CN103232772B - Pvdf光油、隔热节能型氟碳涂料及它们的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种PVDF光油、隔热节能型氟碳涂料及它们的制备方法，其中，PVDF光油包含以下重量份的各组份：聚偏二氟乙烯30-40份，聚甲基丙烯酸甲酯10-15份，丙二醇甲醚醋酸酯7-15份，异佛尔酮15-25份，钛白粉15-25份，二甲苯10-20份。隔热节能型氟碳涂料，包括如下重量份的各组份：PVDF光油30-50份，颜填料25-40份，异佛尔酮20-30份，分散剂0.5-1份。本发明提供了一种以聚偏氟乙烯涂料（PVDF光油）为基体的具有全面隔热效果的高性能隔热保温氟碳涂料。
Description
技术领域
本发明涉及建筑隔热涂料领域，尤其涉及一种隔热节能型氟碳涂料及制备方法。
背景技术
随着人们对能源需求的日益增加，传统的不可再生能源越来越少，节能环保已经显得越来越重要，因此，针对需求研制出具有低碳、环保的绿色能源及降低能耗己经成为科研领域的一个重要课题。建筑能耗相对于其他形式的能耗，在总的能耗中占有很大的比重，尤其是在发达国家，此比例已经接近50%，且其中绝大多数是采暖和空调的能耗。在我国，建筑节能具有更加重要的意义，原因是与同等气候的国家相比，我国大部分建筑都属于高能耗建筑，隔热保温涂料的应用还不足发达国家的三分之一。根据国家***最近公布的数据显示，全国每年新增的20亿m2建筑面积中80％属于高能耗建筑，故建筑节能意义重大。目前我国对新建筑采取了强制性隔热保温措施,在面对各种保温隔热材料的选择中，运用隔热保温涂料对建筑物的屋顶、外墙进行涂装是目前各国重点推广的节能方法之一。
根据隔热涂料的隔热机理和隔热方式不同，将其分为阻隔型、反射型和辐射型三种隔热涂料。虽然阻隔型、反射型和辐射型三种隔热涂料都具有一定的隔热保温效果，但是，建筑物的传热并非以某一种传热方式单独进行，而大多是导热、对流、辐射三种方式综合作用的结果，单独采用一种隔热功能填料无法实现全面隔热保温的目的。最佳的隔热涂料应该是在阳光照射下具有全面协同的光谱特征和阻止热传递功能并主动向外释放能量降温。开发一种具有更好隔热保温效果的、综合性能佳的隔热节能型涂料是本技术领域亟待取得突破的课题之一。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种PVDF光油及隔热节能型氟碳涂料，同时还提供了它们的制备方法。本发明提供了一种以聚偏氟乙烯涂料（PVDF光油）为基体的具有全面隔热效果的高性能隔热保温氟碳涂料。
本发明采用以下技术方案解决其技术问题：
本发明第一方面提供一种PVDF光油，包含以下重量份的各组份：聚偏二氟乙烯30-40份，聚甲基丙烯酸甲酯10-15份，丙二醇甲醚醋酸酯7-15份，异佛尔酮15-25份，钛白粉15-25份，二甲苯10-20份。
进一步的，所述PVDF光油通过包括如下步骤的方法制得：
（1）将异佛尔酮加入到有冰水浴的容器中,以1500～1700rpm的速度搅拌,同时匀速加入聚偏二氟乙烯,加入速度为50～60g/min；聚偏二氟乙烯加入完毕后停止搅拌，静置15-30min后再以2500～2700rpm搅拌30-45min,得到PVDF树脂分散液；
（2）将聚甲基丙烯酸甲酯、钛白粉、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯用高速分散机预分散均匀,得到漆浆；
（3）在搅拌下将分散好的PVDF树脂分散液、漆浆混合均匀,再用磨砂机进行研磨至细度≤20μm，即制得PVDF光油。优选的，步骤（3）进行研磨时，研磨温度控制在低于50℃。
本发明第二方面提供一种制备PVDF光油的方法，包括如下步骤：
（1）按配方称取各组份，所述配方包括如下重量份的各组份：聚偏二氟乙烯30-40份，聚甲基丙烯酸甲酯10-15份，丙二醇甲醚醋酸酯7-15份，异佛尔酮15-25份，钛白粉15-25份，二甲苯10-20份；
