專利名稱：高效能反射隔熱涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于涂料應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效能反射隔熱涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)于2008年4月I日起施行了《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》，目前建筑節(jié)能已成為我國(guó)法定要求，建設(shè)部在關(guān)于民用建筑節(jié)能管理規(guī)定的第143號(hào)令中，對(duì)我國(guó)民用建筑節(jié)能進(jìn)行了嚴(yán)格的強(qiáng)制性規(guī)定。建筑節(jié)能最重要的是使建筑物的墻體、屋面、門窗等具有較好的隔熱性能及良好的密閉性能。在目前市場(chǎng)上眾多建筑保溫隔熱材料中，建筑反射隔熱涂料因其經(jīng)濟(jì)性、使用方便和反射隔熱效果可靠等優(yōu)勢(shì)獲得廣泛的接受和應(yīng)用。建筑反射隔熱涂料以合成樹脂乳液為基料，以水為分散介質(zhì)，加入功能性顏填料(主要為太陽(yáng)光反射、輻射、阻隔類顏填料)和助劑，經(jīng)過(guò)一定的工藝過(guò)程制成的具有反射隔熱功效的涂料。在日常生活中， 白色或淺色物品本身就具有較好的光反射能力、對(duì)太陽(yáng)熱量的低吸收率。傳統(tǒng)建筑反射隔熱涂料主要是結(jié)合日常生活中的現(xiàn)象，采用折光系數(shù)為2.76的金紅石型鈦白粉為功能性白色顏料，一般摻量占涂料配方總量的30%-40%，制備成的漆料多為白色或者淺色，從而達(dá)到一定的降溫、隔熱作用。然而，理論上講，每一個(gè)鈦白粒子能夠散射一定的光線，而在粒子間間隔為鈦白粒子直徑的兩倍時(shí)達(dá)到最大散射，當(dāng)鈦白粉的顏料體積濃度(PVC) <10%時(shí)，鈦白粉顆粒間隔通常能達(dá)到或超過(guò)這個(gè)要求，而當(dāng)鈦白粉顏料體積濃度>10%時(shí)，二氧化鈦的聚集會(huì)使散射光的散射效率大大降低，從而導(dǎo)致總體鈦白粉散射能力下降，加之外墻涂料的應(yīng)用環(huán)境相對(duì)內(nèi)墻而言比較惡劣，導(dǎo)致傳統(tǒng)的反射隔熱涂料太陽(yáng)反射比不能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)0.80的指標(biāo)，涂料上墻一段時(shí)間之后由于耐沾污性差，幾乎喪失反射隔熱功效，因此傳統(tǒng)反射隔熱涂料不能得到大量推廣應(yīng)用的原因。此外，目前市場(chǎng)是80%以上的反射隔熱涂料中摻入空心玻璃微珠作為功能填料彌補(bǔ)鈦白粉過(guò)聚現(xiàn)象導(dǎo)致的太陽(yáng)反射比指標(biāo)不合格，從一定程度上提高涂層的反射率，但國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的空心玻璃微珠工藝不成熟，玻璃微珠的空心結(jié)構(gòu)在涂料生產(chǎn)過(guò)程中被破壞，破壞后因吸水使涂料后脹、結(jié)硬塊，涂料的貯存穩(wěn)定性極差。同時(shí)，空心玻璃微珠摻入過(guò)多使得涂層表面粗糙程度較高，耐沾污性能大打折扣，影響整個(gè)漆膜持久的反射隔熱效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種具有反射、阻隔、輻射太陽(yáng)熱的高效能反射隔熱涂料及其制備方法，該涂料經(jīng)國(guó)家建筑材料測(cè)試中心檢測(cè)得出，太陽(yáng)反射比可達(dá)到0.88，半球發(fā)射率可達(dá)到0.91，隔熱溫差可達(dá)到16.9°C，能有效降低炎熱夏季室內(nèi)溫度，改善居住環(huán)境，減少空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)率，達(dá)到節(jié)能減排的作用。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
高效能反射隔熱涂料，其特征在于，它是由以下重量份的原料組成:乳液25 38份
聚合物優(yōu)創(chuàng)E5 10份
鈦白粉5 15份
重鈣10 15份
納米遠(yuǎn)紅外陶瓷粉2 6份
精細(xì)硅藻土6 12份
ZR涂料粉2 5份
防紫外線無(wú)機(jī)粉I 3份
反光粉I 3份
空心玻璃微珠5 10份 分散劑0.4 0.8份
潤(rùn)濕劑0.2 0.5份
pH調(diào)節(jié)劑0.1 0.3份
成膜助劑2 3份
消泡劑0.5 0.8份
增稠劑0.3 0.7份
防腐防霉劑0.1 0.3份
