CN103214905A - 一种温敏变色隔热涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温敏变色隔热涂料，由以下重量百分含量32%～52%的颜填料、2%～10%的制浆溶剂、1%～12%的制浆助剂、30%～50%的成膜乳液、1%～8%的温敏可逆变色材料、1%～11.5%的调漆助剂以及0%～10%的调漆溶剂制成，达到温敏变色、高温反射隔热、低温吸热的目的，具有很好的节能效果与装饰效果。本发明还公开了一种温敏变色隔热涂料的制备方法，包括：将颜填料、制浆溶剂和制浆助剂研磨得到制浆部分，将成膜乳液、温敏可逆变色材料、调漆助剂和调漆溶剂搅拌得到调漆部分，制浆部分和调漆部分混合制得，该方法制备简单，易于工业化大规模生产，具备较好的经济效益。

Description

一种温敏变色隔热涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑涂料技术领域，特别涉及一种温敏变色隔热涂料及其制备方法。

背景技术

反射隔热涂料具有良好的隔热效果，能够反射80%左右的太阳辐射热，且隔热涂料施工简便，仅需简单的喷涂；成本较低，仅无机隔热保温材料的1/2。因此，利用隔热涂料降低建筑能耗是非常切实可行的节能减排手段，尤其适用于我国长江以南地区。

隔热涂料的发展速度极快，目前应用较多的是环保水性隔热涂料，如水性反射型隔热涂料（CN 1986664 A）；并逐步开发出水性耐沾污隔热涂料（CN101481583A）、防水隔热涂料（CN 101818013A）、减振隔热涂料（CN101709188A）等不同功能与特点的产品，满足不同的市场需求。尽管上述的功能型隔热涂料具有良好的隔热性能与其他优点，然而其在冬季低温时仍反射太阳辐射能，反而不利于冬季的节能。

中国专利ZL 200410051965.X公开了一种太阳热智能控温涂料，该涂料以掺杂二氧化钒相变材料作为功能添加剂，包括10～35重量份的高分子成膜材料、0.1～0.4重量份的分散剂、16～52重量份的复合颜料、19～65重量份的溶剂和0.5～1.7重量份的增塑剂。当涂料温度高于相变温度时，该涂料具有较高的全红外波段反射能力，隔热效果显著；当涂料温度低于相变温度时，该涂料可透过红外线，保温效率好，从而实现智能控温。遗憾的是，该专利并未对比高于/低于相变温度时的太阳光反射比，且该涂料的颜色不随环境温度而变化。

发明内容

本发明提供了一种温敏变色隔热涂料，通过在涂料中引入温敏可逆变色材料，达到温敏变色、高温反射隔热、低温吸热的目的。

一种温敏变色隔热涂料，由以下重量百分含量的原料制成；

颜填料                                   32%～52%；

制浆溶剂                                 2%～10%；

制浆助剂                                 1%～12%；

成膜乳液                                 30%～50%；

温敏可逆变色材料                         1%～8%；

调漆助剂                                 1%～11.5%；

调漆溶剂                                 0%～10%。

温敏变色隔热涂料由制浆部分和调漆部分组成，其中，颜填料、制浆溶剂以及制浆助剂形成制浆部分，成膜乳液、温敏变色材料、调漆助剂以及选择性添加的调漆溶剂形成调漆部分。制浆部分和调漆部分可分开制备，使用时，将两者混合即可。

所述的温敏可逆变色材料可选用在一定温度区间范围内，随温度的升高，温敏可逆变色材料逐渐变为白色或者透明，随温度的降低，温敏可逆变色材料逐渐变为对太阳光吸收较好的彩色，从而使得本发明温敏变色隔热涂料在彩色与白色之间可逆变色，所述的彩色包括红色、黄色、橙色、蓝色、绿色、紫色、褐色、灰色。所述的温敏可逆变色材料可采用市售产品，作为优选，所述的温敏可逆变色材料为一类可随温度变化而反复变色的微胶囊，微胶囊以电子转移型有机化合物为发色体系，以透明外壳为保护层，也称为感温变色粉，如采用黄色变色粉、红色变色粉、绿色变色粉或者蓝色变色粉，粒径小于等于40μm，一般粒径越小，色彩越均匀。

作为优选，所述的颜填料为钛白粉、碳酸钙、高岭土、硅藻土、云母、滑石粉、硫酸钡、硅酸铝、氧化锌、空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠、聚合物空心材料、陶瓷微粉中的两种以上，所述的颜填料的粒径小于等于80μm。颜填料能够起到调节颜色与填充的作用。选用上述的颜填料，使得白色底色更亮些，使得夏天温度较高时，能够反射更多的太阳光。进一步优选，所述的颜填料的粒径小于等于40μm，粒径越小，外观越均匀。

