無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料及其制備工藝，按重量份數計，其原料包括：丙烯酸樹脂30～40份，熱反射隔熱粉10～15份，金紅石鈦白粉15～17份，空心玻璃微珠6～8份，納米氧化物9～15份、稀土激活物質1～1.5份、助劑2.5～15份、水20～40份；其中，所述熱反射隔熱粉由氧化鋅、海泡石、硅藻土組成。技術要點是本發明同時具有保溫隔熱和凈霾的優點。
【專利說明】
無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料及其制備工藝
技術領域
[0001] 本發明涉及功能性建筑涂料技術領域，特別涉及一種無機熱反射隔熱凈霾外墻涂 料及其制作工藝。
【背景技術】
[0002] 由于環境溫度持續上升及能源損耗問題，隔熱節能已成為一個令人關注的社會問 題，隔熱涂料的發展具備高潛力的市場前景。但是，目前大氣污染尤其是連續超標的PM 2.5已 經嚴重重威脅居民的身心健康。PM2.5主要對呼吸系統和心血管系統造成傷害，包括呼吸道 受刺激、咳嗽、呼吸困難、降低肺功能、加重哮喘、導致慢性支氣管炎、心律失常、非致命性的 心臟病、心肺病患者的過早死。老人、小孩以及心肺疾病患者，是PM2.5污染的敏感人群。氣 象專家和醫學專家認為，由細顆粒物造成的灰霾天氣對人體健康的危害甚至要比沙塵暴更 大。粒徑10微米以上的顆粒物，會被擋在人的鼻子外面;粒徑在2.5微米至10微米之間的顆 粒物，能夠進入上呼吸道，但部分可通過痰液等排出體外，另外也會被鼻腔內部的絨毛阻 擋，對人體健康危害相對較小；而粒徑在2.5微米以下的細顆粒物，直徑不足人類頭發絲的 1/20大小，不易被阻擋。被吸入人體后會直接進入支氣管，干擾肺部的氣體交換，引發包括 哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾病。
[0003] 現有授權公告日為2015年10月7日、授權公告號為CN103865344B的專利文獻(對比 文件1)公開了一種反射隔熱涂料，現有授權公告日為2015年4月8日、授權公告號為 CN104497758A的專利文獻(對比文件2)公開了一種負離子抗菌凈霾涂料的制備方法，對比 文件1和對比文件2所述的涂料均具有單一的功能，涂料如何具有保溫隔熱和凈霾雙重功效 是本發明的研究重點。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料，同時具有熱反射隔熱 和凈霾的優點。
[0005] 本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的： 一種無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料，按重量份數計，其原料包括:丙烯酸樹脂30~40 份，熱反射隔熱粉10~15份，金紅石鈦白粉15~17份，空心玻璃微珠6~8份，納米氧化物9~ 15份、稀土激活物質1~1.5份、助劑2.5~15份、水20~40份;其中，所述熱反射隔熱粉由氧 化鋅、海泡石、硅藻土組成。
[0006] 本發明較為優選地，所述納米氧化物包括納米鈦白粉、納米氧化鋅、納米氧化媽、 納米二氧化娃。
[0007] 本發明較為優選地，按重量份數計，所述納米鈦白粉3~4份、所述納米氧化鋅2~3 份、所述納米氧化媽2~5份、所述納米二氧化娃2~3份。
[0008] 本發明較為優選地，所述助劑包括分散劑、潤濕劑、消泡劑、增稠劑、流平劑、成膜 劑、殺菌劑。
[0009] 本發明較為優選地，所述分散劑為聚丙烯酸銨鹽均聚物，所述潤濕劑為脂肪醇聚 氧乙烯醚，所述消泡劑為礦物油，所述增稠劑為聚氨酯增稠劑，所述流平劑為聚氨酯流平 劑，所述成膜劑為十二碳醇脂，所述殺菌劑為多菌靈。
[0010] 本發明較為優選地，按重量份數計，分散劑〇 . 6~0.8份，潤濕劑0.3~0.4份，消泡 劑0.3~0.4份，增稠劑0.5~1份，流平劑0.5~1份，成膜助劑5~10份，殺菌劑0.1~0.3份。
[0011] 本發明較為優選地，所述熱反射隔熱粉的細度為20~25μπι。
[0012] 本發明較為優選地，所述空心玻璃微珠的粒徑為40~70μπι，密度為0.2~0.5g/mL。
[0013] 本發明的另一目的在于提供一種無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料的制備工藝。
