一種黃色近紅外高反射涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種黃色近紅外高反射涂料及其制備方法。該黃色近紅外高反射涂料，按重量百分比組分如下：黃色近紅外反射顏料20～50％，成膜物質10～50％，溶劑30～60％，助劑4～30％；所述成膜物質為有機硅樹脂，所述溶劑為水或C1-C4醇。本發(fā)明還提供該黃色近紅外高反射涂料的制備方法。該黃色近紅外高反射涂料具有稿反射率、亮麗的黃色色度及良好機械性能，用于建筑外立面及頂層或者石油儲罐、汽車和飛機外殼、船舶甲板的外表面，明顯降低涂層內物的溫度。
【專利說明】一種黃色近紅外高反射涂料及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于化工涂料【技術領域】，涉及一種黃色近紅外高反射涂料。

【背景技術】
[0002] 當今，在美國建筑行業(yè)中最熱門的話題之一就是"冷"屋面。其主要技術原理就是 在建筑屋頂涂刷高反射率的涂料，即所謂的"冷"涂料，來提高屋頂?shù)臒岱瓷渎?。在到達地 面太陽總能量中，95%的紅外輻射能量集中在波長為0. 72?2. 5 μ m的范圍內，即近紅外范 圍內，因此，具有高近紅外反射率的涂料能夠反射太陽光的大部分能量，明顯降低物體表面 的溫度，避免表面溫度升高引起的諸多不利影響，同時可減小空調等制冷設備的使用，較大 程度的節(jié)約能源，滿足作為"冷"涂料的要求。進入21世紀以來，哈爾濱、長沙、石家莊、昆 明等多座城市在城市設計色彩規(guī)劃中選擇以黃色為主要基調。由此可見，既具有高的近紅 外反射率，能夠較大程度的反射太陽能量，同時又滿足總體建筑應用需求的黃色近紅外反 射涂料具有廣闊的應用前景，既可以應用于石油儲罐等化工容器上，降低容器內液體溫度， 提高安全性；又可以應用于汽車以及倉庫或者建筑物的屋頂與墻壁上，降低內部溫度，減少 空調等制冷設備的使用，節(jié)約能源。
[0003] 中國專利文件CN 103725126A公開了一種太陽熱反射涂料，以金紅石型鈦白粉、 氧化鋅、超細硫酸鋇為主要顏填料，提供一種太陽熱吸收率更低、耐候性更好的太陽熱反射 涂料。中國專利文件CN 101812269A公開了一種太陽熱輻射反射涂料，但未說明所加紅外 粉的主要成分?？梢?，金紅石型Ti02等白色顏料因其高的近紅外反射率在涂料領域應用較 多，而彩色涂料的研究較少。中國專利文件CN 102660156A公開了一種黃色系反射隔熱顏 料與涂料及其制備方法，在無機薄片基材上包覆納米氧化物反射隔熱材料的基礎上，再包 覆氧化鐵黃色著色層，反射隔熱效果明顯提高。
[0004] 目前，熱反射關鍵原材料即顏填料主要靠進口，國內缺少關鍵原料，同時為得到高 反射率，常選用多膜層結構，導致制備工藝復雜，成本升高，給推廣、使用造成一定困難。


【發(fā)明內容】

[0005] 為了解決上述問題，提供一種黃色近紅外高反射涂料及其制備方法，該黃色涂料 顏色亮、具有較高的近紅外反射率及良好的機械性能、耐候性能，且制備工藝簡單，利于工 業(yè)化生產。
[0006] 本發(fā)明的技術方案如下：
[0007] -種黃色近紅外高反射涂料，按重量百分比組分如下：
[0008] 黃色近紅外反射顏料20?50%，成膜物質10?50%，溶劑30?60%，助劑4? 30% ;各成分之和為100% ;
[0009] 所述成膜物質為有機硅樹脂，所述溶劑為水或C1-C4醇。
[0010] 所述黃色近紅外反射顏料是Y-Nd-Mo納米顏料，近紅外反射率92-95%，粒徑 100-200nm，按以下步驟制備：按質量百分比取氧化釔55?65%、氧化釹20?30%和氧化 鑰15%在乙醇介質中球磨混合，在1400?1600°C時保溫60?180min煅燒即得。
