞれ０．０１〜１．０重量％の範囲の使用量を有し、かつ、
    前記消泡剤は、ポリシロキサン−ポリエーテルコポリマー、オクタノール、リン酸トリブチル、リン酸トリフェニル、乳化メチルシリコーン、乳化フェニルメチルシリコーン、疎水性粒子を含有する非シリコーン鉱油混合物、及び変性ポリシロキサンからなる群から選択される１種以上であり、
    前記レベリング剤は、アクリレートコポリマー及び非反応性ポリエーテル変性ポリシロキサンからなる群から選択される１種以上であり、
    前記抗微生物剤は、ナイトライト及び／又はフッ化ナトリウムであり、
    前記光安定剤は、ベンゾフェノン系有機物及び／又はベンゾトリアゾール系物質であることを特徴とする、
    請求項１に記載の水性断熱コーティング組成物。
  5. 請求項１の前記水性断熱コーティング組成物でできた、水性断熱コーティング。
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