一種紅外反射隔熱涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種紅外反射隔熱涂料，其所含各原料組分按重量所占百分比為：成膜乳液40％～60％、金紅石型二氧化鈦6％～12％、隔熱填料2％～3％、磷石膏晶須6％～12％、成膜助劑1.5％～5％、消泡劑1％～5％、增稠劑0.5％～2％、分散劑0.1％～1％、水15％～35％。該涂料能對(duì)太陽光中的可見光和紅外線進(jìn)行反射，達(dá)到節(jié)能降耗目的，具有良好的彈性，且具有防水、裝飾作用。
【專利說明】一種紅外反射隔熱涂料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種紅外反射隔熱涂料及其制備方法，主要用于建筑外墻。

【背景技術(shù)】
[0002]建筑能耗是我國(guó)總能耗的重要組成部分，約占全社會(huì)能耗1/3，為發(fā)達(dá)國(guó)家的2-3倍。我國(guó)建筑業(yè)快速發(fā)展，而目前我國(guó)建筑物絕大多數(shù)是高能耗非節(jié)能型建筑，在使用期間，采暖、空調(diào)、熱水供應(yīng)等方面消耗了大量的能源。如果不采取建筑節(jié)能措施，據(jù)估計(jì)，到2020年我國(guó)建筑能耗將達(dá)到1089億噸標(biāo)準(zhǔn)煤；到2020年，空調(diào)夏季高峰負(fù)荷將相當(dāng)于10個(gè)三峽電站滿負(fù)荷能力，這將會(huì)是一個(gè)十分驚人的數(shù)量。我國(guó)建筑節(jié)能目標(biāo)是到2020年，全社會(huì)建筑的總能耗達(dá)到節(jié)能65%。
[0003]磷石膏是濕法生產(chǎn)磷酸過程中排放的工業(yè)廢渣，每生產(chǎn)It磷酸產(chǎn)生4~5t磷石膏。近年來，隨著磷化工企業(yè)的發(fā)展，磷石膏的排放日益增大，許多重點(diǎn)磷化工企業(yè)每年副產(chǎn)磷石膏排放量達(dá)到100萬~200萬t，但是絕大部分磷石膏處于堆存狀態(tài)，磷石膏已成為制約磷化工發(fā)展的瓶頸和環(huán)境保護(hù)面臨的重大難題。高附加值磷石膏晶須成為磷石膏資源化利用的重要手段。
[0004]中國(guó)專利200510047776.X公開了硫酸鈣晶須在建筑內(nèi)墻涂料中的應(yīng)用，它的特點(diǎn)是利用硫酸鈣晶須作為內(nèi)墻涂料的抗菌劑使用。本發(fā)明涉及的石膏晶須是作為外墻涂料的紅外反射功能填料和增韌劑使用，而且利用的是磷化工副產(chǎn)品磷石膏，跟前面的專利明顯不一樣。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種紅外反射隔熱涂料，該涂料能對(duì)太陽光中的可見光和紅外線進(jìn)行反射，達(dá)到節(jié)能降耗目的，具有良好的彈性，且具有防水、裝飾作用。
[0006]本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種紅外反射隔熱涂料，其所含各原料組分按重量所占百分比為:成膜乳液40%~60%、金紅石型二氧化鈦6%~12%、隔熱填料2%~3%、磷石膏晶須6%~12%、成膜助劑1.5%~5%、消泡劑1%~5%、增稠劑0.5%~2%、分散劑0.1%~1%、水15%~35%。
[0008]按上述方案，所述的成膜乳液為醋酸乙烯一乙烯共聚乳液(VAE)與苯丙乳液、硅烷偶聯(lián)劑的混合乳液，所述成膜乳液的固含量為45%~58%，其中苯丙乳液占總質(zhì)量的5%~20%，硅烷偶聯(lián)劑占總質(zhì)量的0.5%~I %，余量為醋酸乙烯一乙烯共聚乳液。將硅烷偶聯(lián)劑加入苯丙乳液混合均勻，然后加入VAE乳液攪拌30min得到混合乳液。硅烷偶聯(lián)劑的加入既可以把苯丙乳液和VAE乳液連接起來，同時(shí)它的憎水基團(tuán)又有一定的防水性能。