作为优选，所述的制浆溶剂为水，方便制浆，从而制备水性涂料。

作为优选，所述的制浆助剂由润湿剂、防冻剂、分散剂、第一消泡剂、第一增稠剂、抗菌剂和第一pH调节剂组成，在总原料中的重量百分含量为：

润湿剂                                    0.05%～0.5%；

防冻剂                                    0.5%～2%；

分散剂                                    0.1%～0.5%；

第一消泡剂                                0.1%～0.5%；

第一增稠剂                                0.5%～4%；

抗菌剂                                    0.05%～0.3%；

第二pH调节剂                              0.05%～0.4%。

选用上述含量和组分的制浆助剂能够使得最终制备的本发明温敏变色隔热涂料具有良好的性能。

作为优选，所述的成膜乳液为纯丙乳液、苯丙乳液、乙丙乳液、硅丙乳液、氟碳乳液、聚氨酯乳液中的一种或两种以上，上述的几种成膜乳液的玻璃态转变温度较低，室温下的柔韧性较好，同时具有较好的成膜性，能够使得本发明温敏变色隔热涂料在使用时具有较好的粘结性，从而提高涂料的性能。

作为优选，所述的调漆助剂由第二消泡剂、第二增稠剂、第二pH调节剂和成膜助剂组成，在总原料中的重量百分含量为：

第二消泡剂                                   0.1%～0.4%；

第二增稠剂                                   0.5%～5%；

第二pH调节剂                                 0.2%～1%；

成膜助剂                                     0.5%～5%。

选用上述含量和组分的调漆助剂能够使得最终制备的本发明温敏变色隔热涂料具有良好的性能，有利于成膜，提高涂料的粘结性。

作为优选，所述的调漆溶剂为水，可以根据需要添加或者不添加。进一步优选，所述的调漆溶剂在总原料中的重量百分含量为1%～10%。

作为优选，所述的温敏变色隔热涂料，由以下重量百分含量的原料制成；

颜填料                                  37%～47%；

制浆溶剂                                5%～7%；

润湿剂                                  0.1%～0.3%；

防冻剂                                  0.5%～1.5%；

分散剂                                  0.2%～0.4%；

第一消泡剂                              0.1%～0.3%；

第一增稠剂                              1%～3%；

抗菌剂                                  0.05%～0.15%；

第一pH调节剂                           0.1%～0.3%；

成膜乳液                               33%～43%；

温敏可逆变色材料                       2%～5%；

第二消泡剂                             0.1%～0.3%；

第二增稠剂                             1.5%～4%；

第二pH调节剂                           0.3%～0.7%；

成膜助剂                               0.5%～3%；

调漆溶剂                               1%～4%。

第一消泡剂与第二消泡剂可以相同也可以不同。

第一pH调节剂与第二pH调节剂可以相同也可以不同，优选相同。

第一增稠剂与第二增稠剂可以相同也可以不同，优选相同。

润湿剂、防冻剂、分散剂、第一消泡剂、增稠剂、抗菌剂、第一pH调节剂、第二消泡剂、增稠剂、第二pH调节剂和成膜助剂可选择涂料领域常用的润湿剂、防冻剂、分散剂、消泡剂、增稠剂、抗菌剂、pH调节剂和成膜助剂。

本发明还公开了一种温敏变色隔热涂料的制备方法，其制备简单，易于实施。

一种温敏变色隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：

1）将颜填料、制浆溶剂和制浆助剂通过高速分散机在400rmp～2000rmp（转/分钟）的速度研磨15min～60min，得到制浆部分；

将成膜乳液、温敏可逆变色材料和调漆助剂三者，或者将成膜乳液、温敏可逆变色材料、调漆助剂和调漆溶剂四者，在200rmp～600rmp搅拌10min～30min，得到调漆部分；

2）将制浆部分和调漆部分混合，得到温敏变色隔热涂料。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

常规的隔热涂料通过反射太阳光而保持建筑围护结构的凉爽，从而节省空调能耗；但在冬季则会进一步降低建筑围护结构的温度，反而增大取暖能耗。本发明温敏变色隔热涂料可提供彩色与白色之间可逆变色的隔热涂料。本发明温敏变色隔热涂料可以使隔热涂料在夏季高温时保持白色，反射大部分的太阳辐射能；而在冬季低温时变为彩色，吸收更多的太阳辐射能，从而实现更高的节能效果。同时，本发明的可逆色彩变化赋予隔热涂料优良的装饰性，具有广阔的市场前景。

