一種環(huán)保節(jié)能型水性輻射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，特別是一種環(huán)保節(jié)能型水性輻射隔熱涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]涂料水性化是保護(hù)環(huán)境和節(jié)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(huán)境危害小，并且具有施工方便、安全性好、易于儲存運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)，己成為現(xiàn)代涂料的重要發(fā)展方向。目前水性涂料在建筑涂料領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]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。
[0004]近年來，隨著國家城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，人們的居住環(huán)境得到不斷改善。但是由于絕大部分的建筑沒有采用節(jié)能結(jié)構(gòu)與節(jié)能材料，導(dǎo)致建筑能耗在我國社會總能耗中占了很大的比重，因此研宄和開發(fā)建筑節(jié)能材料以減少建筑能耗已成為當(dāng)前社會要解決的刻不容緩的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保節(jié)能型水性輻射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；以此作為填料，以純丙乳液、天然膠乳作為成膜物質(zhì)，制成的涂料具有良好的紅外發(fā)射率，隔熱降溫效果好，同時(shí)能夠減小室內(nèi)外溫差，降低了空調(diào)系統(tǒng)的能耗。
[0006]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:
一種環(huán)保節(jié)能型水性輻射隔熱涂料，由下列重量份的原料制成:堇青石基復(fù)合紅外輻射材料23-25、純丙乳液33-36、天然膠乳5-7、金紅石型鈦白粉7.5-8.5、無水乙醇22-25、聚丙烯酸鈉1-2、空心微珠4-5、亞麻油1-2、羥丙基甲基纖維素0.8-1、多聚磷酸鈉0.5-0.7、去離子水26-28、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。
[0007]本發(fā)明所述一種環(huán)保節(jié)能型水性輻射隔熱涂料，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20-30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、空心微珠放入球磨機(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)將羥丙基甲基纖維素添加到去離子水中，緩慢加入混合粉料A、多聚磷酸鈉，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3600-3800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、天然膠乳，然后加入其余剩余成分，以400-450轉(zhuǎn)/分的速度攪拌30-40分鐘，然后球磨分散2-2.5小時(shí)，即得。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)異效果是:本發(fā)明成分配比合理，添加特殊工藝制成的堇青石基復(fù)合紅外輻射材料，可以提高產(chǎn)品的紅外發(fā)射率，利于隔熱降溫，將金紅石型鈦白粉等進(jìn)行表面活化后再與其余成分混合，制成的產(chǎn)品粒度小，涂膜附著力好，減小室內(nèi)外溫差，從而降低空調(diào)能耗，節(jié)能減排，具有極高的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的市場前景。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面通過具體實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0010]一種環(huán)保節(jié)能型水性輻射隔熱涂料，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23、純丙乳液33、天然膠乳5、金紅石型鈦白粉7.5、無水乙醇22、聚丙烯酸鈉1、空心微珠4、亞麻油1、羥丙基甲基纖維素0.8、多聚磷酸鈉0.5、去離子水26、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。
[0011]本發(fā)明所述一種環(huán)保節(jié)能型水性輻射隔熱涂料，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20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、空心微珠放入球磨機(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80-90°C ；
(3)將羥丙基甲基纖維素添加到去離子水中，緩慢加入混合粉料A、多聚磷酸鈉，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3600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、天然膠乳，然后加入其余剩余成分，以400轉(zhuǎn)/分的速度攪拌30分鐘，然后球磨分散2小時(shí)，即得。
[0012]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)】
1.一種環(huán)保節(jié)能型水性輻射隔熱涂料，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23-25、純丙乳液33-36、天然膠乳5_7、金紅石型鈦白粉7.5-8.5、無水乙醇22-25、聚丙烯酸鈉1-2、空心微珠4-5、亞麻油1-2、羥丙基甲基纖維素0.8_1、多聚磷酸鈉0.5-0.7、去離子水26-28、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所述一種環(huán)保節(jié)能型水性輻射隔熱涂料，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20-30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、空心微珠放入球磨機(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)將羥丙基甲基纖維素添加到去離子水中，緩慢加入混合粉料A、多聚磷酸鈉，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3600-3800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、天然膠乳，然后加入其余剩余成分，以400-450轉(zhuǎn)/分的速度攪拌30-40分鐘，然后球磨分散2-2.5小時(shí)，即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)保節(jié)能型水性輻射隔熱涂料，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23-25、純丙乳液33-36、天然膠乳5-7、金紅石型鈦白粉7.5-8.5、無水乙醇22-25、聚丙烯酸鈉1-2、空心微珠4-5、亞麻油1-2、羥丙基甲基纖維素0.8-1、多聚磷酸鈉0.5-0.7、去離子水26-28、甘油硬脂酸酯0.6-0.8；本發(fā)明成分配比合理，添加特殊工藝制成的堇青石基復(fù)合紅外輻射材料，可以提高產(chǎn)品的紅外發(fā)射率，利于隔熱降溫，將金紅石型鈦白粉等進(jìn)行表面活化后再與其余成分混合，制成的產(chǎn)品粒度小，涂膜附著力好，減小室內(nèi)外溫差，從而降低空調(diào)能耗，節(jié)能減排，值得推廣。
【IPC分類】C09D133-04, C09D7-12, C09D107-02
【公開號】CN104761985
【申請?zhí)枴緾N201510120119
【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8日
【申請日】2015年3月18日