專利名稱：水性冷顏料雙涂層多功能隔熱外墻涂料及制備方法
技術領域：
本發明屬于涂料領域，涉及水性有機硅丙乳液的制備，以及以此乳液為基料，以冷 顏料、玻璃空心微珠、陶瓷空心微珠、超細紅外發射陶瓷粉體、金紅石鈦白粉等組合為顏填 料(含功能填料)制備的外墻涂料。尤其涉及隔熱外墻涂料。
背景技術：
目前我國建筑物絕大多數是高能耗非節能型建筑。建設部在2002年印發了建筑 節能“十五”計劃，積極推進建筑節能，有利于改善人民生活和工作環境，保證國民經濟持續 穩定發展，減輕大氣污染，減少溫室氣體排放，緩解地球變暖的趨勢，是發展我國建筑業和 節能事業的重要工作。自20世紀80年代以來，建筑業、石油工業、運輸業、兵器工業等的迅 速發展，要求使用新型的隔熱涂料，以降低物體的表面溫度，阻止熱傳導，改善工作環境，提 高安全性。隨著全世界對環境保護，節能降耗等問題的日益重視，所以在建筑外墻涂料在研 究應用領域，涂料的功能性也從美觀、防水、防腐等擴展到了自潔、保溫、隔熱，從而達到節 能降耗，保護環境的目的。隔熱涂料是一種近年來發展的新型功能型涂料，將其用于建筑物的表面可達到降 低建筑物內部溫度，減少空調等能源消耗的目的，隔熱涂料是隔熱保溫材料的主要發展方 向之一。美國專利US6017981介紹了一種紅外反射涂料，是以水稀釋型丙烯酸樹脂為基 料，與鈦白粉、鉻黑、鐵紅等顏料，滑石粉、云母粉等填料組成，涂于白色底漆上形成干膜厚 45iim的涂層，對1200 2500nm紅外線的反射率大于50%。該涂料的缺點是以醚醇和水 的混合液為稀釋劑，仍有環境污染問題。中國專利CN1434063A開發出一種以環氧改性丙烯酸乳液為基料，與紅外線反射 顏料、填料、空心玻璃微珠、電廠漂珠、助劑等混合制成水性熱反射隔熱涂料，其施工性能、 干燥性能、漆膜機械性能、裝飾性、熱反射和隔熱性能均達到或超過溶劑型熱反射涂料的水平。中國專利(申請號CN03150519. 8)開發出一種太陽熱反射隔熱涂料，由面層涂料 和底層涂料組成，特點是面層涂料中含有金紅石型鈦白粉，底層涂料中采用空心漂珠、空心 無機纖維、工程纖維素等隔熱填料。中國專利(申請號CN200610155303. 6)提供了一種太陽熱反射隔熱涂料及其制 備方法，以通過輻射的形式，把建筑物吸收的日照光線和熱量以一定的波長反射到空氣中， 從而達到良好隔熱降溫效果的涂料。其由面層涂料和底層涂料按1 1.5比例混合而成。上述現有文獻存在下述缺陷1.隔熱涂料產品的設計往往集中的反射隔熱功能的實現，并附帶了阻斷隔熱和輻 射隔熱功能，但并沒有真正意義上從三種隔熱機理進行產品的設計，不能在太陽能隔熱上 實現阻斷隔熱、輻射隔熱、反射隔熱三種隔熱機理的協同作用，實現高效隔熱。
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2.涂料顏色單一，以白色為主，不能滿足應用需求。之所以出現此種局面，是因為 沒能找到相應的具有高反射率的顏料。3.雙層或多層結構設計的隔熱涂料可能是為了實現多種隔熱機理的協同效果，但 是在面涂涂層的功能設計上，沒有關注涂層的自潔功能和抗老化功能，從而沒有考慮到涂 層污染和老化等因素而給涂層隔熱效果帶來的影響和危害。