[0011] 所述助劑為分散劑與消泡劑、流平劑、潤滑劑、成膜助劑之一種或多種的組合，可 從本領域常用助劑中選用。本發(fā)明優(yōu)選的：
[0012] 所述分散劑選自是BYK-16UBYK-164中的一種或組合。
[0013] 所述消泡劑可以是BYK-066N、BYK-141中的一種或組合。
[0014] 所述流平劑可以是BYK-333、BYK-300、BYK-306中的一種或組合。
[0015] 所述潤滑劑可以是BYK-103、BYK-P104中的一種或組合。
[0016] 所述成膜助劑可以是BYK-358N。
[0017] 進一步優(yōu)選，所述助劑為上述分散劑、消泡劑、流平劑、潤滑劑、成膜助劑按質量比 1?2:1?2 :1?2 :1?2 :1?2的組合。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述C1-C4醇是乙醇、異丙醇、異丁醇之一或組合。進一步優(yōu) 選乙醇：異丙醇=3 :3. 5?5的組合，或異丙醇：異丁醇=1?1. 5 :1的組合。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述有機硅樹脂選自TSR-180、TSR-165、YR-3187中的一種或 幾種。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，一種黃色近紅外高反射涂料，按重量百分比組分如下：
[0021] 黃色近紅外反射顏料30?40%，成膜物質15?30%，溶劑30?40%，助劑5? 15% ;各成分之和為100% ;所述成膜物質為有機硅樹脂TSR-180、TSR-165、YR-3187之一或 組合，所述溶劑為乙醇、異丙醇、異丁醇之一或組合。
[0022] 本發(fā)明的技術特點在于，一是黃色近紅外反射顏料具有高的近紅外反射率，且具 有艷麗的色彩，二是通過與特定型號的成膜物質適配并協(xié)同作用，是的配成的涂料具有高 沖擊強度、高附著力，且具有良好的柔韌性。其中，型號TSR-180的有機硅樹脂為有機硅改 性醇酸樹脂，該樹脂耐高溫，耐油，耐溶劑，耐候性好，附著力好；型號TSR-165的有機硅樹 脂為純有機硅樹脂，該樹脂能提高耐熱性能，耐候性能，防水性能及光澤度；型號YR-3187 的有機硅樹脂為純有機硅樹脂該樹脂能熱穩(wěn)定性好，耐高溫，防水耐候性好。三是采用特定 分散劑BYK-16UBYK-164,通過空間位阻穩(wěn)定作用來防止顏料再絮凝，能使顏料在涂料和顏 料漿中的著色力和色相穩(wěn)定，使制得的涂料保持了所添加顏料本身的鮮艷色彩，具有亮麗 的黃色色度。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，一種近紅外高反射黃色涂料的制備方法，包括步驟如下：
[0024] 1、按配比分別取有機硅樹脂、溶劑、助劑，加入分散機中，以800_1000r/min高速 分散1. 5-2. 5h ;然后邊攪拌邊加入黃色近紅外反射顏料，并繼續(xù)分散2h ;
[0025] 2、分散均勻后再以玻璃珠為研磨介質，以500-600r/min的速度研磨2h，即得。濾 除玻璃珠，得到分散均勻的反射近紅外高反射黃色涂料。
[0026] 本發(fā)明的有益效果：
[0027] 本發(fā)明以具有高的近紅外反射率的Y-Nd-Mo系列顏料為主要顏填料，制備出具有 優(yōu)異的近紅外反射率、亮麗的黃色色度及良好機械性能的黃色高近紅外反射涂料。綜合性 能好。
[0028] 本發(fā)明的黃色高近紅外反射涂料的沖擊強度、柔韌性、附著力、鉛筆硬度等各項基 本性能指標良好，沖擊強度50cm，柔韌性< 1mm，附著力< 1級，鉛筆硬度3 6H。本發(fā)明的涂 料在30(TC耐熱沖擊及耐冷熱沖擊性能良好，反復10次無掉漆、開裂現(xiàn)象。