水15 25份。進(jìn)一步地，所述乳液為純丙烯酸酯乳液。上述高效能反射隔熱涂料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將重量份為15 25份的水、X1份的增稠劑、0.4 0.8份的分散劑、X2份的消泡劑和0.2 0.5份的潤(rùn)濕劑依次加入一升的 塑料罐中，攪拌5 8min至混合均勻；
(2)在上述攪拌均勻的溶液中緩慢加入2 6份的納米遠(yuǎn)紅外陶瓷粉，6 12份的精細(xì)硅藻土，2 5份的ZR涂料粉，I 3份的防紫外線無(wú)機(jī)粉，I 3份的反光粉，5 15份鈦白粉和10 15份重鈣，在1500 2000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌20 30min，使之充分分散，再加入2 3份的成膜助劑高速分散5 8min制得分散體系；
(3)低速攪拌上述分散體系，加入25 38份的乳液和5 10份的聚合物優(yōu)創(chuàng)E，攪拌均勻后，加入0.1 0.3份的pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至7 9 ;
(4)在200 350r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌，然后緩慢加入5 10份的空心玻璃微珠并攪拌均勻至表面看不到懸浮的空心玻璃微珠為止；
(5)加入Y1份的增稠劑、Y2份的消泡劑和0.1 0.3份的防腐防霉劑均勻攪拌10 15min，即得產(chǎn)品；
其中，0.3 ^ X1 +Y1 彡 0.7,0.5 彡 X2 +Y2 彡 0.8 ;且 X1 關(guān) O, Y1 關(guān) 0，X2 關(guān) O, Y2 幸 O。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
(I)本發(fā)明采用正交試驗(yàn)的方法，利用復(fù)配技術(shù)，經(jīng)過(guò)極差R計(jì)算出各因素的主次順序，獲得最優(yōu)水平搭配的隔熱涂料配方，經(jīng)國(guó)家建筑材料測(cè)試中心檢測(cè)得出，太陽(yáng)能反射比可達(dá)0.88，半球發(fā)射率可達(dá)0.91，隔熱溫差可達(dá)16.9°C。(2)本發(fā)明利用混拼方式將水性核殼結(jié)構(gòu)聚合物自身的球狀中空結(jié)構(gòu)和彈性乳液進(jìn)行混拼，加入反射隔熱涂料中能代替17%的鈦白粉，節(jié)約成本的同時(shí)大幅度提高涂層耐沾污性和遮蓋率。(3)本發(fā)明通過(guò)對(duì)不同顏填料粗細(xì)顆粒的搭配，減少漆膜中的空隙率，提高涂層整體的平整度，從而得到耐沾污性優(yōu)良的反射隔熱涂層，且隔熱溫差衰減值為4.4°C左右。(4)本發(fā)明通過(guò)對(duì)普通色粉或色漿種類及摻量的分析，得出炭黑顏料對(duì)涂層反射率影響最大，用炭黑類色漿調(diào)制的反射隔熱涂料在300 2500納米波段范圍內(nèi)的反射率最高不大于10%，本發(fā)明還可根據(jù)實(shí)際需求添加IR復(fù)合無(wú)機(jī)深顏料替代炭黑類顏料，其余為藍(lán)、紅、綠、黃，在此情況下，利用色漿300 2500納米波段范圍內(nèi)反射率高低配制不同色調(diào)的彩色反射隔熱涂料，控制每種色漿的添加量，制備出彩色反射隔熱涂料的反射率均在65%以上。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。實(shí)施例1
將重量份為25份的水、0.1份的增稠劑(羥乙基纖維素)、0.4份的分散劑、0.2份的消泡劑和0.2份的潤(rùn)濕劑依次加入一升的塑料罐中，并且中速攪拌5 8min至增稠劑充分溶解混合均勻；再緩慢加入2份的納米遠(yuǎn)紅外陶瓷粉，12份的精細(xì)硅藻土，2份的ZR涂料粉，I份的防紫外線無(wú)機(jī)粉，I份的反光粉，15份鈦白粉和10份重鈣，在1500 2000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌10 15min，使之充分分散，接著加入2份的成膜助劑高速分散5 8min制得分散體系；然后在低速攪拌條件下加入25份的純丙烯酸酯乳液和10份的聚合物優(yōu)創(chuàng)E，攪拌均勻后，加入0.1份的pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至7 9 ;再在200 350r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌，然后緩慢加入5份的空心玻璃微珠并攪拌均勻至表面看不到懸浮的空心玻璃微珠為止；最后加入0.2份的增稠劑、0.3份的消泡劑和0.1份的防腐防霉劑，攪拌10 15min至均勻后即可裝罐儲(chǔ)存。

