CN108504225A - 隔热涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隔热涂料，将水20％，适量分散剂、润湿剂和消泡剂在3000r/min转速搅拌下分散均匀，再加入红外陶瓷粉6％，钛白粉12％，滑石粉6％和重钙粉11％，搅拌均匀，再加入适量成膜助剂搅拌均匀，搅拌速度降为300r/min，加入二氧化钛改性的中空二氧化硅微球15％，硅丙乳液30％，适量增稠剂搅拌，用pH调节剂将pH调至9.0左右，即得到隔热性能好，并且具有良好的耐候性和耐酸性，固化快，施工性良好的隔热涂料。

Description

隔热涂料
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种隔热涂料。
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。目前，隔热材料正经历着由工业隔热向建筑隔热为主的转变，这也是今后隔热材料的主要发展方向之一。目前市场上隔热涂料主要采用玻璃微珠或陶瓷微珠，其存在如下缺点：绝热性能差、储存稳定性差等。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种隔热涂料，提高涂料的隔热性能，并且具有良好的耐候性和耐酸性，固化快，施工性良好。
为实现上述目的，本发明提供一种隔热涂料，所述隔热涂料按质量百分含量，其主要包括：二氧化钛改性的中空二氧化硅微球10％－18％，
硅丙乳液25％－35％，
钛白粉10％－16％，
红外陶瓷粉2％－10％，
滑石粉2％－10％，
重钙粉5％－15％，
水10％－30％，
以及适量的分散剂、润湿剂、成膜助剂、消泡剂、pH调节剂和增稠剂。
可选地，所述二氧化钛改性的中空二氧化硅微球首先制备中空二氧化硅微球，然后对中空二氧化硅微球加入二氧化钛进行改性。
可选地，所述中空二氧化硅微球首先合成球形的聚苯乙烯，然后在聚苯乙烯微球表面包覆二氧化硅，干燥后的到内部为聚苯乙烯模板，外部包裹着二氧化硅的复合微球，最后通过煅烧的方法去除内部的聚苯乙烯微球，得到空心的二氧化硅微球。
可选地，所述中空二氧化硅微球以去离子水作为合成聚苯乙烯微球反应介质，聚乙烯吡咯烷酮作为分散剂和活化剂，在反应釜中加入去离子水，随后加入聚乙烯吡咯烷酮，充分搅拌后，缓慢滴加聚苯乙烯单体并超声分散10min，待搅拌均匀后，缓慢的将过硫酸铵溶液加入到反应釜内，反应得到聚苯乙烯微球。
可选地，选择所述100nm的聚苯乙烯微球，将聚苯乙烯微球制成乳液充分摇匀，取适量加入反应介质无水乙醇中，并加入表面活性剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)，利用KH550可以在聚苯乙烯微球的表面形成亲水基团，从而促使反应生成的二氧化硅在其表面形核积累，将混合液充分搅拌，使得聚乙烯微球均匀分散，并将模板表面进行活化，随后加入适量的氨水调节反应环境的pH值，之后升高温度，并保持温度恒定，逐滴加入硅酸四乙酯，反应持续进行3h，获得了二氧化硅-聚苯乙烯微球复合微球乳液，利用纯水和乙醇分别洗涤数次，放入干燥箱35℃干燥6h，获得二氧化硅-聚苯乙烯微球复合微球粉末，最后经高温煅烧获得中空二氧化硅微球粉末。
可选地，所述对中空二氧化硅微球加入二氧化钛进行改性，将中空二氧化硅微球与去离子水配成质量分数为10％的浆液；调节浆液pH在3.0左右，把表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和浆液一起加入反应釜中保温70℃；以300r/min的转速混合搅拌；缓慢滴加0.5mol/L的二氧化钛溶液，用10％的NaOH溶液调节整个体系的pH值，使其始终维持在3.0左右，直至二氧化钛溶液全部滴完；控制pH不变，继续保温搅拌陈化30min；过滤改性后的微珠，并干燥；将其置于800℃煅烧1小时，即制得二氧化钛改性的中空二氧化硅微球。
可选地，所述二氧化钛改性的中空二氧化硅微球质量百分含量为15％。
可选地，所述硅丙乳液质量百分含量为30％。
可选地，所述钛白粉质量百分含量为12％，所述红外陶瓷粉质量百分含量为6％。