[0009]按上述方案，所述醋酸乙烯一乙烯共聚乳液固含量為50% -60%。
[0010]按上述方案，所述苯丙乳液的固含量為40-55%，粘度為100-1800mpas。
[0011]按上述方案，所述硅烷偶聯(lián)劑為KH570。
[0012]按上述方案，所述的隔熱填料為空心玻璃微珠、云母中的一種或兩種按任意比例的混合物。其中，所述空心玻璃微珠粒徑為15um~120um，密度為0.125~0.60g/cc，pH值堿性-9.5，抗壓強(qiáng)度1.72MPa~124.02MPa，軟化溫度600°C ;云母為片狀結(jié)構(gòu)的絹云母，細(xì)度為100~800目。
[0013]按上述方案，所述的磷石膏晶須進(jìn)行了表面穩(wěn)定化處理，即先用硅或鋁的氧化物進(jìn)行表面無機(jī)包覆，再用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行有機(jī)改性，具體過程參考專利200410015677.9公開的無機(jī)晶須表面處理的方法。通過表面穩(wěn)定化處理來提高磷石膏晶須與成膜后有機(jī)聚合物膜的相容性，并避免磷石膏晶須與水發(fā)生水化反應(yīng)，影響成膜效果。
[0014]按上述方案，所述的石膏晶須為硫酸鈣通過再沉淀結(jié)晶所制得的晶須，晶須具有完整反射面，本發(fā)明采用磷石膏晶須。所述的石膏晶須為無水石膏、半水石膏中的一種或兩種按任意比例的混合物，其中晶須的長(zhǎng)徑比為I~10。
[0015]按上述方案，所述的成膜助劑為丙二醇或乙二醇中的一種或兩種按任意比例的混合物。
[0016]按上述方案，所述的消泡劑為二甲基硅油或十二烷基苯磺酸鈉中的一種或兩種按任意比例的混合物。
[0017]按上述方案，所述的增稠劑為聚乙烯醇、羥乙基纖維素或羥丙基甲基纖維素中的一種或幾種按任意比例的混合物。
[0018]按上述方案，所述的分散劑為六偏磷酸鈉或三聚磷酸鈉中的一種或兩種按任意比例的混合物。
[0019]上述紅外反射隔熱涂料其制備方法，包括以下步驟:
[0020]I)按上述配比，將金紅石型二氧化鈦、高強(qiáng)石膏晶須、分散劑、水加入成膜乳液混合攪拌均勻，得到混合漿料；2)按配比將隔熱填料、成膜助劑、消泡劑、增稠劑加入所述混合漿料中，攪拌均勻，得到紅外反射隔熱涂料。
[0021 ] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0022]本發(fā)明采用折射率高的金紅石型二氧化鈦?zhàn)鳛轭佁盍?，有效提高了涂料在可見光和紅外光的反射率；空心玻璃微珠具有中空、壁薄、低密度、低導(dǎo)熱系數(shù)和不增加涂料粘度的優(yōu)點(diǎn)，可對(duì)太陽熱形成阻隔，減少進(jìn)入墻體的熱量；云母具有片層結(jié)構(gòu)，可以反射部分太陽熱，在涂料中由云母粉形成的致密阻隔層也可以阻隔熱量和腐蝕物，提高涂膜的耐候性；磷石膏晶須利用了磷化工廢渣，實(shí)現(xiàn)了磷石膏資源化利用，同時(shí)利用磷石膏晶須的反射面比較多，可以反射部分熱量，利用磷石膏作為填料也可也降低涂料的成本。
[0023]本發(fā)明得到的涂料原料種類少，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，涂膜具有明顯的隔熱效果，且具有良好的防水、裝飾作用。

【具體實(shí)施方式】
[0024]為了更好的理解本發(fā)明，特例舉以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)闡述。，但本發(fā)明的內(nèi)容絕不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0025]下述實(shí)施例中所述的隔熱填料為空心玻璃微珠、云母中的一種或兩種按任意比例的混合物。其中，所述空心玻璃微珠粒徑為15um~120um，密度為0.125~0.60g/cc，pH值堿性-9.5，抗壓強(qiáng)度1.72MPa~124.02MPa，軟化溫度600°C ;云母為片狀結(jié)構(gòu)的絹云母，細(xì)度為100~800目。下述實(shí)施例中所采用的醋酸乙烯一乙烯共聚乳液固含量為50^-60%,為市售VAE707乳液；所采用苯丙乳液固含量為48±2%，粘度為100-1800mpas，pH值為
