一種以堇青石基復合紅外輻射材料做填料的隔熱涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及涂料技術領域，特別是一種以堇青石基復合紅外輻射材料做填料的隔熱涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隔熱涂料是通過阻隔、反射、輻射等機理來降低被涂物內部的熱量積累，從而達到節能和改善工作環境或安全等目的的一種功能性涂料。一般將隔熱涂料分為阻隔型、反射型和輻射型隔熱涂料三類。其中，輻射型隔熱涂料通過將吸收到的太陽能中的紫外光、可見光及近紅外光能轉為熱能，以紅外輻射的方式在8-13.5ym波段內穿過大氣紅外窗口，高效地發射到大氣外層，從而達到降低溫度的目的。輻射型隔熱涂料區別于其他兩類隔熱涂料的一個顯著特點是:其余兩類隔熱涂料只能減緩但不能阻擋熱量的傳遞，而輻射型隔熱涂料能夠以熱發射的形式將吸收的熱量輻射掉，從而促使涂層內外以同樣的速率降溫。由此可見，研制輻射型隔熱涂料具有顯著優勢和積極意義。因過渡金屬氧化物，例如三氧化二鐵、三氧化二鈷等紅外輻射材料具有復雜的反尖晶石相或混尖晶石相，材料發射率較高，但是顏色較深，很難應用到實際中。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種以堇青石基復合紅外輻射材料做填料的隔熱涂料及其制備方法。本發明首先制備堇青石基復合紅外輻射材料，將粉體材料分散均勻后加入尿素進行沉淀，然后造粒，過程中加入了造孔劑聚乙烯吡咯烷酮、鋁粉等，在高溫的作用下不僅能夠形成具有蓬松細密的孔隙；同時原料中的金屬離子和氧離子重新排列后形成的更穩定的尖晶石結構或金紅石型結構，雙重作用提高了紅外發射率。同時由于過渡金屬氧化物中三氧化二鐵、二氧化錳等材料的顏色較深，在涂料中的應用受到限制，而通過與堇青石復合，可使顏色變至淺灰色，利于實際應用。
[0004]為了實現本發明的目的，本發明通過以下方案實施:
一種以堇青石基復合紅外輻射材料做填料的隔熱涂料，由下列重量份的原料制成:堇青石基復合紅外輻射材料22-25、純丙乳液40-43、金紅石型鈦白粉8-9、無水乙醇22-25、聚丙烯酸鈉1-2、海藻膠粉2-2.5、絹云母粉2-3、高嶺土 3-4.5、硅烷偶聯劑kh550 0.8_1、十六烷基三甲基溴化銨0.4-0.6、去離子水29-30、甘油硬脂酸酯0.6-0.8 ；
所述堇青石基復合紅外輻射材料由以下重量份的原料制備而成:堇青石50-60、三氧化二鐵30-35、碳化硅15-20、三氧化二鈷20-25、氧化鋯20-25、二氧化錳10_15、海藻酸鈉3-5、聚乙烯醇4-5、鋁粉3-4、20%的尿素水溶液22-25 ;制備方法如下:將聚乙烯醇溶于20倍量的去離子水中后加入除海藻酸鈉、鋁粉之外的所有粉體成分，以800轉/分的速度攪拌分散均勻，然后加入20%的尿素水溶液，在80°C水浴中攪拌反應6小時后陳化2小時再進行離心，保留固體，最后水洗干燥得到粉料A ;再將海藻酸鈉溶于5倍量的水中，邊攪拌邊加熱至完全溶解，然后與粉料A、鋁粉一同加入到造粒機中擠出造粒，將制成的顆粒放入電爐中，以250-300°C的溫度烘烤60分鐘，再升高溫度到1150°C，繼續煅燒2-2.5小時，取出冷卻至室溫，將煅燒后的顆粒粉碎，過200目篩即得。
[0005]本發明所述一種以堇青石基復合紅外輻射材料做填料的隔熱涂料，由以下具體步驟制成:
(1)將堇青石基復合紅外輻射材料與無水乙醇混合，攪拌均勻形成分散液，再加入聚丙烯酸鈉，攪拌混合均勻后超聲分散15-20分鐘，然后球磨60-90分鐘，球磨時控制溫度在40-450C，得到堇青石基復合紅外輻射材料乙醇分散漿料；