可选地，所述滑石粉采用800目，质量百分含量为6％。
本发明提供的一种隔热涂料，采用二氧化钛改性的中空二氧化硅微球硅丙乳液，钛白粉，红外陶瓷粉，滑石粉，重钙粉和水，按比例进行反应，得到隔热性能好，并且具有良好的耐候性和耐酸性，固化快，施工性良好的隔热涂料。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
原料准备：
二氧化钛改性的中空二氧化硅微球：
中空二氧化硅微球：
首先合成球形的聚苯乙烯，然后在聚苯乙烯微球表面包覆二氧化硅，干燥后的到内部为聚苯乙烯模板，外部包裹着二氧化硅的复合微球，最后通过煅烧的方法去除内部的聚苯乙烯微球，得到空心的二氧化硅微球。
以去离子水作为合成聚苯乙烯微球反应介质，聚乙烯吡咯烷酮作为分散剂和活化剂，在反应釜中加入去离子水，随后加入聚乙烯吡咯烷酮，充分搅拌后，缓慢滴加聚苯乙烯单体并超声分散10min，待搅拌均匀后，缓慢的将过硫酸铵溶液加入到反应釜内，反应得到聚苯乙烯微球。
选择粒径为100nm聚苯乙烯微球作为制备中空微球的模板，反应温度，硅酸四乙酯的添加量，反应环境的pH值均会对实验结果产生影响，实验表明反应温度在45-51℃，硅酸四乙酯体积分数4％-6％ml，pH为10时微球表面形貌最为良好，粒径均匀，经TEM可见粒径大小为150nm，球壳厚度为25nm，内径为100nm，导热率为0.0347W/(m·k)，比表面积为190.834m2/g。选择的常温常压干燥法方法制备的二氧化硅气凝胶粉末，经测量导热率为0.0215W/(m·k)，比表面积为480.079m2/g。
所述对中空二氧化硅微球加入二氧化钛进行改性，将中空二氧化硅微球与去离子水配成质量分数为10％的浆液；调节浆液pH在3.0左右，把表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和浆液一起加入反应釜中保温70℃；以300r/min的转速混合搅拌；缓慢滴加0.5mol/L的二氧化钛溶液，用10％的NaOH溶液调节整个体系的pH值，使其始终维持在3.0左右，直至二氧化钛溶液全部滴完；控制pH不变，继续保温搅拌陈化30min；过滤改性后的微珠，并干燥；将其置于800℃煅烧1小时，即制得二氧化钛改性的中空二氧化硅微球。表征得到，导热系数为0.2663W/(m·K)，太阳光反射比为0.8514，比普通白色颜料0.7的反射比高。
硅丙乳液：南通生达化工。
钛白粉：100nm，金红石型，阿拉丁试剂。
红外陶瓷粉：天津硅酸盐研究所。
滑石粉：800目，阿拉丁试剂。
重钙粉：江西广源化工。
分散剂：P-19，科宁化工。
润湿剂：346，德国BYK助剂。
成膜助剂：505，南通生达化工。
消泡剂：034，德国BYK助剂。
pH调节剂：NaOH溶液。
增稠剂：GM-808，东莞市共明实业。
实施例1：
将水20％，适量分散剂、润湿剂和消泡剂在3000r/min转速搅拌下分散均匀，再加入红外陶瓷粉6％，钛白粉12％，滑石粉6％和重钙粉11％，搅拌均匀，再加入适量成膜助剂搅拌均匀，搅拌速度降为300r/min，加入二氧化钛改性的中空二氧化硅微球10％，硅丙乳液35％，适量增稠剂搅拌，用pH调节剂将pH调至9.0左右，即得到隔热涂料。
实施例2：
将水18％，适量分散剂、润湿剂和消泡剂在3000r/min转速搅拌下分散均匀，再加入红外陶瓷粉6％，钛白粉12％，滑石粉6％和重钙粉11％，搅拌均匀，再加入适量成膜助剂搅拌均匀，搅拌速度降为300r/min，加入二氧化钛改性的中空二氧化硅微球12％，硅丙乳液35％，适量增稠剂搅拌，用pH调节剂将pH调至9.0左右，即得到隔热涂料。
实施例3：
将水15％，适量分散剂、润湿剂和消泡剂在3000r/min转速搅拌下分散均匀，再加入红外陶瓷粉6％，钛白粉12％，滑石粉6％和重钙粉11％，搅拌均匀，再加入适量成膜助剂搅拌均匀，搅拌速度降为300r/min，加入二氧化钛改性的中空二氧化硅微球15％，硅丙乳液35％，适量增稠剂搅拌，用pH调节剂将pH调至9.0左右，即得到隔热涂料。
实施例4：