7.0-9.0，最低成膜溫度為14土 1°C，鈣離子穩(wěn)定性:48小時(shí)不分層，最大5% CaCl2時(shí)不破乳。
[0026]下述實(shí)施例中的磷石膏晶須長(zhǎng)徑比為1-10，均進(jìn)行了表面穩(wěn)定化處理，具體方法為:
[0027]1.表面無機(jī)包覆:磷石膏晶須按10%固含量與水混合，快速分散，然后加入硅酸鈉(硅酸鈉為石膏晶須質(zhì)量的一半)，攪拌均勻，然后滴入0.5%重量百分比的稀硫酸至pH=9.5，保溫陳化5h，過濾干燥得無機(jī)包覆晶須；
[0028]2.有機(jī)改性:用量為上述無機(jī)包覆晶須I %的硅烷偶聯(lián)劑KH570加入到95%乙醇溶液中，加入無機(jī)包覆晶須，超聲分散在60°C下保持30min，過濾干燥得改性石膏晶須，即表面穩(wěn)定化處理的磷石膏晶須。
[0029]實(shí)施例1
[0030]一種紅外反射隔熱涂料，其所含各原料組分按重量所占百分比為:成膜乳液60%、金紅石型二氧化鈦6%、空心玻璃微珠(隔熱填料)2%、表面穩(wěn)定化處理的半水石膏晶須6%、丙二醇(成膜助劑)1.5%、二甲基硅油(消泡劑)2%、聚乙烯醇(增稠劑)0.5%、六偏磷酸鈉(分散劑)0.5%、水21.5%。其中，所述成膜乳液按質(zhì)量百分比計(jì)包括:苯丙乳液5 %，硅烷偶聯(lián)劑KH570為0.5 %，醋酸乙烯一乙烯共聚乳液(市售VAE707乳液)94.5 %。
[0031]上述紅外反射隔熱涂料其制備方法，包括以下步驟:
[0032]I)按上述配比，將6g金紅石型二氧化鈦、6g半水石膏晶須、0.5g六偏磷酸鈉(分散劑)、21.5g水加入60g成膜乳液中混合，用電動(dòng)攪拌機(jī)高速攪拌30min，并用超聲波分散30min得到混合衆(zhòng)料；
[0033]2)將2g空心玻璃微珠(隔熱填料)、1.5g丙二醇(成膜助劑)、2g 二甲基硅油(消泡劑)、0.5g聚乙烯醇(增稠劑)加入上述配好的混合漿料中，低速攪拌均勻，得到紅外反射隔熱涂料。
[0034]本實(shí)施例所得紅外反射隔熱涂料經(jīng)性能檢測(cè)見表1。
[0035]實(shí)施例2
[0036]一種紅外反射隔熱涂料，其所含各原料組分按重量所占百分比為:成膜乳液60%、金紅石型二氧化鈦6%、空心玻璃微珠(隔熱填料)2%、表面穩(wěn)定化處理的無水石膏晶須6%、丙二醇(成膜助劑)1.5%、十二烷基苯磺酸鈉(消泡劑)2%、聚乙烯醇(增稠劑)0.5%、六偏磷酸鈉(分散劑)0.5%、水21.5%。其中，所述成膜乳液按質(zhì)量百分比計(jì)包括:苯丙乳液10%，硅烷偶聯(lián)劑KH570為1%，醋酸乙烯一乙烯共聚乳液(市售VAE707乳液)89%。
[0037]上述紅外反射隔熱涂料其制備方法，包括以下步驟:
[0038]I)按上述配比，將6g金紅石型二氧化鈦、6g無水石膏晶須、0.5g六偏磷酸鈉(分散劑)、21.5g水加入60g成膜乳液中混合，用電動(dòng)攪拌機(jī)高速攪拌30min，并用超聲波分散30min得到混合衆(zhòng)料；
[0039]2)將2g空心玻璃微珠(隔熱填料)、1.5g乙二醇(成膜助劑)、2g十二烷基苯磺酸鈉(消泡劑)、0.5g聚乙烯醇(增稠劑)加入上述配好的混合漿料中，低速攪拌均勻，制得紅外反射隔熱涂料。
[0040]實(shí)施例3
