CN108285707A - 一种防腐防污的高断热涂料及其制备方法 - Google Patents

一种防腐防污的高断热涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及涂料制备领域，具体涉及一种防腐防污的高断热涂料及其制备方法。所述涂料包括：去离子水22～25份、陶瓷晶体微粉6～10份、润湿剂0.2～0.25份、石墨烯6～7份、板钛型纳米钛白粉22.6～38份，丙三醇0.5～2份、成膜物质40～55份；所述成膜物质包括丙烯酸乳液26～28份；所述陶瓷晶体微粉烧制温度≥1600℃。本发明制备的涂料内部具有多层空孔、空孔中的空气层可以阻断外部热量传导，具有超强的隔热断热效果，太阳光反射比、半球反射率达到95％以上，隔热温差可达17℃，可以有效减少室内空气逃逸，并且防腐效果好，使用年限长，不含颜料，便于清洁，利用率高。

Description

一种防腐防污的高断热涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料制备领域，具体涉及一种防腐防污的高断热涂料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着住房增加，与人们对于住房环境的舒适度要求日益增高，夏天的酷热与冬天的寒冷均会导致人们的体感不适，由此空调的用量也会随之激增，然而日前大多数房屋的材料热传导率高，由于高温传递后屋内气温随之增高，而使用空调后由于房屋的难以隔断屋外空气、屋外空气入侵、屋内空气逃逸，进一步加大空调的用量，随之而来的是国家的供电紧张与居民的电费高昂。
中国专利<CN201410362817.3>公布了一款具有断热保温作用的涂料以解决室内温度高的问题，然而其断热、保温效果并不显著，并且由于其材质原因，并不具有便于清洁、长效防腐的作用，难以进行后续清洁打理，经济效益低。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种具有防腐、防污功能的的高断热保温的涂料及其制备方法，具体技术方案如下：
一种防腐防污的高断热涂料，所述涂料包括去离子水22～25份、陶瓷晶体微粉6～10、润湿剂0.2～0.25份、石墨烯6～7份、板钛型纳米钛白粉22.6～38份、丙三醇0.5～2份、成膜物质40～55份、所述成膜物质包括丙烯酸乳液26～28份，所述陶瓷晶体微粉烧制温度≥1600℃。
为了进一步提高涂料同时具断热、保温的效果的技术问题，发明人首先想到对于陶瓷晶体进行研发改造，《新型粉煤灰陶瓷烧制工艺的研究》中提到，当选择1100℃的为烧结温度时，烧制的陶瓷性能最好、最为稳定；发明人最初并没有想到采用更高温度对陶瓷进行烧制还能达到良好的技术效果，最终经过了多年的尝试，发明人通过创造地改革，将温度提升至1600℃以上对陶瓷晶体进行烧制，最终得到了陶瓷晶体的粒子直径较小、内部有空孔，利用空孔的空气层进一步地阻断外部的热量传导，太阳光反射比、半球反射率达到95％以上，隔热温差可达16、17℃，起到了超强的隔热断热效果，属于一款高断热涂料，并且本发明可以有效减少屋内空气逃逸，大大削减了冷暖设备费用的成本，并且减少国家的电力负荷压力；克服了原有的技术问题。
然而仅仅具有断热、保温功能不能满足人们对于涂料的进一步要求，为了延长产品的使用寿命，防腐、防污、便于清洁是发明人进一步考虑需要解决的技术问题，因此发明人通过加入了普通石墨烯对于产品的防腐性能进行提高，但是加入普通石墨烯后，涂料涂层较厚、用量大，对于人们的需求无法满足，有发明使用改性氧化石墨烯对涂料进行复配，虽然也取得了一定的效果，但是其工序复杂、成本也更高，不满足发明人的要求，久经试验后，令发明人没有想到的是，通过对于陶瓷晶体的高温烧制与粒径变小，反而与石墨烯协同减少了涂膜厚度，涂膜层仅为0.35mm就可以达到良好的防腐效果。发明人进一步通过添加钛白粉以求提高产品的耐污效果，然而钛白粉本身有着非常繁多的种类，例如金红石型、锐钛型、板钛型、亲水型等等，因此从多种钛白粉中确定与其他组分结合后具有最佳防污、清洁效果的钛白粉组分与比例是非常困难的，经过多次试验，发明人最终确定了22.6～38份的板钛型纳米钛白粉所结合的具体防污效果最佳。为了保证涂料的粘度适中、符合产品要求，在选择丙三醇之前，发明人也有尝试过理化性质相近的丙二醇，然而经过多次组分与比例调整复配，丙二醇的粘性依然不能达到产品要求的标准，因此发明人采用了丙三醇进行复配；最终经过多次实验，反复对比，发明人才调整出具有良好的防腐、防污、断热效果极强的涂料配方。
进一步的是，所述陶瓷晶体微粉粒子直径为25～60μm，在该粒径范围内，本发明可以保证稳定的断热保温效果。
进一步的是，所述成膜物质为还包括：有机硅乳液14～27份，可以进一步提高本发明的防污效果。
进一步的是，所述涂料还包括：分散剂0.1～1份、防霉剂0.5～1.5份；增稠剂0.2～1.5份；pH调节剂0.25～0.4份；
作为优选的技术方案，本发明制备的一种防腐防污的高断热涂料，所述涂料包括：去离子水25份，陶瓷晶体微粉10份，润湿剂0.23份，分散剂0.25份，石墨烯6.5份，防霉剂0.8份，增稠剂0.25份，pH调节剂0.3份，板钛型纳米钛白粉35份，丙三醇1份；丙烯酸乳液28份，有机硅乳液25份。
