CN105419531A - 一种超高阳光反射比涂料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种超高阳光反射比涂料的制备方法，涉及一种涂料的制备方法。是要解决现有涂料对阳光的反射比例低的问题。方法：先将溶剂去离子水及分散剂加入到分散机中搅拌；消泡剂A搅拌，添加填料，提高速度搅拌，添加纳米粉体，调整速度，即得到分散的浆料；将乳液加入到分散的浆料中，依次加入遮盖聚合物、消泡剂B、成膜助剂及防霉助剂；再添加pH调节剂、增稠剂预混物，所有物料添加完毕后，以1.5m/s～2.0m/s的速度搅拌即得到超高阳光反射比涂料。本发明涂料的半球发射率可达0.83以上，对基材进行遮盖的最小厚度达到0.5～0.8mm。本发明用于制备涂料。

Description

一种超高阳光反射比涂料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种涂料的制备方法。
背景技术
节能是国家发展经济的一项长远战略方针。近年来，随着我国国民经济的迅速发展，国家对环境保护、节约能源、改善居住条件等问题高度重视，相应制订了一批技术法规和标准规范，这些标准规范的颁布实施对于改善环境、节约能源、提高投资的经济和社会效益，起到了重要作用。
目前，我国建筑能耗占能源总消耗的1/3左右，建筑单位面积采暖能耗是国际气候条件相近发达国家的2～3倍。随着建筑节能标准的出台，发展低能耗、多功能的新型材料成为主流趋势，***从2007年起全面推行节能建筑认证体系。建筑节能新技术的研究开发和新产品的推广应用，是推动建筑节能工作的有效途径。巨大的建筑节能市场将带动建筑涂料产进行新的发展，我国是节能涂料最具发展潜力的大市场。
阳光反射型节能涂料对阳光中的红外线、可见光及紫外线均有较高的反射率，能够显著地降低暴露于太阳热辐射下的物体的表面温度，因而该类涂料迅速在石油化工行业得到应用。用于贮存和运输石油、液化天然气的金属储罐、管道等设施，夏季受太阳光的照射，表面和内部的温度迅速升高，因此而带来一系列问题。使用反射型绝涂料能有效地降低因太阳热辐射引起的温升，达到阻止这些设施表面温度的升高和热传导、改善工作环境和提高安全性的目的，因而该类涂料的应用受到重视，并得到较多的研究，已被广泛应用于建筑工程、石油、运输、造船及军工、航天等行业。
虽然阳光反射型涂料已在多个领域得到了应用，但在国内仍处于起步阶段，在技术研发、生产、施工及应用规模上仍远落后与欧美等国，目前国内应用的阳光反射型涂料主要存在以下三点问题：(1)目前来讲，太阳热反射隔热涂层一般是采用对近红外辐射具有高反射的功能填料，尽管这种涂层具有相当好的太阳反射率，但是红外辐射率较差，在阳光下，由于能量的积累，涂层的内部环境温度还是会高于外部大气温度，因此阳光反射型涂料。(2)当今倡导节能减排降耗的新形势下，环保是新材料开发首要考虑的因素。传统的太阳热反射隔热涂层多为溶剂型，施工后涂层中的有机溶剂会挥发，污染了环境，也对人体健康构成严重威胁，因此水性阳光反射型涂料是日后必然的趋势。(3)阳光反射型涂料已开发应用多年，主要应用于军工、航天及大型工业领域，民品行业使用较少，其中一项重要制约因素即造价偏高，因此开发一种价格低廉、施工简便的阳光反射型涂料可有效扩大其应用范围。
发明内容
本发明是要解决现有涂料对阳光的反射比例低的问题，提供一种超高阳光反射比涂料的制备方法。
本发明超高阳光反射比涂料的制备方法，包括以下步骤：
一、按质量百分比称取15％～18％溶剂去离子水、0.7％～1.0％分散剂、0.3％～0.8％消泡剂A、17％～22％填料、20％～25％纳米粉体、20％～25％乳液、10％～12％遮盖聚合物、0.3％～0.8％消泡剂B、0.2％～0.5％成膜助剂、0.2％～0.4％防霉助剂、0.2％pH调节剂和余量的增稠剂预混物；
其中溶剂去离子水符合GB/T6682中规定的三级水标准；
所述分散剂是由罗门哈斯OrotanTM1850E和三聚磷酸钾按照质量比5:1混合而成的；
所述填料是由800目的重质碳酸钙和100～200微米的空心玻璃球按照质量比4:1混合而成的；
所述消泡剂为诺普科公司的NXZ型号的消泡剂；
