CN104761969A - 一种抗冻辐射隔热涂料及其制备方法 - Google Patents

一种抗冻辐射隔热涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗冻辐射隔热涂料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：堇青石基复合红外辐射材料21-23、纯丙乳液40-43、无水乙醇21-23、金红石型钛白粉8-9、聚丙烯酸钠1-2、氢化蓖麻油2-3、云母粉8-10、尿素1-1.5、丙二醇0.8-1、十二烷基硫酸钠1-2、去离子水27-30、甘油硬脂酸酯0.6-0.8；本发明将堇青石基复合红外辐射材料作为填料可提高红外发射效率，更好的隔热降温，减少室内外温差，节能环保；内含尿素、丙二醇，提高抗冻性，提高涂料的使用寿命；本发明将云母粉等成分活化后与剩余成分混合，产品涂膜细密、红外发射率高，有利于隔热降温，节能环保，降低室内外温差。

Description

一种抗冻辐射隔热涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，特别是一种抗冻辐射隔热涂料及其制备方法。
背景技术
随着我国建筑行业的迅速发展以及能源危机的日益突出，建筑物的节能降耗就越发重要。我国的建筑能耗约占全国能源总消费量的27%，居全国各类能耗之首。采暖和空调的能耗占建筑总能耗的55%，而且还在以每年1 个百分点的速度增加。因些，研究和开发建筑隔热涂料具有重大的经济效益、环境效益和社会效益。在建筑外墙使用具有隔热功能的涂料不仅可以实现涂料原有的装饰、保护和防霉等功能，而且还使涂层具有隔热的功能，保持室内温度恒定，增大室内外的温差，在夏季减少温能耗，在冬季降低取暖费用。
隔热涂料是通过阻隔、反射、辐射等机理来降低被涂物内部的热量积累，从而达到节能和改善工作环境或安全等目的的一种功能性涂料。一般将隔热涂料分为阻隔型、反射型和辐射型隔热涂料三类。其中，辐射型隔热涂料通过将吸收到的太阳能中的紫外光、可见光及近红外光能转为热能，以红外辐射的方式在 8-13. 5μm波段内穿过大气红外窗口，高效地发射到大气外层，从而达到降低温度的目的。辐射型隔热涂料区别于其他两类隔热涂料的一个显著特点是：其余两类隔热涂料只能减缓但不能阻挡热量的传递，而辐射型隔热涂料能够以热发射的形式将吸收的热量辐射掉，从而促使涂层内外以同样的速率降温。
目前使用的隔热涂料存在以下缺点：常年被太阳紫外线作用，涂料老化；冬天温度过低，导致涂料粉化，产生露底现象。以上这些问题综合作用的结果，就会使得涂料膜的隔热效果变差、使用寿命缩短。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗冻辐射隔热涂料及其制备方法。本发明针对现有隔热涂料存在的缺点，将特殊工艺制成的堇青石基复合红外辐射材料作为填料添加到涂料中，提高涂料的红外发射效率，更好的隔热降温，减少室内外温差，节能环保；内含尿素、丙二醇，配合作用，提高抗冻性，提高涂料的使用寿命。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：
一种抗冻辐射隔热涂料，由下列重量份的原料制成：堇青石基复合红外辐射材料21-23、纯丙乳液40-43、无水乙醇21-23、金红石型钛白粉8-9、聚丙烯酸钠1-2、氢化蓖麻油2-3、云母粉8-10、尿素1-1.5、丙二醇0.8-1、十二烷基硫酸钠1-2、去离子水27-30、甘油硬脂酸酯0.6-0.8；
所述堇青石基复合红外辐射材料由以下重量份的原料制备而成：堇青石50-60、三氧化二铁30-35、碳化硅15-20、三氧化二钴20-25、氧化锆20-25、二氧化锰10-15、海藻酸钠 3-5、聚乙烯醇4-5、铝粉3-4、20%的尿素水溶液22-25；制备方法如下：将聚乙烯醇溶于20倍量的去离子水中后加入除海藻酸钠、铝粉之外的所有粉体成分，以800转/分的速度搅拌分散均匀，然后加入20%的尿素水溶液，在80℃水浴中搅拌反应6小时后陈化2小时再进行离心，保留固体，最后水洗干燥得到粉料A；再将海藻酸钠溶于5倍量的水中，边搅拌边加热至完全溶解，然后与粉料A、铝粉一同加入到造粒机中挤出造粒，将制成的颗粒放入电炉中，以250-300℃的温度烘烤60分钟，再升高温度到1150℃，继续煅烧2-2.5小时，取出冷却至室温，将煅烧后的颗粒粉碎，过200目筛即得。