（2）按步骤（1）的配方将异佛尔酮加入到有冰水浴的容器中,以1500～1700rpm的速度搅拌,同时匀速加入聚偏二氟乙烯,加入速度约为50～60g/min；聚偏二氟乙烯加入完毕后停止搅拌，静置15～30min后再次启动并以2500～2700rpm搅拌30-45min,得到PVDF树脂分散液；
（3）将聚甲基丙烯酸甲酯、钛白粉、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯用高速分散机预分散均匀,得到漆浆；
（4）在搅拌下将分散好的PVDF树脂分散液、漆浆混合均匀,再用磨砂机进行研磨至细度≤20μm，即制得PVDF光油。优选的，步骤（4）中进行研磨时，研磨温度控制在低于50℃。
本发明第三方面提供一种隔热节能型氟碳涂料，包括如下重量份的各组份：上文所述的PVDF光油30-50份，颜填料25-40份，异佛尔酮20-30份，分散剂0.5-1份。
优选的，所述颜填料为功能性填料，功能性填料优选为阻隔型隔热功能填料、反射型隔热功能填料和辐射型隔热功能填料的混合物。本发明将阻隔型、反射型和辐射型隔热功能填料在涂料体系中进行复配，通过协同效应，达到优异的隔热效果。进一步优选的，辐射型、反射型、阻隔型隔热功能填料的重量配比为（1-2）：（8-15）：（10-20）。
进一步优选的，所述阻隔型隔热功能填料为闭孔珍珠岩、空心陶瓷微珠中的一种或两种的混合；所述反射型隔热功能填料为空心玻璃微珠、陶瓷微粉、二氧化钛中的一种或至少两种的混合；所述辐射型隔热功能填料为纳米级氧化锡（ITO）、氧化锡锑（ATO）、氧化锌铝（AZO）中的一种或至少两种的组合。优选的，辐射型隔热功能填料纳米级氧化锡（ITO）、氧化锡锑（ATO）、氧化锌铝（AZO）的粒径均在20-100nm。
优选的，所述分散剂为硅烷偶联剂、丙烯酸酯类分散剂中的至少一种，硅烷偶联剂例如KH570、KH560等；丙烯酸酯类分散剂例如甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物等。
本发明第四方面提供一种制备如上文所述的隔热节能型氟碳涂料的方法，包括如下步骤：按配比将颜填料、异佛尔酮、分散剂加入PVDF光油中，以1500～2000rpm的转速搅拌均匀后再以3000～4000rpm的转速进行搅拌约25-35min，出料，即得隔热节能型氟碳涂料浆料。
本发明的技术方案具有如下有益效果：
本发明提供的PVDF光油具有优异的耐候性、耐久性、耐化学药品性、防腐性、绝缘性和非粘附性及耐污染等性能。本发明以聚偏氟乙烯涂料（PVDF光油）为基体，根据隔热机理，将阻隔型、反射型和辐射型隔热功能填料进行复配，利用阻隔、辐射、反射型隔热填料的协同隔热效应，提供了一种隔热效果优、综合性能佳的高性能隔热保温氟碳涂料，可有效改善工作生活环境、节约能源和提高居住安全性、舒适性。所提供的隔热保温氟碳涂料可在建筑物的内外墙、屋面及金属结构表面（建筑中的铝门窗、具有钢结构的建筑（桥梁、船舶、轨道交通车辆、石油储罐和管道、化工设施、彩涂钢板等））使用，对改善工作生活环境、节约能源具有十分重要的意义。参照JG/T235-2008标准，将所制备的隔热涂料和空白样（不含隔热功能填料）涂料分别均匀涂布在铝片上,自然干燥后,对试样的隔热效果进行测试,结果表明：复合型隔热保温氟碳涂料的隔热温差可达12.8-16.9℃。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明：
实施例1
1、制备PVDF光油
按如下配方称取各组份（重量份）：聚偏二氟乙烯30份，聚甲基丙烯酸甲酯10份，丙二醇甲醚醋酸酯7.5份，异佛尔酮17.5份，钛白粉25份，二甲苯10份。
按如下步骤制备PVDF光油：
