一種以堇青石基復(fù)合紅外輻射材料做填料的隔熱涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種以堇青石基復(fù)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(shù)】
[0002]隔熱涂料是通過阻隔、反射、輻射等機(jī)理來降低被涂物內(nèi)部的熱量積累，從而達(dá)到節(jié)能和改善工作環(huán)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(zhuǎn)為熱能，以紅外輻射的方式在8-13.5ym波段內(nèi)穿過大氣紅外窗口，高效地發(fā)射到大氣外層，從而達(dá)到降低溫度的目的。輻射型隔熱涂料區(qū)別于其他兩類隔熱涂料的一個(gè)顯著特點(diǎn)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(fā)射的形式將吸收的熱量輻射掉，從而促使涂層內(nèi)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(yōu)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(fù)雜的反尖晶石相或混尖晶石相，材料發(fā)射率較高，但是顏色較深，很難應(yīng)用到實(shí)際中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種以堇青石基復(fù)合紅外輻射材料做填料的隔熱涂料及其制備方法。本發(fā)明首先制備堇青石基復(fù)合紅外輻射材料，將粉體材料分散均勻后加入尿素進(jìn)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(xì)密的孔隙；同時(shí)原料中的金屬離子和氧離子重新排列后形成的更穩(wěn)定的尖晶石結(jié)構(gòu)或金紅石型結(jié)構(gòu)，雙重作用提高了紅外發(fā)射率。同時(shí)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(yīng)用受到限制，而通過與堇青石復(fù)合，可使顏色變至淺灰色，利于實(shí)際應(yīng)用。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實(shí)施:
一種以堇青石基復(fù)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(fù)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(lián)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(fù)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(zhuǎn)/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(yīng)6小時(shí)后陳化2小時(shí)再進(jìn)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(jī)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(xù)煅燒2-2.5小時(shí)，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(fā)明所述一種以堇青石基復(fù)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(fù)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(shí)控制溫度在40-450C，得到堇青石基復(fù)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(jī)中進(jìn)行球磨30-40分鐘，然后加入甘油硬脂酸酯，繼續(xù)攪拌10分鐘，形成表面活化的混合粉料A，整個(gè)球磨過程控制球磨轉(zhuǎn)速為2400-2800轉(zhuǎn)/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(lián)劑kh550，以800轉(zhuǎn)/分的速度攪拌40-60分鐘后移至高速攪拌機(jī)，緩慢加入堇青石基復(fù)合紅外輻射材料乙醇分散漿料，以3500-4000轉(zhuǎn)/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(diào)制好的純丙乳液，然后加入其余剩余成分，以400-450轉(zhuǎn)/分的速度攪拌35-40分鐘，然后球磨分散2-3小時(shí)，即得。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)異效果是:本發(fā)明添加具有極高紅外發(fā)射率的堇青石基復(fù)合紅外輻射材料，同時(shí)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(chǎn)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(shí)施方式】
[0007]下面通過具體實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0008]一種以堇青石基復(fù)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(fù)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(lián)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(fù)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(zhuǎn)/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(yīng)6小時(shí)后陳化2小時(shí)再進(jìn)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(jī)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(xù)煅燒2小時(shí)，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(fā)明所述一種以堇青石基復(fù)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(fù)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(shí)控制溫度在40-45°C，得到堇青石基復(fù)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(jī)中進(jìn)行球磨30分鐘，然后加入甘油硬脂酸酯，繼續(xù)攪拌10分鐘，形成表面活化的混合粉料A，整個(gè)球磨過程控制球磨轉(zhuǎn)速為2400轉(zhuǎn)/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(lián)劑kh550，以800轉(zhuǎn)/分的速度攪拌40分鐘后移至高速攪拌機(jī)，緩慢加入堇青石基復(fù)合紅外輻射材料乙醇分散漿料，以3500轉(zhuǎn)/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(diào)制好的純丙乳液，然后加入其余剩余成分，以400轉(zhuǎn)/分的速度攪拌35分鐘，然后球磨分散2小時(shí)，即得。
[0010]本發(fā)明生產(chǎn)的涂料外觀正常，無沉淀，無結(jié)塊，通過160小時(shí)耐水性試驗(yàn)、50小時(shí)耐堿性試驗(yàn)、10000次耐洗刷性試驗(yàn)均無異常；耐人工老化試驗(yàn):2000小時(shí)不起泡，不剝落，無裂紋；半球發(fā)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(guī)定涂層半球發(fā)射率多85%的要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種以堇青石基復(fù)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(fù)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(lián)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(fù)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(zhuǎn)/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(yīng)6小時(shí)后陳化2小時(shí)再進(jìn)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(jī)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(xù)煅燒2-2.5小時(shí)，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(jù)權(quán)利要求1所述一種以堇青石基復(fù)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(fù)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(shí)控制溫度在40-450C，得到堇青石基復(fù)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(jī)中進(jìn)行球磨30-40分鐘，然后加入甘油硬脂酸酯，繼續(xù)攪拌10分鐘，形成表面活化的混合粉料A，整個(gè)球磨過程控制球磨轉(zhuǎn)速為2400-2800轉(zhuǎn)/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(lián)劑kh550，以800轉(zhuǎn)/分的速度攪拌40-60分鐘后移至高速攪拌機(jī)，緩慢加入堇青石基復(fù)合紅外輻射材料乙醇分散漿料，以3500-4000轉(zhuǎn)/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(diào)制好的純丙乳液，然后加入其余剩余成分，以400-450轉(zhuǎn)/分的速度攪拌35-40分鐘，然后球磨分散2-3小時(shí)，即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以堇青石基復(fù)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(fù)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(lián)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(fā)明添加具有極高紅外發(fā)射率的堇青石基復(fù)合紅外輻射材料，同時(shí)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(chǎn)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?zhí)枴緾N201510118976
【發(fā)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