所述纳米粉体为金红石型纳米TiO2和纳米ZnO组成的混合物，其中金红石纳米TiO2与纳米ZnO的质量比为15:2，金红石型纳米TiO2和纳米ZnO的粒径为10～300nm；
所述乳液为陶氏化学公司1791丙烯酸乳液；
所述遮盖聚合物为罗门哈斯优创E；
所述成膜助剂使用美国伊士曼TEXANOL成膜助剂醇酯十二；
所述防霉助剂陶氏化学公司防霉剂skaneM-8；
所述pH调节剂是质量分数为25％～28％的氨水；
所述增稠剂预混物的制备方法为：将增稠剂溶于溶剂丙二醇中，增稠剂与丙二醇的质量比为(5～6):1，搅拌至无结块及沉淀为止。所述增稠剂为亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR；
二、浆料的制备：
先将溶剂去离子水及分散剂加入到分散机中，以线速度1.5m/s～2.0m/s搅拌；之后添加消泡剂搅拌3～5min，待消泡剂完全溶解后添加填料，并将转速提高到线速度为10～15m/s，调整pH为7.8～8.2；搅拌3～5min后添加纳米粉体，纳米粉体添加完成后以线速度10～15m/s分散20～30min，至浆液细度达到30～50μm，然后将分散机转速调至线速度为1.5m/s～2.0m/s，即得到分散的浆料；
步骤二中填料的具体添加方法为：将填料均分为5份，分5次添加。
三、超高阳光反射比涂料的制备：
将乳液加入到步骤一制备的分散的浆料中，之后依次加入遮盖聚合物、消泡剂、成膜助剂及防霉助剂；再添加pH调节剂，加入pH调节剂后立即加入增稠剂预混物，注意增稠剂预混物添加是不易过快，防止造成局部粘度过大，添加速度为20～30mL/s；所有物料添加完毕，以1.5m/s～2.0m/s的速度搅拌20～30min即得到超高阳光反射比涂料。
本发明的有益效果：
本发明使用的聚合物乳液，极大地减少了聚合物单体中C-O-C键、C＝O键及-OH键等吸能基团的比例，因而使得涂料体系整体吸热能力下降，可有效提高涂料的半球发射率，半球发射率可达0.83以上。
同时添加性能优异的遮盖聚合物，可大大提高涂料的遮盖能力，使得对基材进行遮盖的最小厚度有所降低，达到0.5～0.8mm。
减少了涂料的用量从而降低材料成本，又因施工时只需喷涂一次，施工简便又减少了施工成本，从而大幅降低其应用成本。
使用纳米级的阳光反射物质，其粒径要小于阳光中紫外线、可见光及红外线的波长，研究表明反射物质粒径小于光波波长时可有效的对光波进行反射及散射，而使用的聚合物遮盖物亦可使纳米级反射物质更好的在体系中分散，从而大大增强了涂料对阳光的反射比例，使得制备超高阳光反射型涂料成为可能。
本发明所制备的超高阳光反射型涂料为水性涂料，零甲醛，超低挥发性有机物，VOC<50g/L，已达到室内涂料使用标准，是一种真正的节能环保涂料。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式超高阳光反射比涂料的制备方法，包括以下步骤：
一、按质量百分比称取15％～18％溶剂去离子水、0.7％～1.0％分散剂、0.3％～0.8％消泡剂A、17％～22％填料、20％～25％纳米粉体、20％～25％乳液、10％～12％遮盖聚合物、0.3％～0.8％消泡剂B、0.2％～0.5％成膜助剂、0.2％～0.4％防霉助剂、0.2％pH调节剂和余量的增稠剂预混物；
二、浆料的制备：
先将溶剂去离子水及分散剂加入到分散机中，以线速度1.5m/s～2.0m/s搅拌；之后添加消泡剂A搅拌3～5min，待消泡剂A完全溶解后添加填料，并将转速提高到线速度为10～15m/s，调整pH为7.8～8.2；搅拌3～5min后添加纳米粉体，纳米粉体添加完成后以线速度10～15m/s分散至浆液细度达到30～50μm，然后将分散机转速调至线速度为1.5m/s～2.0m/s，即得到分散的浆料；
三、超高阳光反射比涂料的制备：
