一種建筑用高性能輻射隔熱水性涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及涂料技術領域，特別是一種建筑用高性能輻射隔熱水性涂料及其制備方法。
【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。
[0003]涂料水性化是保護環境和節約石油資源的共同要求。水性涂料以水為主要溶劑，對人體與環境危害小，并且具有施工方便、安全性好、易于儲存運輸等特點，己成為現代涂料的重要發展方向。目前水性涂料在建筑涂料領域得到了廣泛應用。但是由于建筑產業的發展，根據市場的需求，急需開發一種產品能夠集分散性、流動性、隔熱降溫、涂膜附著力高等于一體。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種建筑用高性能輻射隔熱水性涂料及其制備方法。本發明通過科學的成分配比，精細的制作工藝可以制成集分散性、流動性、隔熱降溫、涂膜附著力高等于一體的高性能涂料。
[0005]為了實現本發明的目的，本發明通過以下方案實施:
一種建筑用高性能輻射隔熱水性涂料，由下列重量份的原料制成:堇青石基復合紅外輻射材料23-25、金紅石型鈦白粉6-8、聚丙烯酸鈉1-2、純丙乳液31-34、水性聚氨酯乳液
4-6、有機硅樹脂3-5、無水乙醇22-25、醋酸丁酸纖維素1_3、聚丙烯纖維2.5-3.5、石英粉3-5、去離子水29-31、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。
[0006]本發明所述一種建筑用高性能輻射隔熱水性涂料，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20-30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、石英粉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)將醋酸丁酸纖維素加熱至熔融與水性聚氨酯乳液混合，然后緩慢加入混合粉料A、聚丙烯纖維，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3700-3900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380-450轉/分的速度攪拌35-45分鐘，然后球磨分散2-3小時，即得。
[0007]本發明的優異效果是: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。本發明添加堇青石基復合紅外輻射材料作為填料，紅外發射率高，而且顏色變淺，利與實際應用；同時將純丙乳液與有機硅樹脂等配合，通過不同分散工藝制成的本發明產品具有良好的分散性、流動性，涂膜附著力好，隔熱效果顯著，同時水性成分綠色環保。
【具體實施方式】
[0008]下面通過具體實例對本發明進行詳細說明。
[0009]一種建筑用高性能輻射隔熱水性涂料，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23、金紅石型鈦白粉6、聚丙烯酸鈉1、純丙乳液31、水性聚氨酯乳液4、有機硅樹脂3、無水乙醇22、醋酸丁酸纖維素1、聚丙烯纖維2.5、石英粉3、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。
[0010]本發明所述一種建筑用高性能輻射隔熱水性涂料，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20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、石英粉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80-90 °C ；
(3)將醋酸丁酸纖維素加熱至熔融與水性聚氨酯乳液混合，然后緩慢加入混合粉料A、聚丙烯纖維，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3700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380轉/分的速度攪拌35分鐘，然后球磨分散2小時，即得。
[0011]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】
1.一種建筑用高性能輻射隔熱水性涂料，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23-25、金紅石型鈦白粉6-8、聚丙烯酸鈉1-2、純丙乳液31-34、水性聚氨酯乳液4-6、有機硅樹脂3-5、無水乙醇22-25、醋酸丁酸纖維素1_3、聚丙烯纖維2.5-3.5、石英粉3-5、去離子水29-31、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所述一種建筑用高性能輻射隔熱水性涂料，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20-30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、石英粉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)將醋酸丁酸纖維素加熱至熔融與水性聚氨酯乳液混合，然后緩慢加入混合粉料A、聚丙烯纖維，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3700-3900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380-450轉/分的速度攪拌35-45分鐘，然后球磨分散2-3小時，即得。
【專利摘要】本發明公開了一種建筑用高性能輻射隔熱水性涂料，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23-25、金紅石型鈦白粉6-8、聚丙烯酸鈉1-2、純丙乳液31-34、水性聚氨酯乳液4-6、有機硅樹脂3-5、無水乙醇22-25、醋酸丁酸纖維素1-3、聚丙烯纖維2.5-3.5、石英粉3-5、去離子水29-31、甘油硬脂酸酯0.6-0.8；本發明添加堇青石基復合紅外輻射材料作為填料，紅外發射率高，而且顏色變淺，利與實際應用；同時將純丙乳液與有機硅樹脂等配合，通過不同分散工藝制成的本發明產品具有良好的分散性、流動性，涂膜附著力好，隔熱效果顯著，同時水性成分綠色環保。
【IPC分類】C09D183-04, C09D175-04, C09D7-12, C09D133-04
【公開號】CN104761982
【申請號】CN201510120115
【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8日
【申請日】2015年3月18日