本发明所述一种抗冻辐射隔热涂料，由以下具体步骤制成：
（1）将堇青石基复合红外辐射材料与无水乙醇混合，搅拌均匀形成分散液，再加入聚丙烯酸钠，搅拌混合均匀后超声分散15-25分钟，然后球磨60-90分钟，球磨时控制温度在40-45℃，得到堇青石基复合红外辐射材料乙醇分散浆料；
（2）将金红石型钛白粉、云母粉放入球磨机中进行球磨30-40分钟，然后加入甘油硬脂酸酯，继续搅拌10分钟，形成表面活化的混合粉料A，整个球磨过程控制球磨转速为2400-2800转/分，温度为80-90℃；
（3）将十二烷基硫酸钠添加到去离子水中，缓慢加入混合粉料A、尿素、丙二醇，以800转/分的速度搅拌40-60分钟后移至高速搅拌机，缓慢加入堇青石基复合红外辐射材料乙醇分散浆料，以3500-4000转/分的速度分散30分钟，获得混合浆料；
（4）将纯丙乳液与其余剩余成分一起缓慢地加入调制好的混合浆料中，以400-480转/分的速度搅拌40-50分钟，然后球磨分散2-2.5小时，即得。
本发明的优异效果是：本发明首先制备堇青石基复合红外辐射材料，将粉体材料分散均匀后加入尿素进行沉淀，然后造粒，过程中加入了造孔剂聚乙烯吡咯烷酮、铝粉等，在高温的作用下不仅能够形成具有蓬松细密的孔隙；同时原料中的金属离子和氧离子重新排列后形成的更稳定的尖晶石结构或金红石型结构，双重作用提高了红外发射率。本发明将堇青石基复合红外辐射材料作为填料可提高红外发射效率，更好的隔热降温，减少室内外温差，节能环保；内含尿素、丙二醇，提高抗冻性，提高涂料的使用寿命；本发明将云母粉等成分活化后与剩余成分混合，产品涂膜细密、红外发射率高，有利于隔热降温，节能环保，降低室内外温差。
具体实施方式
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种抗冻辐射隔热涂料，由下列重量份（公斤）的原料制成：堇青石基复合红外辐射材料21、纯丙乳液40、无水乙醇21、金红石型钛白粉8、聚丙烯酸钠1、氢化蓖麻油2、云母粉8、尿素1、丙二醇0.8、十二烷基硫酸钠1、去离子水27、甘油硬脂酸酯0.6；
所述堇青石基复合红外辐射材料由以下重量份（公斤）的原料制备而成：堇青石50、三氧化二铁30、碳化硅15、三氧化二钴20、氧化锆20、二氧化锰10、海藻酸钠 3、聚乙烯醇4、铝粉3、20%的尿素水溶液22；制备方法如下：将聚乙烯醇溶于20倍量的去离子水中后加入除海藻酸钠、铝粉之外的所有粉体成分，以800转/分的速度搅拌分散均匀，然后加入20%的尿素水溶液，在80℃水浴中搅拌反应6小时后陈化2小时再进行离心，保留固体，最后水洗干燥得到粉料A；再将海藻酸钠溶于5倍量的水中，边搅拌边加热至完全溶解，然后与粉料A、铝粉一同加入到造粒机中挤出造粒，将制成的颗粒放入电炉中，以250-300℃的温度烘烤60分钟，再升高温度到1150℃，继续煅烧2小时，取出冷却至室温，将煅烧后的颗粒粉碎，过200目筛即得。
本发明所述一种抗冻辐射隔热涂料，由以下具体步骤制成：
（1）将堇青石基复合红外辐射材料与无水乙醇混合，搅拌均匀形成分散液，再加入聚丙烯酸钠，搅拌混合均匀后超声分散15分钟，然后球磨60分钟，球磨时控制温度在40-45℃，得到堇青石基复合红外辐射材料乙醇分散浆料；
（2）将金红石型钛白粉、云母粉放入球磨机中进行球磨30分钟，然后加入甘油硬脂酸酯，继续搅拌10分钟，形成表面活化的混合粉料A，整个球磨过程控制球磨转速为2400转/分，温度为80-90℃；
（3）将十二烷基硫酸钠添加到去离子水中，缓慢加入混合粉料A、尿素、丙二醇，以800转/分的速度搅拌40分钟后移至高速搅拌机，缓慢加入堇青石基复合红外辐射材料乙醇分散浆料，以3500转/分的速度分散30分钟，获得混合浆料；
（4）将纯丙乳液与其余剩余成分一起缓慢地加入调制好的混合浆料中，以400转/分的速度搅拌40分钟，然后球磨分散2小时，即得。
本发明生产的涂料外观正常，无沉淀，无结块，通过160小时耐水性试验、50小时耐碱性试验、10000次耐洗刷性试验均无异常；耐人工老化试验：2000 小时不起泡，不剥落，无裂纹；半球发射率测试符合JC/T 1040-2007《建筑外表面用热反射隔热涂料》中规定涂层半球发射率 ≥85% 的要求。