發明內容
為克服上述缺陷，本發明提供一種水性冷顏料雙涂層多功能隔熱外墻涂料。該涂 料包括由有機硅丙乳液、冷顏料、玻璃空心微珠、陶瓷空心微珠、金紅石型二氧化鈦、納米紅 外發射陶瓷粉體、超細滑石粉、紅外發射陶瓷粉體、助劑、水組成的面涂、中涂兩個組份。在 施工涂裝過程中，面涂、中涂分別使用，各自形成涂膜。特征在于中涂的配方質量百份比如下
組份質量百分比％
有機硅丙乳液40 ‘ 70
玻璃空心微珠10 ‘ 30
陶瓷空心微珠15 ‘ 30
金紅石型二氧化鈦5 10
超細滑石粉5 10
紅外發射陶瓷粉體3 8
助劑3 10
水5 25
中涂涂料選用金紅石型鈦白粉、玻璃空心微珠、陶瓷空心微珠、紅外發射陶瓷粉體
復合填料體系，高效地實現阻斷、反射、輻射隔熱效果。其中，空心玻璃微珠的粒徑一般在 30 120μπι之間。為了能使填料在涂層中形成更為致密的反射層，將不同粒徑的填料復 合添加以提升涂層的反射效率。該發明采用了玻璃空心微珠、陶瓷空心微珠、超細滑石粉、 紅外發射陶瓷粉體配比的復合功能填料體系，且微珠細目在150目至300目之間。這樣的 體系即充分利用二氧化鈦的強的遮蓋力，利用大小微珠和二氧化鈦顆粒、滑石粉顆粒交錯 排列，實現了涂膜的無縫，提高熱阻。同時利用紅外發射陶瓷粉體(遠紅外線發射波長范圍 5μπι 25μπι，其中8μπι 15 μ m范圍的法向光譜比輻射率達到85% ；細度325目；比重 2. 7 ；不溶于水；耐弱酸、弱堿)的紅外發射作用實現輻射隔熱功能。面涂的配方質量百份比如下組份質量百分比％有機硅丙乳液40 ‘ 70
金紅石型二氧化鈦10 ‘ 25
納米紅外發射陶瓷粉體3 ‘8
冷顏料5 ‘15
助劑5 ‘8
水5 ^ 35 面涂涂料選用冷顏料、金紅石型二氧化鈦、紅外發射陶瓷粉體(遠紅外線發射波長范圍5μπι 25μπι，其中8μπι 15μ m范圍的法向光譜比輻射率達到85% ；細度325目； 比重2. 7;不溶于水；耐弱酸、弱堿)的復合顏填料體系。其中，冷顏料為專門用作紅外反射 的“冷顏料”，該種顏料這所以被稱為“冷顏料”，就是因為其在太陽能隔熱效果中有著顯著 功效，具有以下特點①具有尖晶石結構，有著高的遮蓋力和太陽光的反射性；②且平均粒 徑小，吸油量低，膨脹值低等特點；③具有優良的抗化學性，耐候性，耐光牢度，熱穩定性，耐 磨及非遷移。同時，選用納米紅外發射陶瓷粉體主體實現輻射隔熱。面涂涂層主要設計了 反射隔熱、輻射隔熱功能。以上配方中，助劑主要包括紫外線吸收劑、光穩定劑、抗氧劑、潤濕劑、分散劑、消 泡劑、增稠劑、酸值調節劑、成膜助劑、殺菌防霉助劑等。面涂、中涂中有機硅丙乳液的配方質量百份比如下組分質量百分比％丙烯酸丁酯15 18丙烯酸1 4苯乙烯2 5甲基丙烯酸甲酯15 18帶乙烯基的硅氧烷單體1 4混合乳化劑1 3過硫酸銨0. 2 1/K40 60一種水性冷顏料雙涂層多功能隔熱外墻涂料的制備方法，有機硅丙乳液的制備方 法特征在于在乳化釜中，加入部分水，乳化劑及全部單體，高速分散乳化30分鐘，待用。在 反應釜中加入剩余的水，乳化劑和1/10預乳化液，攪拌升溫至75度時，加入1/3過硫酸銨 水溶液，待乳液呈明顯藍光后，分別滴加剩余的預乳化液及過硫酸銨水溶液，在82 84°C 于3小時內滴加完畢，保溫1小時，再降溫、過濾。