[0029] 本發(fā)明的黃色高近紅外反射涂料，用于建筑外立面及頂層或者石油儲罐、汽車和 飛機外殼、船舶甲板的外表面，能反射太陽光的大部分能量，明顯降低涂層內物體表面的溫 度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030] 圖1實施例中使用的黃色近紅外反射顏料的SEM圖片。
[0031] 圖2是實施例1的產品的近紅外反射圖譜。

【具體實施方式】
[0032] 下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例中所述"份"均為重量份。
[0033] 實施例中所用原料來源說明：有機硅樹脂為有機硅樹脂TSR-180、TSR-165、 YR-3187,北京安特普納科貿有限公司有售。所用助劑為德國畢克化學BYK助劑，廣州市南 太化工有限公司有售。溶劑為乙醇、異丙醇、異丁醇，工業(yè)級，含量> 99. 9%，濟南聯(lián)順化工 有限公司有售。
[0034] 實施例中所用黃色近紅外反射顏料是60Y-25Nd_15M〇納米顏料，按以下步驟制 備：按質量百分比取氧化釔60%、氧化釹25 %和氧化鑰15%在乙醇介質中球磨混合，在 1500°C時保溫120min煅燒即得。平均粒徑180nm。圖1是顏料的SEM圖片。
[0035] 實施例1 :
[0036] 一種黃色高近紅外反射涂料，具體制備步驟如下：
[0037] 1、按質量分別取30份有機硅樹脂TSR-180,15份乙醇，20份異丙醇，1份分散 劑BYK-161，1份消泡劑BYK-066,1份流平劑BYK-333,1份潤滑劑BYK-103,1份成膜助劑 BYK-358N，用高速分散機高速分散2h ;
[0038] 2、在攪拌的過程中加入30份的黃色近紅外反射顏料，并繼續(xù)分散2h ;
[0039] 所述黃色近紅外反射顏料是氧化釔60份、氧化釹25份、氧化鑰15份球磨混合后 在1400°C時保溫150min煅燒后所得。
[0040] 3、分散均勻后換研磨頭，加入玻璃珠，以600r/min的速度研磨2h后停止研磨，過 濾研磨用玻璃珠，得到分散均勻的反射涂料。本領域的技術人員可以進行常規(guī)選擇。
[0041] 將實施例1中的產品均勻噴涂在馬口鐵板表面，固化成膜后測試其光譜反射性 能。如圖2所示,平均近紅外反射率為74. 67%,近紅外反射率最高可達93. 16%。
[0042] 實施例2 :
[0043] 一種黃色高近紅外反射涂料，具體制備步驟如下：
[0044] 1、按質量分別取20份有機硅樹脂TSR-165, 30份異丁醇，1份分散劑BYK-161，1份 分散劑BYK-164, 2份消泡劑BYK-141，2份流平劑BYK-300, 2份潤滑劑BYK-P104, 2份成膜 助劑BYK-358N，用高速分散機高速分散2h ;
[0045] 2、在攪拌的過程中加入40份的黃色近紅外反射顏料，并繼續(xù)分散2h ;
[0046] 所述黃色近紅外反射顏料是氧化釔55份、氧化釹30份、氧化鑰15份球磨混合后 在1600°C時保溫60min煅燒后所得。
[0047] 3、分散均勻后換研磨頭，加入玻璃珠，以600r/min的速度研磨2h后停止研磨，過 濾研磨用玻璃珠，得到分散均勻的反射涂料。
[0048] 實施例3 :
[0049] 一種黃色高近紅外反射涂料，具體制備步驟如下：
[0050] 1、按質量分別取5份有機硅樹脂TSR-180, 5份有機硅樹脂TSR-165, 5份有機硅樹 脂YR-3187, 20份異丙醇，20份異丁醇，2份分散劑BYK-164,1份消泡劑BYK-066N，1份消泡 劑BYK-141，2份流平劑BYK-306,1份潤滑劑BYK-103,1份潤滑劑BYK-P104, 2份成膜助劑 BYK-358N，用高速分散機高速分散2h ;