(2)將金紅石型鈦白粉、絹云母粉、高嶺土放入球磨機中進行球磨30-40分鐘，然后加入甘油硬脂酸酯，繼續攪拌10分鐘，形成表面活化的混合粉料A，整個球磨過程控制球磨轉速為2400-2800轉/分，溫度為80-90°C ；
(3)將海藻膠粉添加到去離子水中，緩慢加入混合粉料A、硅烷偶聯劑kh550，以800轉/分的速度攪拌40-60分鐘后移至高速攪拌機，緩慢加入堇青石基復合紅外輻射材料乙醇分散漿料，以3500-4000轉/分的速度分散30分鐘，獲得混合漿料；
(4)向混合漿料中緩慢地加入調制好的純丙乳液，然后加入其余剩余成分，以400-450轉/分的速度攪拌35-40分鐘，然后球磨分散2-3小時，即得。
[0006]本發明的優異效果是:本發明添加具有極高紅外發射率的堇青石基復合紅外輻射材料，同時添加表面活化處理后的金紅石型鈦白粉、高嶺土等成分，制成的產品粒度小、分散均勻，流動性好，施工性佳，涂膜附著力好，隔熱降溫顯著，具有廣闊的市場前景。
【具體實施方式】
[0007]下面通過具體實例對本發明進行詳細說明。
[0008]一種以堇青石基復合紅外輻射材料做填料的隔熱涂料，由下列重量份(公斤)的原料制成:堇青石基復合紅外輻射材料22、純丙乳液40、金紅石型鈦白粉8、無水乙醇22、聚丙烯酸鈉1、海藻膠粉2、絹云母粉2、高嶺土3、硅烷偶聯劑kh550 0.8、十六烷基三甲基溴化銨
0.4、去離子水29、甘油硬脂酸酯0.6 ；
所述堇青石基復合紅外輻射材料由以下重量份(公斤)的原料制備而成:堇青石50、三氧化二鐵30、碳化硅15、三氧化二鈷20、氧化鋯20、二氧化錳10、海藻酸鈉3、聚乙烯醇4、鋁粉3、20%的尿素水溶液22 ;制備方法如下:將聚乙烯醇溶于20倍量的去離子水中后加入除海藻酸鈉、鋁粉之外的所有粉體成分，以800轉/分的速度攪拌分散均勻，然后加入20%的尿素水溶液，在80°C水浴中攪拌反應6小時后陳化2小時再進行離心，保留固體，最后水洗干燥得到粉料A ;再將海藻酸鈉溶于5倍量的水中，邊攪拌邊加熱至完全溶解，然后與粉料A、鋁粉一同加入到造粒機中擠出造粒，將制成的顆粒放入電爐中，以250-300 0C的溫度烘烤60分鐘，再升高溫度到1150°C，繼續煅燒2小時，取出冷卻至室溫，將煅燒后的顆粒粉碎，過200目篩即得。
[0009]本發明所述一種以堇青石基復合紅外福射材料做填料的隔熱涂料，由以下具體步驟制成:
(I)將堇青石基復合紅外輻射材料與無水乙醇混合，攪拌均勻形成分散液，再加入聚丙烯酸鈉，攪拌混合均勻后超聲分散15分鐘，然后球磨60分鐘，球磨時控制溫度在40-45°C，得到堇青石基復合紅外輻射材料乙醇分散漿料；
(2)將金紅石型鈦白粉、絹云母粉、高嶺土放入球磨機中進行球磨30分鐘，然后加入甘油硬脂酸酯，繼續攪拌10分鐘，形成表面活化的混合粉料A，整個球磨過程控制球磨轉速為2400轉/分，溫度為80-900C ；
(3)將海藻膠粉添加到去離子水中，緩慢加入混合粉料A、硅烷偶聯劑kh550，以800轉/分的速度攪拌40分鐘后移至高速攪拌機，緩慢加入堇青石基復合紅外輻射材料乙醇分散漿料，以3500轉/分的速度分散30分鐘，獲得混合漿料；
(4)向混合漿料中緩慢地加入調制好的純丙乳液，然后加入其余剩余成分，以400轉/分的速度攪拌35分鐘，然后球磨分散2小時，即得。
[0010]本發明生產的涂料外觀正常，無沉淀，無結塊，通過160小時耐水性試驗、50小時耐堿性試驗、10000次耐洗刷性試驗均無異常；耐人工老化試驗:2000小時不起泡，不剝落，無裂紋；半球發射率測試符合JC/T 1040-2007《建筑外表面用熱反射隔熱涂料》中規定涂層半球發射率多85%的要求。
【主權項】