如表I所示，按CB/T9755-2001《合成樹脂乳液外墻涂料》中的指標(biāo)檢測(cè)涂料的各項(xiàng)性能，檢測(cè)結(jié)果表明該涂料的各項(xiàng)常規(guī)性能指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。如表2所示，按JG/T235-2008《建筑反射隔熱涂料》標(biāo)準(zhǔn)中所述方法進(jìn)行隔熱溫差效果的測(cè)試，以纖維增強(qiáng)硅酸鈣板為隔熱溫差實(shí)驗(yàn)的空白試板，采用120μπι線棒涂布器兩道制得測(cè)試用隔熱試板，干燥7d后進(jìn)行隔熱溫差測(cè)試，光源采用兩只250瓦的加熱燈進(jìn)行照射，照射時(shí)間為lh，每隔5min記錄一次數(shù)據(jù)，在同一光源照射下，將隔熱試板與空白樣板進(jìn)行隔熱溫差對(duì)對(duì)比，隔熱試板比空白樣板低8.9°C ;經(jīng)5次耐沾污循環(huán)后，隔熱溫差衰減為5.6°C，因此，本發(fā)明具有較好的反射隔熱效果。實(shí)施例2
將重量份為15份的水、0.3份的增稠劑(羥乙基纖維素)、0.8份的分散劑、0.3份的消泡劑和0.5份的潤(rùn)濕劑依次加入一升的塑料罐中，并且中速攪拌5 8min至增稠劑充分溶解混合均勻；再緩慢加入4份的納米遠(yuǎn)紅外陶瓷粉，8份的精細(xì)硅藻土，3份的ZR涂料粉，2份的防紫外線無(wú)機(jī)粉，2份的反光粉，5份鈦白粉和15份重鈣，在1500 2000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌10 15min，使之充分分散，接著加入3份的成膜助劑高速分散5 8min制得分散體系；然后在低速攪拌條件下加入38份的純丙烯酸酯乳液和5份的聚合物優(yōu)創(chuàng)E，攪拌均勻后，加入0.3份的pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至7 9 ;再在200 350r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌，然后緩慢加入10份的空心玻璃微珠并攪拌均勻至表面看不到懸浮的空心玻璃微珠為止；最后加入0.4份的增稠劑、0.5份的消泡劑和0.3份的防腐防霉劑，攪拌10 15min至均勻后即
可裝罐儲(chǔ)存。如表I所示，按CB/T9755-2001《合成樹脂乳液外墻涂料》中的指標(biāo)檢測(cè)涂料的各項(xiàng)性能，檢測(cè)結(jié)果表明該涂料的各項(xiàng)常規(guī)性能指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。如表2所示，按JG/T235-2008《建筑反射隔熱涂料》標(biāo)準(zhǔn)中所述方法進(jìn)行隔熱溫差效果的測(cè)試，以纖維增強(qiáng)硅酸鈣板為隔熱溫差實(shí)驗(yàn)的空白試板，采用120μπι線棒涂布器兩道制得測(cè)試用隔熱試板，干燥7d后進(jìn)行隔熱溫差測(cè)試，光源采用兩只250瓦的加熱燈進(jìn)行照射，照射時(shí)間為lh，每隔5min記錄一次數(shù)據(jù)，在同一光源照射下，將隔熱試板與空白樣板進(jìn)行隔熱溫差對(duì)對(duì)比，隔熱試板比空白樣板低10.3°C ;經(jīng)5次耐沾污循環(huán)后，隔熱溫差衰減為5.9°C，因此，本發(fā)明具有較好的反射隔熱效果。實(shí)施例3
將重量份為20份的水、0.2份的增稠劑(羥乙基纖維素)、0.6份的分散劑、0.3份的消泡劑和0.3份的潤(rùn)濕劑依次加入一升的塑料罐中，并且中速攪拌5 8min至增稠劑充分溶解混合均勻；再緩慢加入6份的納米遠(yuǎn)紅外陶瓷粉，10份的精細(xì)硅藻土，5份的ZR涂料粉，3份的防紫外線無(wú)機(jī)粉，3份的反光粉，10份鈦白粉和10份重鈣，在1500 2000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌10 15min，使之充分分散，接著加入2.5份的成膜助劑高速分散5 8min制得分散體系；然后在低速攪拌條件下加入33份的純丙烯酸酯乳液和8份的聚合物優(yōu)創(chuàng)E，攪拌均勻后，加入0.2份的pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至7 9 ;再在200 350r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌，然后緩慢加入8份的空心玻璃微珠并攪拌均勻至表面看不到懸浮的空心玻璃微珠為止；最后加入0.3份的增稠劑、0.3份的消泡劑和0.2份的防腐防霉劑，攪拌10 15min至均勻后即可裝罐儲(chǔ)存。