[0051] 2、在攪拌的過程中加入35份的黃色近紅外反射顏料，并繼續(xù)分散2h ;
[0052] 所述黃色近紅外反射顏料是氧化釔65份、氧化釹20份、氧化鑰15份球磨混合后 在1500°C時保溫180min煅燒后所得。
[0053] 3、分散均勻后換研磨頭，加入玻璃珠，以600r/min的速度研磨2h后停止研磨，過 濾研磨用玻璃珠，得到分散均勻的反射涂料。
[0054] 實施例1-3的涂料產品性能試驗：
[0055] 1、固化方法：接通底板加熱器的電源，控制溫度70°C，待底板溫度穩(wěn)定后，將涂料 均勻噴涂在底板上，觀察表面溶劑的揮發(fā)情況，待表面溶劑揮發(fā)完全后，迅速移至70°C烘箱 內，有機硅樹脂涂料的固化步驟如表1所示。固化步驟完成后關閉烘箱，使樣片在烘箱內自 行冷卻至室溫再取出進行性能測試。
[0056] 表1涂料梯度升溫固化流程
[0057]

【權利要求】
1. 一種黃色近紅外高反射涂料，按重量百分比組分如下： 黃色近紅外反射顏料20?50 %，成膜物質10?50 %，溶劑30?60 %，助劑4?30 %; 各成分之和為100% ; 所述成膜物質為有機硅樹脂，所述溶劑為水或C1-C4醇。
2. 如權利要求1所述的黃色近紅外高反射涂料，其特征在于所述黃色近紅外反射顏 料是Y-Nd-Mo納米顏料，近紅外反射率92-95 %，粒徑100-200nm ;按以下步驟制得：按質 量百分比取氧化釔55?65%、氧化釹20?30%和氧化鑰15%在乙醇介質中球磨混合，在 1400?1600°C時保溫60?180min煅燒。
3. 如權利要求1所述的黃色近紅外高反射涂料，其特征在于所述助劑為分散劑與消泡 齊U、流平劑、潤滑劑、成膜助劑之一種或多種的組合，其中： 所述分散劑選自是BYK-16UBYK-164中的一種或組合； 所述消泡劑是BYK-066N、BYK-141中的一種或組合； 所述流平劑是BYK-333、BYK-300、BYK-306中的一種或組合； 所述潤滑劑是BYK-103、BYK-P104中的一種或組合； 所述成膜助劑是BYK-358N。
4. 如權利要求3所述的黃色近紅外高反射涂料，其特征在于所述助劑為上述分散劑、 消泡劑、流平劑、潤滑劑、成膜助劑按質量比1?2:1?2:1?2:1?2:1?2的組合。
5. 如權利要求1所述的黃色近紅外高反射涂料，其特征在于所述C1-C4醇是乙醇、異丙 醇、異丁醇之一或組合。
6. 如權利要求1所述的黃色近紅外高反射涂料，其特征在于所述溶劑是乙醇：異丙醇 =3 :3. 5?5的組合，或異丙醇：異丁醇=1?1. 5 :1的組合。
7. 如權利要求1所述的黃色近紅外高反射涂料，其特征在于所述有機硅樹脂選自 TSR-180、TSR-165、YR-3187 中的一種或幾種。
8. 如權利要求1所述的黃色近紅外高反射涂料，其特征在于按重量百分比組分如下： 黃色近紅外反射顏料30?40 %，成膜物質15?30 %，溶劑30?40 %，助劑5?15 %; 各成分之和為100% ;所述成膜物質為有機硅樹脂TSR-180、TSR-165、YR-3187之一或組合， 所述溶劑為乙醇、異丙醇、異丁醇之一或組合。
9. 權利要求1-7任一項所述的近紅外高反射黃色涂料的制備方法，包括步驟如下： (1) 按配比分別取有機硅樹脂、溶劑、助劑，加入分散機中，以800-1000r/min高速分散 1. 5-2. 5h ;然后邊攪拌邊加入黃色近紅外反射顏料，并繼續(xù)分散2h ; (2) 分散均勻后再以玻璃珠為研磨介質，以500-600r/min的速度研磨2h，即得。
【文檔編號】C09D5/33GK104194624SQ201410480099
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權日:2014年9月18日
【發(fā)明者】張玉軍, 趙新巧, 龔紅宇, 張瀟予 申請人:山東大學