1.一種以堇青石基復合紅外輻射材料做填料的隔熱涂料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:堇青石基復合紅外輻射材料22-25、純丙乳液40-43、金紅石型鈦白粉8_9、無水乙醇22-25、聚丙烯酸鈉1-2、海藻膠粉2-2.5、絹云母粉2_3、高嶺土 3-4.5、硅烷偶聯劑kh550 0.8-1、十六烷基三甲基溴化銨0.4-0.6、去離子水29-30、甘油硬脂酸酯0.6-0.8 ； 所述堇青石基復合紅外輻射材料由以下重量份的原料制備而成:堇青石50-60、三氧化二鐵30-35、碳化硅15-20、三氧化二鈷20-25、氧化鋯20-25、二氧化錳10_15、海藻酸鈉3-5、聚乙烯醇4-5、鋁粉3-4、20%的尿素水溶液22-25 ;制備方法如下:將聚乙烯醇溶于20倍量的去離子水中后加入除海藻酸鈉、鋁粉之外的所有粉體成分，以800轉/分的速度攪拌分散均勻，然后加入20%的尿素水溶液，在80°C水浴中攪拌反應6小時后陳化2小時再進行離心，保留固體，最后水洗干燥得到粉料A ;再將海藻酸鈉溶于5倍量的水中，邊攪拌邊加熱至完全溶解，然后與粉料A、鋁粉一同加入到造粒機中擠出造粒，將制成的顆粒放入電爐中，以250-300°C的溫度烘烤60分鐘，再升高溫度到1150°C，繼續煅燒2-2.5小時，取出冷卻至室溫，將煅燒后的顆粒粉碎，過200目篩即得。
2.根據權利要求1所述一種以堇青石基復合紅外輻射材料做填料的隔熱涂料，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將堇青石基復合紅外輻射材料與無水乙醇混合，攪拌均勻形成分散液，再加入聚丙烯酸鈉，攪拌混合均勻后超聲分散15-20分鐘，然后球磨60-90分鐘，球磨時控制溫度在40-450C，得到堇青石基復合紅外輻射材料乙醇分散漿料； (2)將金紅石型鈦白粉、絹云母粉、高嶺土放入球磨機中進行球磨30-40分鐘，然后加入甘油硬脂酸酯，繼續攪拌10分鐘，形成表面活化的混合粉料A，整個球磨過程控制球磨轉速為2400-2800轉/分，溫度為80-90°C ； (3)將海藻膠粉添加到去離子水中，緩慢加入混合粉料A、硅烷偶聯劑kh550，以800轉/分的速度攪拌40-60分鐘后移至高速攪拌機，緩慢加入堇青石基復合紅外輻射材料乙醇分散漿料，以3500-4000轉/分的速度分散30分鐘，獲得混合漿料； (4)向混合漿料中緩慢地加入調制好的純丙乳液，然后加入其余剩余成分，以400-450轉/分的速度攪拌35-40分鐘，然后球磨分散2-3小時，即得。
【專利摘要】本發明公開了一種以堇青石基復合紅外輻射材料做填料的隔熱涂料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：堇青石基復合紅外輻射材料22-25、純丙乳液40-43、金紅石型鈦白粉8-9、無水乙醇22-25、聚丙烯酸鈉1-2、海藻膠粉2-2.5、絹云母粉2-3、高嶺土3-4.5、硅烷偶聯劑kh550 0.8-1、十六烷基三甲基溴化銨0.4-0.6、去離子水29-30、甘油硬脂酸酯0.6-0.8；本發明添加具有極高紅外發射率的堇青石基復合紅外輻射材料，同時添加表面活化處理后的金紅石型鈦白粉、高嶺土等成分，制成的產品粒度小、分散均勻，流動性好，施工性佳，涂膜附著力好，隔熱降溫顯著，具有廣闊的市場前景。
【IPC分類】C04B35-195, C04B35-66
【公開號】CN104788107
【申請號】CN201510118976
【發明人】劉孝峰
【申請人】蚌埠市英路光電有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月18日