[0014] 本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的： 一種用于制備上述所述的無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料的制備工藝，包括如下步驟： (1) 將配方量的水、助劑加入容器中攪拌至溶解均勻，得混合物A; (2) 取1/2量的混合物A，加入配方量的熱反射隔熱粉，在900~llOOrpm下高速分散8~ lOmin，將轉速降低到350~450rpm，加入1/2配方量的丙烯酸樹脂攪拌15~17min，得混合物 B； (3) 取1/2量的混合物A，加入配方量的納米氧化物在1000~1200rpm下高速分散3~ 5min，將轉速降低到350~450rpm，加入剩余配方量的丙稀酸樹脂攪拌10~15min，得混合物 C； (4) 在350~450rpm的轉速下，將混合物B逐漸加入到混合物C中，攪拌均勻，得混合物D; (5) 向混合物D加入配方量的稀土激活物質在800~900rpm下高速分散1~2min，得無機 熱反射隔熱凈霾外墻涂料。
[0015] 與現有技術相比，本發明具有以下有益效果： I.熱反射隔熱粉、金紅石鈦白粉和空心玻璃微珠在本發明中主要起到反射隔熱的作 用，且這三種物質對本發明的熱反射隔熱性能具有促進作用，且三者缺一不可。
[0016] II.納米鈦白粉、納米氧化鋅、納米氧化媽、納米二氧化娃在本發明中主要起到光 催化的作用，可通過光催化反應起到消除空氣中污染物，凈化空氣。在光的照射下，產生活 性很高的羥基自由基分解墻面周邊空氣中的污染物，有效地去除空氣中的氮氧化物，例如： 機動車尾氣、工業廢氣、V0C及苯系物、NOx、⑶、30 2、303、？11()、？12.5。且，這四種物質對本發明 的凈霾性能具有促進作用，且四者缺一不可。
[0017] III.此外，光催化反應同時可以分解粘附在墻體上的油性污染物，分解后的鹽類 (硝酸鹽類)沉積的墻面上，被雨水沖刷走，光催化源源不斷地降低空氣中的氮氧化物，切斷 了PM2.5生成的一條途徑，減少了PM2.5的生成。
[0018] IV.稀土激活物質可增強本發明中的凈霾性能，但是意外的發現，稀土激活物質能 夠對本發明中的熱反射隔熱性能同樣具有促進作用。
[0019] V.稀土激活物質的添加時機對本發明的凈霾性能具有顯著的影響。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發明無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料的制備工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0021] 結合實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0022] 本發明實施例中所涉及的所有物質為市售。
[QQ23] 表1實施例1~5具體重量份數組成表_
將實施例1~5按照如下步驟進行制備。
[0024] (1)將配方量的水、助劑加入容器中攪拌至溶解均勻，得混合物A; (2) 取1/2量的混合物A，加入配方量的熱反射隔熱粉，在900~llOOrpm下高速分散8~ lOmin，將轉速降低到350~450rpm，加入1/2配方量的丙烯酸樹脂攪拌15~17min，得混合物 B； (3) 取1/2量的混合物A，加入配方量的納米氧化物在1000~1200rpm下高速分散3~ 5min，將轉速降低到350~450rpm，加入剩余配方量的丙稀酸樹脂攪拌10~15min，得混合物 C； (4) 在350~450rpm的轉速下，將混合物B逐漸加入到混合物C中，攪拌均勻，得混合物D; (5) 向混合物D加入配方量的稀土激活物質在800~900rpm下高速分散1~2min，得無機 熱反射隔熱凈霾外墻涂料。
[0025] 一、保溫隔熱性能試驗 表2對比例1~4具體重量份數組成表
將對比例1~4按照如下步驟進行制備。
[0026] (1)將配方量的水、助劑加入容器中攪拌至溶解均勻，得混合物A; (2) 取1/2量的混合物A，加入配方量的熱反射隔熱粉，在900~llOOrpm下高速分散8~ lOmin，將轉速降低到350~450rpm，加入1/2配方量的丙烯酸樹脂攪拌15~17min，得混合物 B； (3) 取1/2量的混合物A，加入配方量的納米氧化物在1000~1200rpm下高速分散3~ 5min，將轉速降低到350~450rpm，加入剩余配方量的丙稀酸樹脂攪拌10~15min，得混合物 C； (4) 在350~450rpm的轉速下，將混合物B逐漸加入到混合物C中，攪拌均勻，得混合物D; (5) 向混合物D加入配方量的稀土激活物質在800~900rpm下高速分散1~2min，得無機 熱反射隔熱凈霾外墻涂料。
