CN104788107A - 一种以堇青石基复合红外辐射材料做填料的隔热涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以堇青石基复合红外辐射材料做填料的隔热涂料，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22-25、纯丙乳液40-43、金红石型钛白粉8-9、无水乙醇22-25、聚丙烯酸钠1-2、海藻胶粉2-2.5、绢云母粉2-3、高岭土3-4.5、硅烷偶联剂kh550 0.8-1、十六烷基三甲基溴化铵0.4-0.6、去离子水29-30、甘油硬脂酸酯0.6-0.8；本发明添加具有极高红外发射率的堇青石基复合红外辐射材料，同时添加表面活化处理后的金红石型钛白粉、高岭土等成分，制成的产品粒度小、分散均匀，流动性好，施工性佳，涂膜附着力好，隔热降温显著，具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，特别是一种以堇青石基复合红外辐射材料做填料的隔热涂料及其制备方法。
背景技术
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。由此可见，研制辐射型隔热涂料具有显著优势和积极意义。因过渡金属氧化物，例如三氧化二铁、三氧化二钴等红外辐射材料具有复杂的反尖晶石相或混尖晶石相，材料发射率较高，但是颜色较深，很难应用到实际中。
发明内容
本发明的目的是提供一种以堇青石基复合红外辐射材料做填料的隔热涂料及其制备方法。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。同时由于过渡金属氧化物中三氧化二铁、二氧化锰等材料的颜色较深，在涂料中的应用受到限制，而通过与堇青石复合，可使颜色变至浅灰色，利于实际应用。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：
一种以堇青石基复合红外辐射材料做填料的隔热涂料，由下列重量份的原料制成：堇青石基复合红外辐射材料22-25、纯丙乳液40-43、金红石型钛白粉8-9、无水乙醇22-25、聚丙烯酸钠1-2、海藻胶粉2-2.5、绢云母粉2-3、高岭土3-4.5、硅烷偶联剂kh550 0.8-1、十六烷基三甲基溴化铵0.4-0.6、去离子水29-30、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。
本发明所述一种以堇青石基复合红外辐射材料做填料的隔热涂料，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15-20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、绢云母粉、高岭土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）将海藻胶粉添加到去离子水中，缓慢加入混合粉料A、硅烷偶联剂kh550，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）向混合浆料中缓慢地加入调制好的纯丙乳液，然后加入其余剩余成分，以400-450转/分的速度搅拌35-40分钟，然后球磨分散2-3小时，即得。
本发明的优异效果是：本发明添加具有极高红外发射率的堇青石基复合红外辐射材料，同时添加表面活化处理后的金红石型钛白粉、高岭土等成分，制成的产品粒度小、分散均匀，流动性好，施工性佳，涂膜附着力好，隔热降温显著，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种以堇青石基复合红外辐射材料做填料的隔热涂料，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22、纯丙乳液40、金红石型钛白粉8、无水乙醇22、聚丙烯酸钠1、海藻胶粉2、绢云母粉2、高岭土3、硅烷偶联剂kh550 0.8、十六烷基三甲基溴化铵0.4、去离子水29、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。
本发明所述一种以堇青石基复合红外辐射材料做填料的隔热涂料，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、绢云母粉、高岭土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）将海藻胶粉添加到去离子水中，缓慢加入混合粉料A、硅烷偶联剂kh550，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）向混合浆料中缓慢地加入调制好的纯丙乳液，然后加入其余剩余成分，以400转/分的速度搅拌35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)
1.一种以堇青石基复合红外辐射材料做填料的隔热涂料，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22-25、纯丙乳液40-43、金红石型钛白粉8-9、无水乙醇22-25、聚丙烯酸钠1-2、海藻胶粉2-2.5、绢云母粉2-3、高岭土3-4.5、硅烷偶联剂kh550 0.8-1、十六烷基三甲基溴化铵0.4-0.6、去离子水29-30、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所述一种以堇青石基复合红外辐射材料做填料的隔热涂料，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15-20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、绢云母粉、高岭土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）将海藻胶粉添加到去离子水中，缓慢加入混合粉料A、硅烷偶联剂kh550，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）向混合浆料中缓慢地加入调制好的纯丙乳液，然后加入其余剩余成分，以400-450转/分的速度搅拌35-40分钟，然后球磨分散2-3小时，即得。
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