将乳液加入到步骤一制备的分散的浆料中，之后依次加入遮盖聚合物、消泡剂B、成膜助剂及防霉助剂；再添加pH调节剂，加入pH调节剂后立即加入增稠剂预混物，增稠剂预混物的添加速度为20～30mL/s，所有物料添加完毕后，以1.5m/s～2.0m/s的速度搅拌20～30min即得到超高阳光反射比涂料。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：溶剂去离子水符合GB/T6682中规定的三级水标准。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述分散剂是由罗门哈斯OrotanTM1850E和三聚磷酸钾按照质量比5:1混合而成的。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述填料是由800目的重质碳酸钙和100～200微米的空心玻璃球按照质量比4:1混合而成的。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述消泡剂A和消泡剂B均为NXZ型号的消泡剂。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：所述纳米粉体为金红石型纳米TiO2和纳米ZnO组成的混合物，其中金红石纳米TiO2与纳米ZnO的质量比为15:2，金红石型纳米TiO2和纳米ZnO的粒径为10～300nm。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：所述乳液为丙烯酸乳液。其它与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：所述遮盖聚合物为罗门哈斯优创E。其它与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：所述成膜助剂为醇酯十二。其它与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：所述防霉助剂为skaneM-8。其它与具体实施方式一至九之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是：所述pH调节剂是质量分数为25％～28％的氨水。其它与具体实施方式一至十之一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至十一之一不同的是：所述增稠剂预混物的制备方法为：将增稠剂溶于溶剂丙二醇中，增稠剂与丙二醇的质量比为(5～6):1，搅拌至无结块及沉淀为止；所述增稠剂为亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR。其它与具体实施方式一至十一之一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是：步骤二中填料的具体添加方法为：将填料均分为5份，分5次添加。其它与具体实施方式一至十二之一相同。
为验证本发明的有益效果，需要给出具体的试验验证：
实施例1：
一、按质量百分比称取16％溶剂去离子水、0.8％分散剂、0.5％消泡剂A、20％填料、23％纳米粉体、22％乳液、11％遮盖聚合物、0.5％消泡剂2、0.4％成膜助剂、0.3％防霉助剂、0.2pH调节剂和余量的增稠剂预混物；
其中溶剂去离子水符合GB/T6682中规定的三级水标准。
所述分散剂是由罗门哈斯OrotanTM1850E和三聚磷酸钾按照质量比5:1混合而成的。
所述填料是由800目的重质碳酸钙和100微米的空心玻璃球按照质量比4:1混合而成的。
所述消泡剂为诺普科公司的NXZ型号的消泡剂。
所述纳米粉体为金红石型纳米TiO2和纳米ZnO组成的混合物，其中金红石纳米TiO2与纳米ZnO的质量比为15:2，金红石型纳米TiO2和纳米ZnO的粒径为100nm左右。
所述乳液为陶氏化学公司1791丙烯酸乳液。
所述遮盖聚合物为罗门哈斯优创E。
所述成膜助剂使用美国伊士曼TEXANOL成膜助剂醇酯十二。
所述防霉助剂陶氏化学公司防霉剂skaneM-8。
所述pH调节剂是质量分数为25％的氨水。
所述增稠剂预混物的制备方法为：将增稠剂溶于溶剂丙二醇中，增稠剂与丙二醇的质量比为5:1，搅拌至无结块及沉淀为止。所述增稠剂为亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR。
二、浆料的制备：