[0027] 用XPS擠塑板做10個360mmX360mmX30mm導熱系數在0.3W/(cm · K)的測溫箱，測 溫箱的內徑為300mmX 300mm頂部留出做安裝測溫試板用;選10個360mmX 360mmX 10mm的水 泥石棉板，其中5個做本發明實施例1~5無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料(厚度為0.5mm)作為 試驗組、4個做本發明對比例1~4無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料(厚度為0.5mm)作為對照 組、1個做普通外墻涂料(厚度為0.5mm)作為空白對照組，在溫度為25°C時，同時干燥28天后 安裝到測溫箱頂部，涂料飾面層朝外四周密封，將測溫的測溫探頭插入測溫箱內，將測溫探 頭固定于試板內側表面的中心位置，密封測溫口；以上兩個測溫箱的測溫試板距離加熱燈 為30cm，加熱燈為150W，接通電源加熱5小時后，記錄測溫探頭的顯示溫度。
[0028]表3保溫隔熱性能試驗記錄表
觀察表3,從實驗組和空白對照組看出，相對于普通外墻涂料，本發明無機熱反射隔熱 凈霾外墻涂料具有較好的保溫隔熱效果。相對于實驗組實施例1，對照組對比例1~4的變量 分別為熱反射隔熱粉、金紅石鈦白粉、空心玻璃微珠和稀土激活物質，而對照組對比例1~4 的熱反射隔熱實驗結果較于實驗組實施例1的熱反射隔熱實驗結果明顯變差，從而熱反射 隔熱粉、金紅石鈦白粉、空心玻璃微珠和稀土激活物質均對本發明無機熱反射隔熱凈霾外 墻涂料的保溫隔熱性能具有促進作用，且稀土激活物質對本發明無機熱反射隔熱凈霾外墻 涂料保溫隔熱性的促進作用最為明顯。
[0029] 二、凈霾試驗 表4對比例4~9具體重量份數組成表
將對比例5~8按照如下步驟進行制備。
[0030] (1)將配方量的水、助劑加入容器中攪拌至溶解均勻，得混合物A; (2) 取1/2量的混合物A，加入配方量的熱反射隔熱粉，在900~llOOrpm下高速分散8~ lOmin，將轉速降低到350~450rpm，加入1/2配方量的丙烯酸樹脂攪拌15~17min，得混合物 B； (3) 取1/2量的混合物A，加入配方量的納米氧化物在1000~1200rpm下高速分散3~ 5min，將轉速降低到350~450rpm，加入剩余配方量的丙稀酸樹脂攪拌10~15min，得混合物 C； (4) 在350~450rpm的轉速下，將混合物B逐漸加入到混合物C中，攪拌均勻，得混合物D; (5) 向混合物D加入配方量的稀土激活物質在800~900rpm下高速分散1~2min，得無機 熱反射隔熱凈霾外墻涂料。
[0031 ]將對比例9按照如下步驟進行制備。
[0032] (1)將配方量的水、助劑加入容器中攪拌至溶解均勻，得混合物A; (2) 取1/2量的混合物A，加入配方量的熱反射隔熱粉，在900~llOOrpm下高速分散8~ lOmin，將轉速降低到350~450rpm，加入1/2配方量的丙烯酸樹脂攪拌15~17min，得混合物 B； (3) 取1/2量的混合物A，加入配方量的納米氧化物在1000~1200rpm下高速分散3~ 5min，加入配方量的稀土激活物質在800~900rpm下高速分散1~2min，將轉速降低到350~ 450rpm，加入剩余配方量的丙稀酸樹脂攪拌10~15min，得混合物E; (4) 在350~450rpm的轉速下，將混合物B逐漸加入到混合物E中，攪拌均勻，得無機熱反 射隔熱凈霾外墻涂料。
[0033] 用水泥石棉板制作11個lmX lmX lm密閉容器，其中，5個密閉容器的內壁涂覆本發 明實施例1~5無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料(厚度為0.5_)作為試驗組、5個密閉容器的內 壁涂覆本發明對比例5~9無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料(厚度為0.5mm)作為對照組，1個密 閉容器的內壁涂覆普通外墻涂料(厚度為0.5mm)作為空白對照組，在溫度為25 °C時，同時干 燥28天后，在這11個密閉容器內部分別模擬PM2.5污染環境，并立即采用PM 2.5檢測儀分別檢 測并記錄PM2.5濃度以及30min后PM 2.5濃度。
[0034] 表5凈霾試驗記錄表