（1）将异佛尔酮加入到有冰水浴的容器中,以1500～1700rpm的速度搅拌,同时匀速加入聚偏二氟乙烯,加入速度约为50～60g/min；聚偏二氟乙烯加入完毕后停止搅拌，静置20min后再次启动并以2500～2700rpm搅拌40min,得到PVDF树脂分散液；
（2）将聚甲基丙烯酸甲酯、钛白粉、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯用高速分散机预分散均匀,得到漆浆；
（3）在搅拌下将分散好的PVDF树脂分散液、漆浆混合均匀,再用磨砂机进行研磨至细度≤20μm（研磨温度低于50℃），即制得PVDF光油，备用。
2、制备隔热节能型氟碳涂料
按如下配方称取各组份（重量份）：PVDF光油40份，颜填料34份，异佛尔酮25份，分散剂硅烷偶联剂（KH570）1份。其中颜填料为纳米级ATO（辐射型）、空心玻璃微珠（反射型）、闭孔珍珠岩（阻隔型）按照质量比1：13：20混合而成。
按上述重量份将颜填料、异佛尔酮、硅烷偶联剂KH570加入PVDF光油中，低速（转速为2000rpm）搅拌均匀后再以4000rpm的转速进行搅拌约30分钟，出料，即得隔热节能型氟碳涂料浆料。
实施例2
本实施例基本与实施例1相同，其不同点在于，在制备隔热节能型氟碳涂料时，按如下配方称取各组份（重量份）：PVDF光油45份，颜填料30份，异佛尔酮24份，分散剂硅烷偶联剂（KH570）1份。其中颜填料为纳米级ATO（辐射型）、空心玻璃微珠（反射型）、闭孔珍珠岩（阻隔型）按照质量比2：12：16混合而成。
实施例3
1、制备PVDF光油
按如下配方称取各组份（重量份）：聚偏二氟乙烯35份，聚甲基丙烯酸甲酯10份，丙二醇甲醚醋酸酯10份，异佛尔酮15份，钛白粉15份，二甲苯15份。
按如下步骤制备PVDF光油：
（1）将异佛尔酮加入到有冰水浴的容器中,以1500～1700rpm的速度搅拌,同时匀速加入聚偏二氟乙烯,加入速度约为50～60g/min；聚偏二氟乙烯加入完毕后停止搅拌，静置20min后再次启动并以2500～2700rpm搅拌40min,得到PVDF树脂分散液；
（2）将聚甲基丙烯酸甲酯、钛白粉、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯用高速分散机预分散均匀,得到漆浆；
（3）在搅拌下将分散好的PVDF树脂分散液、漆浆混合均匀,再用磨砂机进行研磨至细度≤20μm（研磨温度低于50℃），即制得PVDF光油，备用。
2、制备隔热节能型氟碳涂料
按如下配方称取各组份（重量份）：PVDF光油49份，颜填料30份，异佛尔酮20份，分散剂硅烷偶联剂（KH560）1份。其中颜填料为纳米级ITO（辐射型）、空心玻璃微珠（反射型）、闭孔珍珠岩（阻隔型）按照质量比1：9：20混合而成。
按上述重量份将颜填料、异佛尔酮、硅烷偶联剂KH560加入PVDF光油中，低速（转速为2000rpm）搅拌均匀后再以4000rpm的转速进行搅拌约30分钟，出料，即得隔热节能型氟碳涂料浆料。
实施例4
本实施例基本与实施例3相同，其不同点在于，在制备隔热节能型氟碳涂料时，按如下配方称取各组份（重量份）：PVDF光油40份，颜填料40份，异佛尔酮24份，分散剂硅烷偶联剂（KH570）1份。其中颜填料为纳米级ITO（辐射型）、空心玻璃微珠（反射型）、闭孔珍珠岩（阻隔型）按照质量比2：15：18混合而成。
实施例5
1、制备PVDF光油
按如下配方称取各组份（重量份）：聚偏二氟乙烯40份，聚甲基丙烯酸甲酯15份，丙二醇甲醚醋酸酯15份，异佛尔酮15份，钛白粉15份，二甲苯20份。
按如下步骤制备PVDF光油：
（1）将异佛尔酮加入到有冰水浴的容器中,以1500～1700rpm的速度搅拌,同时匀速加入聚偏二氟乙烯,加入速度约为50～60g/min；聚偏二氟乙烯加入完毕后停止搅拌，静置20min后再次启动并以2500～2700rpm搅拌40min,得到PVDF树脂分散液；