[0041]一種紅外反射隔熱涂料，其所含各原料組分按重量所占百分比為:成膜乳液50%、金紅石型二氧化鈦10%、云母(隔熱填料)3%、表面穩(wěn)定化處理的半水石膏晶須10%、乙二醇(成膜助劑)2%、十二烷基苯磺酸鈉(消泡劑)3%、羥乙基纖維素(增稠劑)1.5%、三聚磷酸鈉(分散劑)0.5%、水20%。其中，所述成膜乳液按質(zhì)量百分比計(jì)包括:苯丙乳液15 %，硅烷偶聯(lián)劑KH570為0.5 %，醋酸乙烯一乙烯共聚乳液(市售VAE707乳液)84.5%。
[0042]上述紅外反射隔熱涂料其制備方法，包括以下步驟:
[0043]I)按上述配比，將1g金紅石型二氧化鈦、1g半水石膏晶須、0.5g三聚磷酸鈉(分散劑)、20g水加入50g成膜乳液中混合，用電動(dòng)攪拌機(jī)高速攪拌30min，并用超聲波分散30min得到混合漿料；
[0044]2)將3g云母(隔熱填料)、2g乙二醇(成膜助劑)、3g十二烷基苯磺酸鈉(消泡劑)、1.5g羥乙基纖維素(增稠劑)加入上述配好的混合漿料中，低速攪拌均勻，制得紅外反射隔熱涂料。
[0045]實(shí)施例4
[0046]—種紅外反射隔熱涂料，其所含各原料組分按重量所占百分比為:成膜乳液50%、金紅石型二氧化鈦10%、云母(隔熱填料)3%、表面穩(wěn)定化處理的無水石膏晶須10%、乙二醇(成膜助劑)2%、十二烷基苯磺酸鈉(消泡劑)3%、聚乙烯醇(增稠劑)1.5%、六偏磷酸鈉(分散劑)0.5%、水20%。其中，所述成膜乳液按質(zhì)量百分比計(jì)包括:苯丙乳液15%，硅烷偶聯(lián)劑KH570為1%，醋酸乙烯一乙烯共聚乳液(市售VAE707乳液)84%。
[0047]上述紅外反射隔熱涂料其制備方法，包括以下步驟:
[0048]I)按上述配比，將1g金紅石型二氧化鈦、1g無水石膏晶須、0.5g六偏磷酸鈉(分散劑)、20g水加入50g成膜乳液中混合，用電動(dòng)攪拌機(jī)高速攪拌30min，并用超聲波分散30min得到混合漿料；
[0049]2)將3g云母(隔熱填料)、2g乙二醇(成膜助劑)、3g十二烷基苯磺酸鈉(消泡劑)、1.5g聚乙烯醇(增稠劑)加入上述配好的混合漿料中，低速攪拌均勻，制得紅外反射隔熱涂料。
[0050]實(shí)施例5
[0051]一種紅外反射隔熱涂料，其所含各原料組分按重量所占百分比為:成膜乳液40 %、金紅石型二氧化鈦7 %、云母(隔熱填料)2%、表面穩(wěn)定化處理的半水石膏晶須7 %、乙二醇(成膜助劑)5%、十二烷基苯磺酸鈉(消泡劑)1%、羥乙基纖維素(增稠劑)2%、三聚磷酸鈉(分散劑)1%、水35%。其中，所述成膜乳液按質(zhì)量百分比計(jì)包括:苯丙乳液15%,硅烷偶聯(lián)劑KH570為0.5%，醋酸乙烯一乙烯共聚乳液(市售VAE707乳液)84.5%。
[0052]上述紅外反射隔熱涂料其制備方法，包括以下步驟:
[0053]I)按上述配比，將7g金紅石型二氧化鈦、7g半水石膏晶須、Ig三聚磷酸鈉(分散劑)、35g水加入40g成膜乳液中混合,用電動(dòng)攪拌機(jī)高速攪拌30min,并用超聲波分散30min得到混合衆(zhòng)料；
[0054]2)將2g云母(隔熱填料)、5g乙二醇(成膜助劑)、Ig十二烷基苯磺酸鈉(消泡劑)、2g羥乙基纖維素(增稠劑)加入上述配好的混合漿料中，低速攪拌均勻，制得紅外反射隔熱涂料。
[0055]實(shí)施例6
[0056]一種紅外反射隔熱涂料，其所含各原料組分按重量所占百分比為:成膜乳液45.9%、金紅石型二氧化鈦12%、云母(隔熱填料)3%、表面穩(wěn)定化處理的半水石膏晶須12%、乙二醇(成膜助劑)5%、十二烷基苯磺酸鈉(消泡劑)5%、羥乙基纖維素(增稠劑)2%、三聚磷酸鈉(分散劑)0.1%、水15%。其中，所述成膜乳液按質(zhì)量百分比計(jì)包括:苯丙乳液10%，硅烷偶聯(lián)劑KH570為I %，醋酸乙烯一乙烯共聚乳液(市售VAE707乳液)89%。
[0057]上述紅外反射隔熱涂料其制備方法，包括以下步驟:
[0058]I)按上述配比，將12g金紅石型二氧化鈦、12g半水石膏晶須、0.1g三聚磷酸鈉(分散劑)、15g水加入45.9g成膜乳液中混合,用電動(dòng)攪拌機(jī)高速攪拌30min,并用超聲波分散30min得到混合漿料；