如表I所示，按CB/T9755-2001《合成樹脂乳液外墻涂料》中的指標(biāo)檢測(cè)涂料的各項(xiàng)性能，檢測(cè)結(jié)果表明該涂料的各項(xiàng)常規(guī)性能指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。如表2所示，按JG/T235-2008《建筑反射隔熱涂料》標(biāo)準(zhǔn)中所述方法進(jìn)行隔熱溫差效果的測(cè)試，以纖維增強(qiáng)硅酸鈣板為隔熱溫差實(shí)驗(yàn)的空白試板，采用120μπι線棒涂布器兩道制得測(cè)試用隔熱試板，干燥7d后進(jìn)行隔熱溫差測(cè)試，光源采用兩只250瓦的加熱燈進(jìn)行照射，照射時(shí)間為lh，每隔5min記錄一次數(shù)據(jù)，在同一光源照射下，將隔熱試板與空白樣板進(jìn)行隔熱溫差對(duì)對(duì)比，隔熱試板比空白樣板低16.9°C ;經(jīng)5次耐沾污循環(huán)后，隔熱溫差衰減為4.9°C，因此，本發(fā)明具有較好的反射隔熱效果。表I
權(quán)利要求
1.高效能反射隔熱涂料，其特征在于，它是由以下重量份的原料組成:乳液25 38份 聚合物優(yōu)創(chuàng)E5 10份鈦白粉5 15份重鈣10 15份 納米遠(yuǎn)紅外陶瓷粉2 6份精細(xì)硅藻土6 12份ZR涂料粉2 5份 防紫外線無(wú)機(jī)粉I 3份反光粉I 3份 空心玻璃微珠5 10份 分散劑0.4 0.8份 潤(rùn)濕劑0.2 0.5份 pH調(diào)節(jié)劑0.1 0.3份成膜助劑2 3份 消泡劑0.5 0.8份 增稠劑0.3 0.7份 防腐防霉劑0.1 0.3份水15 25份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效能反射隔熱涂料，其特征在于，所述乳液為純丙烯酸酯乳液。
3.權(quán)利要求1 2任一項(xiàng)所述的高效能反射隔熱涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將重量份為15 25份的水、X1份的增稠劑、0.4 0.8份的分散劑、X2份的消泡劑和0.2 0.5份的潤(rùn)濕劑依次加入一升的塑料罐中，攪拌5 8min至混合均勻； (2)在上述攪拌均勻的溶液中緩慢加入2 6份的納米遠(yuǎn)紅外陶瓷粉，6 12份的精細(xì)硅藻土，2 5份的ZR涂料粉，I 3份的防紫外線無(wú)機(jī)粉，I 3份的反光粉，5 15份鈦白粉和10 15份重鈣，在1500 2000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌10 15min，使之充分分散，再加入2 3份的成膜助劑高速分散5 8min制得分散體系； (3)低速攪拌上述分散體系，加入25 38份的乳液和5 10份的聚合物優(yōu)創(chuàng)E，攪拌均勻后，加入0.1 0.3份的pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至7 9 ; (4)在200 350r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌，然后緩慢加入5 10份的空心玻璃微珠并攪拌均勻至表面看不到懸浮的空心玻璃微珠為止； (5)加入Y1份的增稠劑、Y2份的消泡劑和0.1 0.3份的防腐防霉劑均勻攪拌10 15min，即得產(chǎn)品；其中，0.3 ^ X1 +Y1 彡 0.7,0.5 彡 X2 +Y2 彡 0.8 ;且 X1 關(guān) O, Y1 關(guān) 0，X2 關(guān) O, Y2 幸 O。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效能反射隔熱涂料及其制備方法，屬于涂料應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明由乳液、聚合物優(yōu)創(chuàng)E、鈦白粉、重鈣、納米遠(yuǎn)紅外陶瓷粉、精細(xì)硅藻土、ZR涂料粉、防紫外線無(wú)機(jī)粉、反光粉、空心玻璃微珠、分散劑、潤(rùn)濕劑、pH調(diào)節(jié)劑、成膜助劑、消泡劑、增稠劑、防腐防霉劑和水組成，本發(fā)明還提供了上述涂料的制備方法。本發(fā)明采用正交試驗(yàn)的方法，利用復(fù)配技術(shù)，經(jīng)過(guò)極差R計(jì)算出各因素的主次順序，獲得最優(yōu)水平搭配的隔熱涂料配方，經(jīng)國(guó)家建筑材料測(cè)試中心檢測(cè)得出，太陽(yáng)能反射比為0.88，半球發(fā)射率為0.91，隔熱溫差為16.9℃。
文檔編號(hào)C09D133/04GK103183996SQ20131012492
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者黎燕利, 程俊, 安順燕, 郭麗纓, 吳建軍 申請(qǐng)人:四川嘉寶莉涂料有限公司