（2）将聚甲基丙烯酸甲酯、钛白粉、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯用高速分散机预分散均匀,得到漆浆；
（3）在搅拌下将分散好的PVDF树脂分散液、漆浆混合均匀,再用磨砂机进行研磨至细度≤20μm（研磨温度低于50℃），即制得PVDF光油，备用。
2、制备隔热节能型氟碳涂料
按如下配方称取各组份（重量份）：PVDF光油30份，颜填料25份，异佛尔酮30份，分散剂甲基丙烯酸丁酯0.5份。其中颜填料为纳米级ATO（辐射型）、陶瓷微粉（反射型）、闭孔珍珠岩（阻隔型）按照质量比2：15：20混合而成。
按上述重量份将颜填料，异佛尔酮，分散剂甲基丙烯酸丁酯加入PVDF光油中，低速（转速为2000rpm）搅拌均匀后再以4000rpm的转速进行搅拌约30分钟，出料，即得隔热节能型氟碳涂料浆料。
性能检测：对实施例1-5的隔热节能型氟碳涂料进行性能检测，检测结果见下表1。
表1
由检测结果可知，本发明提供的隔热节能型氟碳涂料采用特定的PVDF光油为基体，颜填料采用阻隔型、反射型和辐射型隔热功能填料按一定配比复配而成，使阻隔、辐射、反射型隔热填料的协同隔热效应得到更好发挥。制备的氟碳涂料不仅隔热效果优，而且综合性能佳，可有效改善工作生活环境、节约能源和提高居住安全性、舒适性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种隔热节能型氟碳涂料，其特征在于，包括如下重量份的各组份：PVDF光油30-50份，颜填料25-40份，异佛尔酮20-30份，分散剂0.5-1份；所述颜填料为辐射型隔热功能填料、反射型隔热功能填料和阻隔型隔热功能填料的混合物，辐射型、反射型、阻隔型隔热功能填料的重量配比为(1-2)：(8-15)：(10-20)；所述阻隔型隔热功能填料为闭孔珍珠岩、空心陶瓷微珠中的一种或两种的混合；所述反射型隔热功能填料为空心玻璃微珠、陶瓷微粉、二氧化钛中的一种或至少两种的混合；所述辐射型隔热功能填料为纳米级氧化锡(ITO)、氧化锡锑(ATO)、氧化锌铝(AZO)中的一种或至少两种的组合；
所述PVDF光油包含以下重量份的各组份：聚偏二氟乙烯30-40份，聚甲基丙烯酸甲酯10-15份，丙二醇甲醚醋酸酯7-15份，异佛尔酮15-25份，钛白粉15-25份，二甲苯10-20份；
所述PVDF光油通过包括如下步骤的方法制得：
(1)将异佛尔酮加入到有冰水浴的容器中,以1500～1700rpm的速度搅拌,同时匀速加入聚偏二氟乙烯,加入速度为50～60g/min；聚偏二氟乙烯加入完毕后停止搅拌，静置15-30min后再以2500～2700rpm搅拌30-45min,得到PVDF树脂分散液；
(2)将聚甲基丙烯酸甲酯、钛白粉、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯用高速分散机预分散均匀,得到漆浆；
(3)在搅拌下将分散好的PVDF树脂分散液、漆浆混合均匀,再用磨砂机进行研磨至细度≤20μm，即制得PVDF光油；
所述隔热节能型氟碳涂料按照包括如下步骤的方法制得：按配比将颜填料、异佛尔酮、分散剂加入PVDF光油中，以1500～2000rpm的转速搅拌均匀后再以3000～4000rpm的转速进行搅拌25-35min出料，即得隔热节能型氟碳涂料浆料。
2.根据权利要求1所述的隔热节能型氟碳涂料，其特征在于，所述分散剂为硅烷偶联剂、丙烯酸酯类分散剂中的至少一种。
3.一种制备如权利要求1-2任一项所述的隔热节能型氟碳涂料的方法，其特征在于，包括如下步骤：按配比将颜填料、异佛尔酮、分散剂加入PVDF光油中，以1500～2000rpm的转速搅拌均匀后再以3000～4000rpm的转速进行搅拌25-35min出料，即得隔热节能型氟碳涂料浆料。
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