[0059]2)將3g云母(隔熱填料)、5g乙二醇(成膜助劑)、5g十二烷基苯磺酸鈉(消泡劑)、2g羥乙基纖維素(增稠劑)加入上述配好的混合漿料中，低速攪拌均勻，制得紅外反射隔熱涂料。
[0060]表1實(shí)施例1制備的紅外反射隔熱涂料性能指標(biāo)
[0061]

【權(quán)利要求】
1.一種紅外反射隔熱涂料，其特征在于它所含各原料組分按重量所占百分比為:成膜乳液40 %~60 %、金紅石型二氧化鈦6 %~12 %、隔熱填料2 %~3%、磷石膏晶須6 %~12%、成膜助劑1.5%~5%、消泡劑1%~5%、增稠劑0.5%~2%、分散劑0.1%~1%、水 15%~35%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外反射隔熱涂料，其特征在于所述的成膜乳液為醋酸乙烯一乙烯共聚乳液與苯丙乳液、硅烷偶聯(lián)劑的混合乳液，所述成膜乳液的固含量為45%~58%，其中苯丙乳液占總質(zhì)量的5%~20%，硅烷偶聯(lián)劑占總質(zhì)量的0.5%~1%，余量為醋酸乙烯一乙烯共聚乳液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外反射隔熱涂料，其特征在于所述醋酸乙烯一乙烯共聚乳液固含量為50% -60%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外反射隔熱涂料，其特征在于所述苯丙乳液的固含量為 40-55%，粘度為 100-1800mpas。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外反射隔熱涂料，其特征在于所述的隔熱填料為空心玻璃微珠、云母中的一種或兩種按任意比例的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外反射隔熱涂料，其特征在于所述的磷石膏晶須進(jìn)行了表面穩(wěn)定化處理，即先用 硅或鋁的氧化物進(jìn)行表面無機(jī)包覆，再用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行有機(jī)改性。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外反射隔熱涂料，其特征在于所述的成膜助劑為丙二醇或乙二醇中的一種或兩種按任意比例的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外反射隔熱涂料，其特征在于所述的消泡劑為二甲基硅油或十二烷基苯磺酸鈉中的一種或兩種按任意比例的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外反射隔熱涂料，其特征在于所述的增稠劑為聚乙烯醇、羥乙基纖維素或羥丙基甲基纖維素中一種或幾種按任意比例的混合物；所述的分散劑為六偏磷酸鈉或三聚磷酸鈉中的一種或兩種按任意比例的混合物。
10.權(quán)利要求1-9之一所述的一種紅外反射隔熱涂料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: I)按上述配比，將金紅石型二氧化鈦、磷石膏晶須、分散劑、水加入成膜乳液混合攪拌均勻，得到混合漿料；2)按配比將隔熱填料、成膜助劑、消泡劑、增稠劑加入所述混合漿料中，攪拌均勻，得到紅外反射隔熱涂料。
【文檔編號(hào)】C09D7/12GK104130646SQ201410385395
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】黃健, 稂合清, 馬保國(guó), 蹇守衛(wèi), 洪正東 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)