本发明温敏变色隔热涂料具有很好的节能效果与装饰效果，可用于建筑外表面、金属屋顶、化工储罐等领域，具有广阔的应用前景。

本发明温敏变色隔热涂料的制备方法，其制备简单，易于操作和控制，易于工业化大规模生产，具备较好的经济效益。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明进行进一步说明。下列对比例和实施例中百分数均为重量百分含量。

温敏变色隔热涂料的制备

制浆：由表1“制浆部分”所列原料通过高速分散机以800rmp的速度研磨30min后得到制浆部分，冷却后密封保存。

调漆：将表1“调漆部分”所列原料通过搅拌桨以500rmp低速搅拌20min完成，得到调漆部分，室温密封储存。

将制浆部分和调漆部分混合，即可得到温敏变色隔热涂料使用。

表1温敏变色隔热涂料的组成

对表1中的颜填料与温敏变色材料组成进行进一步具体选择，如表2所示，分别得到对比例1的隔热涂料和实施例1～4的本发明温敏变色材料，然后进行性能测试，结果如表2所示。

表2对比例和实施例的颜填料与温敏变色材料组成及性能

由表2可见，本发明制备的温敏变色隔热涂料产品具有彩色与白色之间的可逆变色，具有温敏变色、夏季隔热、冬季吸热的功能，具备优良的装饰性和节能效果，可使本发明的温敏变色隔热涂料具有广阔的应用前景。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种温敏变色隔热涂料，其特征在于，由以下重量百分含量的原料制成；

颜填料                                  32%～52%；

制浆溶剂                                2%～10%；

制浆助剂                                1%～12%；

成膜乳液                                30%～50%；

温敏可逆变色材料                        1%～8%；

调漆助剂                                1%～11.5%；

调漆溶剂                                0%～10%。

2.根据权利要求1所述的温敏变色隔热涂料，其特征在于，所述的颜填料为钛白粉、碳酸钙、高岭土、硅藻土、云母、滑石粉、硫酸钡、硅酸铝、氧化锌、空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠、聚合物空心材料、陶瓷微粉中的两种以上。

3.根据权利要求1所述的温敏变色隔热涂料，其特征在于，所述的颜填料的粒径小于等于80μm。

4.根据权利要求3所述的温敏变色隔热涂料，其特征在于，所述的颜填料的粒径小于等于40μm。

5.根据权利要求1所述的温敏变色隔热涂料，其特征在于，所述的制浆溶剂和调漆溶剂均为水。

6.根据权利要求1所述的温敏变色隔热涂料，其特征在于，所述的制浆助剂由润湿剂、防冻剂、分散剂、第一消泡剂、第一增稠剂、抗菌剂和第一pH调节剂组成，在总原料中的重量百分含量为：

润湿剂                                   0.05%～0.5%；

防冻剂                                   0.5%～2%；

分散剂                                   0.1%～0.5%；

第一消泡剂                               0.1%～0.5%；

第一增稠剂                               0.5%～4%；

抗菌剂                                   0.05%～0.3%；

第一pH调节剂                             0.05%～0.4%。

7.根据权利要求1所述的温敏变色隔热涂料，其特征在于，所述的成膜乳液为纯丙乳液、苯丙乳液、乙丙乳液、硅丙乳液、氟碳乳液、聚氨酯乳液中的一种或两种以上。

8.根据权利要求1所述的温敏变色隔热涂料，其特征在于，所述的温敏可逆变色材料为感温变色粉，粒径小于等于40μm。

9.根据权利要求1所述的温敏变色隔热涂料，其特征在于，所述的调漆助剂由第二消泡剂、第二增稠剂、第二pH调节剂和成膜助剂组成，在总原料中的重量百分含量为：

第二消泡剂                               0.1%～0.4%；

第二增稠剂                               0.5%～5%；

第二pH调节剂                             0.2%～1%；

成膜助剂                                 0.5%～5%。

10.根据权利要求1～9任一项所述的温敏变色隔热涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将颜填料、制浆溶剂和制浆助剂通过高速分散机在400rmp～2000rmp的速度研磨15min～60min，得到制浆部分；

将成膜乳液、温敏可逆变色材料和调漆助剂三者，或者将成膜乳液、温敏可逆变色材料、调漆助剂和调漆溶剂四者，在200rmp～600rmp搅拌10min～30min，得到调漆部分；

2）将制浆部分和调漆部分混合，得到温敏变色隔热涂料。