—種水性冷顏料雙涂層多功能隔熱外墻涂料的制備方法，面涂的制備方法特征 在于按質量比配比，在水性硅丙乳液中加入冷顏料、金紅石鈦白粉、紅外陶瓷粉體，低速 攪拌，混合均勻；加入消泡劑、潤濕劑，高速攪拌。攪拌時間視物料多少而異，一般在25 40min左右，再加2 5%成膜助劑，即可制得面涂涂料。一種水性冷顏料雙涂層多功能隔熱外墻涂料的制備方法，中涂的制備方法其特征 在于在高速分散機轉速500 800r/min條件下，按照一定的質量比，依次添加水、分散劑、 潤濕劑、消泡劑等助劑。在添加二氧化鈦和冷顏料后，提高轉速至5000r/min進行高速分 散，分散30分鐘后，使用刮板細度計測度顏填料的最大粒徑在60 μ m以下時，將高速分散機 轉速調至450 550r/min，添加硅丙乳液以及玻璃中空微珠和陶瓷微珠，再使用增稠劑調 節體系調整粘度。
具體實施例方式1.有機硅丙乳液制備在乳化釜中，加入部分水，乳化劑及全部單體，高速分散乳化30分鐘，待用。在反 應釜中加入剩余的水，乳化劑和1/10預乳化液，攪拌升溫至75度時，加入1/3過硫酸銨水溶液，待乳液呈明顯藍光后，分別滴加剩余的預乳化液及過硫酸銨水溶液，在82 84°C于3 小時內滴加完畢，保溫1小時，再降溫、過濾，待用。2.面涂涂料的制備按一定質量比配比，在水性硅丙乳液中加入冷顏料、金紅石鈦白粉、紅外陶瓷粉 體，低速攪拌，混合均勻。加入消泡劑、潤濕劑等，高速攪拌。攪拌時間視物料多少而異，一 般在30min左右。再加入少許成膜助劑，即可制得面涂涂料。3.中涂涂料的制備在高速分散機轉速500 800r/min條件下，按照一定的質量比，依次添加水、分散 劑、潤濕劑、消泡劑等助劑。在添加二氧化鈦和有色顏料后，提高轉速至5000r/min進行高 速分散。分散30分鐘后，使用刮板細度計測度顏填料的最大粒徑在60 μ m以下時，將高速 分散機轉速調至450 550r/min，添加硅丙乳液以及玻璃中空微珠和陶瓷微珠，再使用增 稠劑調節體系調整粘度(因為季節變化以及地域不同，階段時間氣溫不一，所以粘度的調 整也有所不同)。結合實施例進一步說明 實例一產品應用環境濕熱環境 有機硅丙乳液制備 中涂涂料制備 面涂涂料制備 實例二 產品應用環境，燥熱環境有機硅丙乳液制備 中涂涂料制備
面涂涂料制備
實例三產品應用環境高熱環境有機硅丙乳液制備 通過以上三個實施例所得到的產品物理性能
本發明產品涂膜整理體測試結果: 備注以上檢測參照GB/T9755_1995c
權利要求
一種水性冷顏料雙涂層多功能隔熱外墻涂料，該涂料包括由有機硅丙乳液、冷顏料、玻璃空心微珠、陶瓷空心微珠、金紅石型二氧化鈦、納米紅外發射陶瓷粉體、超細滑石粉、紅外發射陶瓷粉體、助劑、水組成的面涂、中涂兩個組份，在施工涂裝過程中，面涂、中涂分別使用，各自形成涂膜。
2.根據權利要求1所述的一種水性冷顏料雙涂層多功能隔熱外墻涂料，其特征在于 中涂涂料的配方質量百份比如下組份質量百分比％有機硅丙乳液40 70玻璃空心微珠10 30陶瓷空心微珠15 30金紅石型二氧化鈦5 10超細滑石粉5 10紅外發射陶瓷粉體3 8助劑3 10水5 25