一种防腐防污的高断热涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)烧制陶瓷晶体微粉；
(2)将去离子水、润湿剂均匀混合后搅拌；
(3)在步骤(1)所得的混合物加入板钛型纳米钛白粉、石墨烯均匀后砂磨；
(4)将步骤(3)所述的混合物进行研磨；
(5)搅拌步骤(2)所得混合物，并加入丙三醇、丙烯酸乳液、有机硅乳液后，缓慢低速加入陶瓷晶体微粉，搅匀到所需黏度。
进一步的是，所述步骤(1)所述的陶瓷晶体微粉的烧制温度≥1600℃，
进一步的是，所述步骤(1)所述陶瓷晶体微粉烧制粒径为25～60μm。
进一步的是，所述的步骤(4)所得物的粒径为25～60μm。
作为优选的是，所述的方法制备原料还包括分散剂、防霉剂、有机硅乳液、增稠剂、pH调节剂；所述方法包括以下步骤：
(1)烧制陶瓷晶体微粉；
(2)将去离子水、润湿剂、分散剂、防霉剂均匀混合后搅拌；
(3)在步骤(1)所得的混合物加入板钛型纳米钛白粉、石墨烯均匀后砂磨；
(4)将步骤(3)所述的混合物进行研磨；
(5)搅拌步骤(2)所得混合物，并加入丙三醇、丙烯酸乳液、有机硅乳液、增稠剂、pH调节剂后，缓慢低速加入陶瓷晶体微粉，搅匀到所需黏度。
本发明的有益效果：
1.本发明制备的涂料内部具有多层空孔、空孔中的空气层可以阻断外部热量传导，具有超强的隔热断热以及室内保温效果，可以有效减少室内空气逃逸，削减冷暖设备费用、减少国家电力负荷压力。
2.本发明涂层薄，防腐效果好，使用年限长，使用效率高，使用成本低，具有极强的经济价值。
3.本发明不含颜料，便于清洁，利用率高。
具体实施方式
实施例1
一种防腐防污的高断热涂料，所述涂料包括：去离子水22份、陶瓷晶体微粉6份、润湿剂0.2份、石墨烯6份；板钛型纳米钛白粉22.6份，丙三醇1份；丙烯酸乳液26份；有机硅乳液14份；分散剂0.1份、防霉剂0.5份；增稠剂0.2份；pH调节剂0.25份。
其制备方法如下：
(1)1700℃烧制陶瓷晶体微粉至微粉粒子直径为25～60μm；
(2)将去离子水、润湿剂、分散剂、防霉剂均匀混合后搅拌；
(3)在步骤(1)所得的混合物加入板钛型纳米钛白粉、石墨烯均匀后砂磨；
(4)将步骤(3)所述的混合物进行研磨；
(5)搅拌步骤(2)所得混合物，并加入丙三醇、丙烯酸乳液、有机硅乳液、增稠剂、pH调节剂后，缓慢低速加入陶瓷晶体微粉，搅匀到所需黏度。
实施例2
去离子水25份、陶瓷晶体微粉10份、润湿剂0.25份、普通石墨烯7份；板钛型纳米钛白粉38份，丙三醇1份；丙烯酸乳液28份，有机硅乳液27份，分散剂1份、防霉剂1.5份；增稠剂1.5份；pH调节剂0.4份。
制备方法如实施例1
实施例3
去离子水25份，陶瓷晶体微粉10份，润湿剂0.23份，分散剂0.25份，普通石墨烯6.5份，防霉剂0.8份，增稠剂0.25份，pH调节剂0.3份，板钛型纳米钛白粉35份，丙三醇1份；丙烯酸乳液28份，有机硅乳液25份。
制备方法如实施例1
对比例1
去离子水25份，陶瓷晶体微粉10份，润湿剂0.23份，分散剂0.25份，普通石墨烯6.5份，防霉剂0.8份，增稠剂0.25份，pH调节剂0.3份，板钛型纳米钛白粉35份，丙二醇1份；丙烯酸乳液28份，有机硅乳液25份。
制备方法如实施例1，将丙三醇替换为丙二醇。
对比例2
去离子水25份，陶瓷晶体微粉10份，润湿剂0.23份，分散剂0.25份，氧化石墨烯6.5份，防霉剂0.8份，增稠剂0.25份，pH调节剂0.3份，板钛型纳米钛白粉35份，丙三醇1份；丙烯酸乳液28份，有机硅乳液25份。
制备方法如实施例1，将普通石墨烯替换为氧化石墨烯；
对比例3
去离子水25份，陶瓷晶体微粉10份，润湿剂0.23份，分散剂0.25份，普通石墨烯6.5份，防霉剂0.8份，增稠剂0.25份，pH调节剂0.3份，金红石型纳米钛白粉35份，丙三醇1份；丙烯酸乳液28份，有机硅乳液25份。
制备方法如实施例1，将板钛型纳米钛白粉替换为金红石型纳米钛白粉。
对比例4
去离子水25份，陶瓷晶体微粉10份，润湿剂0.23份，分散剂0.25份，普通石墨烯6.5份，防霉剂0.8份，增稠剂0.25份，pH调节剂0.3份，板钛型纳米钛白粉35份，丙三醇1份；丙烯酸乳液28份，有机硅乳液25份。
制备方法如下：
(1)1200℃烧制陶瓷晶体微粉至微粉粒子直径为70μm；
(2)将去离子水、润湿剂、分散剂、防霉剂均匀混合后搅拌
(3)在步骤(1)所得的混合物加入板钛型纳米钛白粉、石墨烯均匀后砂磨；
(4)将步骤(3)所述的混合物进行研磨；
(5)搅拌步骤(2)所得混合物，并加入丙三醇、丙烯酸乳液、有机硅乳液、增稠剂、pH调节剂后，缓慢低速加入陶瓷晶体微粉，搅匀到所需黏度。
应用例
对实施例1-3以及对比例1-4中所得涂料进行性能检测，检测项目和结果如表1所示，检测方法均按照表1中的国家标准进行。
表1
由表1可以看出，在以上三个实施例中，本发明通过陶瓷晶体微粉、板钛型纳米钛白粉、普通石墨烯等配方的复配，在隔热、耐水、耐酸、耐老化均取得了优异的的效果，而将组分进行替换时，如对比例1-4所示，隔热温差效果差异巨大，最大差异为10℃，其他耐水、耐酸、耐老化指标也无法通过，由此可知，本发明具有超强的隔热断热以及室内保温效果，可以有效减少室内空气逃逸，防腐效果好，使用年限长，使用效率高，使用成本低，并且便于清洁，利用率高。