先将溶剂去离子水及分散剂加入到分散机中，以线速度2.0m/s搅拌；之后添加消泡剂A搅拌3min，待消泡剂A完全溶解后添加填料，并将转速提高到线速度为15m/s，调整pH为8；搅拌5min后添加纳米粉体，纳米粉体添加完成后以线速度m/s分散30min，至浆液细度达到30μm，然后将分散机转速调至线速度为2.0m/s，即得到分散的浆料；
三、超高阳光反射比涂料的制备：
将乳液加入到步骤一制备的分散的浆料中，之后依次加入遮盖聚合物、消泡剂B、成膜助剂及防霉助剂；再添加pH调节剂，加入pH调节剂后立即加入增稠剂预混物，增稠剂预混物的添加速度为20mL/s，所有物料添加完毕后，以2.0m/s的速度搅拌30min即得到超高阳光反射比涂料。
步骤二中填料的具体添加方法为：将填料均分为5份，分5次添加。
本实施例制备的涂料的半球发射率达0.96，涂料对基材进行遮盖的最小厚度为0.5mm。
本实施例减少了涂料的用量从而降低材料成本，又因施工时只需喷涂一次，施工简便又减少了施工成本，从而大幅降低其应用成本。
制备的超高阳光反射型涂料为水性涂料，零甲醛，超低挥发性有机物，VOC<50g/L，已达到室内涂料使用标准，是一种真正的节能环保涂料。

Claims (10)

1.一种超高阳光反射比涂料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
一、按质量百分比称取15％～18％溶剂去离子水、0.7％～1.0％分散剂、0.3％～0.8％消泡剂A、17％～22％填料、20％～25％纳米粉体、20％～25％乳液、10％～12％遮盖聚合物、0.3％～0.8％消泡剂B、0.2％～0.5％成膜助剂、0.2％～0.4％防霉助剂、0.2％pH调节剂和余量的增稠剂预混物；
二、浆料的制备：
先将溶剂去离子水及分散剂加入到分散机中，以线速度1.5m/s～2.0m/s搅拌；之后添加消泡剂A搅拌3～5min，待消泡剂A完全溶解后添加填料，并将转速提高到线速度为10～15m/s，调整pH为7.8～8.2；搅拌3～5min后添加纳米粉体，纳米粉体添加完成后以线速度10～15m/s分散至浆液细度达到30～50μm，然后将分散机转速调至线速度为1.5m/s～2.0m/s，即得到分散的浆料；
三、超高阳光反射比涂料的制备：
将乳液加入到步骤一制备的分散的浆料中，之后依次加入遮盖聚合物、消泡剂B、成膜助剂及防霉助剂；再添加pH调节剂，加入pH调节剂后立即加入增稠剂预混物，增稠剂预混物的添加速度为20～30mL/s，所有物料添加完毕后，以1.5m/s～2.0m/s的速度搅拌20～30min即得到超高阳光反射比涂料。
2.根据权利要求1所述的一种超高阳光反射比涂料的制备方法，其特征在于所述分散剂是由罗门哈斯OrotanTM1850E和三聚磷酸钾按照质量比5:1混合而成的。
3.根据权利要求1所述的一种超高阳光反射比涂料的制备方法，其特征在于所述填料是由800目的重质碳酸钙和100～200微米的空心玻璃球按照质量比4:1混合而成的。
4.根据权利要求1所述的一种超高阳光反射比涂料的制备方法，其特征在于所述纳米粉体为金红石型纳米TiO2和纳米ZnO组成的混合物，其中金红石纳米TiO2与纳米ZnO的质量比为15:2，金红石型纳米TiO2和纳米ZnO的粒径为10～300nm。
5.根据权利要求1所述的一种超高阳光反射比涂料的制备方法，其特征在于所述乳液为丙烯酸乳液。
6.根据权利要求1所述的一种超高阳光反射比涂料的制备方法，其特征在于所述遮盖聚合物为罗门哈斯优创E。
7.根据权利要求1所述的一种超高阳光反射比涂料的制备方法，其特征在于所述成膜助剂为醇酯十二。
8.根据权利要求1所述的一种超高阳光反射比涂料的制备方法，其特征在于所述pH调节剂是质量分数为25％～28％的氨水。
9.根据权利要求1所述的一种超高阳光反射比涂料的制备方法，其特征在于所述增稠剂预混物的制备方法为：将增稠剂溶于溶剂丙二醇中，增稠剂与丙二醇的质量比为(5～6):1，搅拌至无结块及沉淀为止；所述增稠剂为亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR。
10.根据权利要求1所述的一种超高阳光反射比涂料的制备方法，其特征在于步骤二中填料的具体添加方法为：将填料均分为5份，分5次添加。
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