3.根據權利要求1所述的一種水性冷顏料雙涂層多功能隔熱外墻涂料，其特征在于 面涂涂料的配方質量百份比如下組份質量百分比％有機硅丙乳液40 ‘ 70金紅石型二氧化鈦10 ‘ 25納米紅外發射陶瓷粉體3 ^ 8冷顏料5 ^ 15助劑5 ^ 8水5 -35
4.根據權利要求1所述的一種水性冷顏料雙涂層多功能隔熱外墻涂料，其特征在于 面涂、中涂中有機硅丙乳液的配方質量百份比如下組分質量百分比％丙烯酸丁酯15 ‘ 18丙烯酸1 )4苯乙烯2 5甲基丙烯酸甲酯15 --18帶乙烯基的硅氧烷單體1 4混合乳化劑1 3過硫酸銨0. 2 1水40 --60
5.根據權利要求1所述的一種水性冷顏料雙涂層多功能隔熱外墻涂料，其特征在于， 該發明產品采用了專為紅外反射的冷顏料。
6.根據權利要求1、5所述的一種水性冷顏料雙涂層多功能隔熱外墻涂料，其特征在 于，該顏料具有特點是，①具有尖晶石結構，有著高的遮蓋力和太陽光的反射性；②且平均粒徑小，吸油量低，膨脹值低等特點；③具有優良的抗化學性，耐候性，耐光牢度，熱穩定性， 耐磨及非遷移。
7 —種水性冷顏料雙涂層多功能隔熱外墻涂料的制備方法，面涂的制備方法特征在 于按質量比配比，在水性硅丙乳液中加入冷顏料、金紅石鈦白粉、紅外陶瓷粉體，低速攪 拌，混合均勻；加入消泡劑、潤濕劑，高速攪拌。攪拌時間視物料多少而異，一般在25 40min左右，再加2 5%成膜助劑，即可制得面涂涂料。
8.—種水性冷顏料雙涂層多功能隔熱外墻涂料的制備方法，中涂的制備方法其特征在 于在高速分散機轉速500 800r/min條件下，按照一定的質量比，依次添加水、分散劑、潤 濕劑、消泡劑等助劑。在添加二氧化鈦和冷顏料后，提高轉速至5000r/min進行高速分散， 分散30分鐘后，使用刮板細度計測度顏填料的最大粒徑在60 y m以下時，將高速分散機轉 速調至450 550r/min，添加硅丙乳液以及玻璃中空微珠和陶瓷微珠，再使用增稠劑調節 體系調整粘度。
9.一種水性冷顏料雙涂層多功能隔熱外墻涂料的制備方法，有機硅丙乳液的制備方法 特征在于在乳化釜中，加入部分水，乳化劑及全部單體，高速分散乳化30分鐘，待用。在反 應釜中加入剩余的水，乳化劑和1/10預乳化液，攪拌升溫至75度時，加入1/3過硫酸銨水 溶液，待乳液呈明顯藍光后，分別滴加剩余的預乳化液及過硫酸銨水溶液，在82 84°C于3 小時內滴加完畢，保溫1小時，再降溫、過濾。
全文摘要
水性冷顏料雙涂層多功能隔熱外墻涂料及制備方法，本發明屬于涂料領域，涉及水性有機硅丙乳液為基礎制備的外墻涂料。尤其涉及隔熱外墻涂料。本發明提供一種水性冷顏料雙涂層多功能隔熱外墻涂料。該涂料包括由有機硅丙乳液、冷顏料、玻璃空心微珠、陶瓷空心微珠、金紅石型二氧化鈦、納米紅外發射陶瓷粉體、超細滑石粉、紅外發射陶瓷粉體、助劑、水組成的面涂、中涂兩個組份和制備方法。在施工涂裝過程中，面涂、中涂分別使用，各自形成涂膜。能起到自潔、保溫、隔熱，從而達到節能降耗，保護環境的目的。
文檔編號C09D7/12GK101870842SQ20101011550
公開日2010年10月27日 申請日期2010年3月2日 優先權日2010年3月2日
發明者劉立新 申請人:劉立新