Claims (2)

1.一种抗冻辐射隔热涂料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：堇青石基复合红外辐射材料21-23、纯丙乳液40-43、无水乙醇21-23、金红石型钛白粉8-9、聚丙烯酸钠1-2、氢化蓖麻油2-3、云母粉8-10、尿素1-1.5、丙二醇0.8-1、十二烷基硫酸钠1-2、去离子水27-30、甘油硬脂酸酯0.6-0.8；
所述堇青石基复合红外辐射材料由以下重量份的原料制备而成：堇青石50-60、三氧化二铁30-35、碳化硅15-20、三氧化二钴20-25、氧化锆20-25、二氧化锰10-15、海藻酸钠 3-5、聚乙烯醇4-5、铝粉3-4、20%的尿素水溶液22-25；制备方法如下：将聚乙烯醇溶于20倍量的去离子水中后加入除海藻酸钠、铝粉之外的所有粉体成分，以800转/分的速度搅拌分散均匀，然后加入20%的尿素水溶液，在80℃水浴中搅拌反应6小时后陈化2小时再进行离心，保留固体，最后水洗干燥得到粉料A；再将海藻酸钠溶于5倍量的水中，边搅拌边加热至完全溶解，然后与粉料A、铝粉一同加入到造粒机中挤出造粒，将制成的颗粒放入电炉中，以250-300℃的温度烘烤60分钟，再升高温度到1150℃，继续煅烧2-2.5小时，取出冷却至室温，将煅烧后的颗粒粉碎，过200目筛即得。
2.根据权利要求1所述一种抗冻辐射隔热涂料，其特征在于，由以下具体步骤制成：
（1）将堇青石基复合红外辐射材料与无水乙醇混合，搅拌均匀形成分散液，再加入聚丙烯酸钠，搅拌混合均匀后超声分散15-25分钟，然后球磨60-90分钟，球磨时控制温度在40-45℃，得到堇青石基复合红外辐射材料乙醇分散浆料；
（2）将金红石型钛白粉、云母粉放入球磨机中进行球磨30-40分钟，然后加入甘油硬脂酸酯，继续搅拌10分钟，形成表面活化的混合粉料A，整个球磨过程控制球磨转速为2400-2800转/分，温度为80-90℃；
（3）将十二烷基硫酸钠添加到去离子水中，缓慢加入混合粉料A、尿素、丙二醇，以800转/分的速度搅拌40-60分钟后移至高速搅拌机，缓慢加入堇青石基复合红外辐射材料乙醇分散浆料，以3500-4000转/分的速度分散30分钟，获得混合浆料；
（4）将纯丙乳液与其余剩余成分一起缓慢地加入调制好的混合浆料中，以400-480转/分的速度搅拌40-50分钟，然后球磨分散2-2.5小时，即得。
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