Claims (10)

1.一种防腐防污的高断热涂料，其特征在于，所述涂料包括以下组分：去离子水22～25份、陶瓷晶体微粉6～10份、润湿剂0.2～0.25份、石墨烯6～7份、板钛型纳米钛白粉22.6～38份，丙三醇0.5～2份、成膜物质40～55份、所述成膜物质包括丙烯酸乳液26～28份、所述陶瓷晶体微粉烧制温度≥1600℃。
2.根据权利要求1所述的防腐防污的高断热涂料，其特征在于，所述陶瓷晶体微粉的粒径为25～60μm。
3.根据权利要求1所述的防腐防污的高断热涂料，其特征在于，所述成膜物质还包括：有机硅乳液14～27份。
4.根据权利要求1所述的防腐防污的高断热涂料，其特征在于，所述涂料还包括：分散剂0.1～1份、防霉剂0.5～1.5份；增稠剂0.2～1.5份；pH调节剂0.25～0.4份。
5.一种防腐防污的高断热涂料，其特征在于，所述涂料包括：去离子水25份，陶瓷晶体微粉10份，润湿剂0.23份，分散剂0.25份，石墨烯6.5份，防霉剂0.8份，增稠剂0.25份，pH调节剂0.3份，板钛型纳米钛白粉35份，丙三醇1份；丙烯酸乳液28份，有机硅乳液25份。
6.如权利要求1～3所述的一种防腐防污的高断热涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)烧制陶瓷晶体微粉；
(2)将去离子水、润湿剂均匀混合后搅拌；
(3)在步骤(1)所得的混合物加入板钛型纳米钛白粉、石墨烯
均匀后砂磨；
(4)将步骤(3)所述的混合物进行研磨；
(5)搅拌步骤(2)所得混合物，并加入丙三醇、丙烯酸乳液、有机硅乳液后，缓慢低速加入陶瓷晶体微粉，搅匀到所需黏度。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的陶瓷晶体微粉的烧制温度≥1600℃。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述陶瓷晶体微粉烧制粒径为25～60μm。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤(4)所得物的粒径为25～60μm。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述方法中制备原料还包括分散剂、防霉剂、有机硅乳液、增稠剂、pH调节剂；所述方法包括以下步骤：
(1)烧制陶瓷晶体微粉；
(2)将去离子水、润湿剂、分散剂、防霉剂均匀混合后搅拌；
(3)在步骤(1)所得的混合物加入板钛型纳米钛白粉、石墨烯均匀后砂磨；
(4)将步骤(3)所述的混合物进行研磨；
(5)搅拌步骤(2)所得混合物，并加入丙三醇、丙烯酸乳液、有机硅乳液、增稠剂、pH调节剂后，缓慢低速加入陶瓷晶体微粉，搅匀到所需黏度。
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