觀察表5,從實驗組和空白對照組看出，相對于普通外墻涂料，本發明無機熱反射隔熱 凈霾外墻涂料具有較好的凈霾效果。相對于實驗組實施例1，對照組對比例5~8的變量分別 為納米鈦白粉、納米氧化鋅、納米氧化鎢和納米二氧化硅，而對照組對比例5~8的凈霾實驗 結果較于實驗組實施例1的凈霾實驗結果明顯變差，從而納米鈦白粉、納米氧化鋅、納米氧 化鎢和納米二氧化硅均對本發明無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料的凈霾性能具有促進作用； 相對于實驗組實施例1，對照組對比例9中的稀土激活物質的添加時機不同，通過試驗結果 明顯得出實施例1中的稀土激活物質的添加時機對本發明的凈霾性能具有較為明顯的促進 作用。
[0035]本具體實施例僅僅是對本發明的解釋，其并不是對本發明的限制，本領域技術人 員在閱讀完本說明書后可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本 發明的權利要求范圍內都受到專利法的保護。
【主權項】
1. 一種無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料，其特征在于，按重量份數計，其原料包括:丙烯 酸樹脂30~40份，熱反射隔熱粉10~15份，金紅石鈦白粉15~17份，空心玻璃微珠6~8份， 納米氧化物9~15份、稀土激活物質1~1.5份、助劑2.5~15份、水20~40份;其中，所述熱反 射隔熱粉由氧化鋅、海泡石、硅藻土組成。2. 根據權利要求1所述的無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料，其特征在于，所述納米氧化物 包括納米鈦白粉、納米氧化鋅、納米氧化媽、納米二氧化娃。3. 根據權利要求2所述的無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料，其特征在于，按重量份數計， 所述納米鈦白粉3~4份、所述納米氧化鋅2~3份、所述納米氧化媽2~5份、所述納米二氧化 娃2~3份。4. 根據權利要求1所述的無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料，其特征在于，所述助劑包括分 散劑、潤濕劑、消泡劑、增稠劑、流平劑、成膜劑、殺菌劑。5. 根據權利要求4所述的無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料，其特征在于，所述分散劑為聚 丙烯酸銨鹽均聚物，所述潤濕劑為脂肪醇聚氧乙烯醚，所述消泡劑為礦物油，所述增稠劑為 聚氨酯增稠劑，所述流平劑為聚氨酯流平劑，所述成膜劑為十二碳醇脂，所述殺菌劑為多菌 靈。6. 根據權利要求4或5所述的無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料，其特征在于，按重量份數 計，分散劑〇 . 6~0.8份，潤濕劑0.3~0.4份，消泡劑0.3~0.4份，增稠劑0.5~1份，流平劑 0.5~1份，成膜助劑5~10份，殺菌劑0.1~0.3份。7. 根據權利要求1所述的無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料，其特征在于，所述熱反射隔熱 粉的細度為20~25μπι。8. 根據權利要求1所述的無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料，其特征在于，所述空心玻璃微 珠的粒徑為40~70μηι，密度為0.2~0.5g/mL。9. 一種用于制備如權利要求1至8中任意一項所述的無機熱反射隔熱凈霾外墻涂料的 制備工藝，其特征在于，包括如下步驟： (1) 將配方量的水、助劑加入容器中攪拌至溶解均勻，得混合物A; (2) 取1/2量的混合物A，加入配方量的熱反射隔熱粉，在900~llOOrpm下高速分散8~ lOmin，將轉速降低到350~450rpm，加入1/2配方量的丙烯酸樹脂攪拌15~17min，得混合物 B； (3) 取1/2量的混合物A，加入配方量的納米氧化物在1000~1200rpm下高速分散3~ 5min，將轉速降低到350~450rpm，加入剩余配方量的丙稀酸樹脂攪拌10~15min，得混合物 C； (4) 在350~450rpm的轉速下，將混合物B逐漸加入到混合物C中，攪拌均勻，得混合物D; (5) 向混合物D加入配方量的稀土激活物質在800~900rpm下高速分散1~2min，得無機 熱反射隔熱凈霾外墻涂料。
【文檔編號】C09D7/12GK106009987SQ201610365896
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月27日
【發明人】田玉軍, 程學軍
【申請人】北京秀潔新興建材有限責任公司