将水12％，适量分散剂、润湿剂和消泡剂在3000r/min转速搅拌下分散均匀，再加入红外陶瓷粉6％，钛白粉12％，滑石粉6％和重钙粉11％，搅拌均匀，再加入适量成膜助剂搅拌均匀，搅拌速度降为300r/min，加入二氧化钛改性的中空二氧化硅微球18％，硅丙乳液35％，适量增稠剂搅拌，用pH调节剂将pH调至9.0左右，即得到隔热涂料。
实施例5：
将水25％，适量分散剂、润湿剂和消泡剂在3000r/min转速搅拌下分散均匀，再加入红外陶瓷粉6％，钛白粉12％，滑石粉6％和重钙粉11％，搅拌均匀，再加入适量成膜助剂搅拌均匀，搅拌速度降为300r/min，加入二氧化钛改性的中空二氧化硅微球15％，硅丙乳液25％，适量增稠剂搅拌，用pH调节剂将pH调至9.0左右，即得到隔热涂料。
实施例6：
将水22％，适量分散剂、润湿剂和消泡剂在3000r/min转速搅拌下分散均匀，再加入红外陶瓷粉6％，钛白粉12％，滑石粉6％和重钙粉11％，搅拌均匀，再加入适量成膜助剂搅拌均匀，搅拌速度降为300r/min，加入二氧化钛改性的中空二氧化硅微球15％，硅丙乳液28％，适量增稠剂搅拌，用pH调节剂将pH调至9.0左右，即得到隔热涂料。
实施例7：
将水20％，适量分散剂、润湿剂和消泡剂在3000r/min转速搅拌下分散均匀，再加入红外陶瓷粉6％，钛白粉12％，滑石粉6％和重钙粉11％，搅拌均匀，再加入适量成膜助剂搅拌均匀，搅拌速度降为300r/min，加入二氧化钛改性的中空二氧化硅微球15％，硅丙乳液30％，适量增稠剂搅拌，用pH调节剂将pH调至9.0左右，即得到隔热涂料。
实施例8：
将水18％，适量分散剂、润湿剂和消泡剂在3000r/min转速搅拌下分散均匀，再加入红外陶瓷粉6％，钛白粉12％，滑石粉6％和重钙粉11％，搅拌均匀，再加入适量成膜助剂搅拌均匀，搅拌速度降为300r/min，加入二氧化钛改性的中空二氧化硅微球15％，硅丙乳液32％，适量增稠剂搅拌，用pH调节剂将pH调至9.0左右，即得到隔热涂料。
对于红外陶瓷粉、金红石型钛白粉、滑石粉和重钙粉这类功能性颜填料的大致配比，如上再通过正交试验设计，优化各物质配比，在此不再赘述。
通过以上实施例，本发明隔热涂料优选的，采用如下质量百分比材料制成：将水20％，适量分散剂、润湿剂和消泡剂在3000r/min转速搅拌下分散均匀，再加入红外陶瓷粉6％，钛白粉12％，滑石粉6％和重钙粉11％，搅拌均匀，再加入适量成膜助剂搅拌均匀，搅拌速度降为300r/min，加入二氧化钛改性的中空二氧化硅微球15％，硅丙乳液30％，适量增稠剂搅拌，用pH调节剂将pH调至9.0左右，即得到隔热涂料。表征得到，该隔热涂料太阳光反射比为0.5152，导热系数为0.2209W/(m·K)，半球发射率为0.91，隔热温差为14.1℃，所有参数均达到国家标准规定。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (10)

1.一种隔热涂料，其特征在于，所述隔热涂料按质量百分含量，其主要包括：二氧化钛改性的中空二氧化硅微球10％－18％，
硅丙乳液25％－35％，
钛白粉10％－16％，
红外陶瓷粉2％－10％，
滑石粉2％－10％，
重钙粉5％－15％，
水10％－30％，
以及适量的分散剂、润湿剂、成膜助剂、消泡剂、pH调节剂和增稠剂。
2.如权利要求1所述的隔热涂料，其特征在于，所述二氧化钛改性的中空二氧化硅微球首先制备中空二氧化硅微球，然后对中空二氧化硅微球加入二氧化钛进行改性。
3.如权利要求2所述的隔热涂料，其特征在于，所述中空二氧化硅微球首先合成球形的聚苯乙烯，然后在聚苯乙烯微球表面包覆二氧化硅，干燥后的到内部为聚苯乙烯模板，外部包裹着二氧化硅的复合微球，最后通过煅烧的方法去除内部的聚苯乙烯微球，得到空心的二氧化硅微球。
4.如权利要求3所述的隔热涂料，其特征在于，所述中空二氧化硅微球以去离子水作为合成聚苯乙烯微球反应介质，聚乙烯吡咯烷酮作为分散剂和活化剂，在反应釜中加入去离子水，随后加入聚乙烯吡咯烷酮，充分搅拌后，缓慢滴加聚苯乙烯单体并超声分散10min，待搅拌均匀后，缓慢的将过硫酸铵溶液加入到反应釜内，反应得到聚苯乙烯微球。
5.如权利要求4所述的隔热涂料，其特征在于，选择所述100nm的聚苯乙烯微球，将聚苯乙烯微球制成乳液充分摇匀，取适量加入反应介质无水乙醇中，并加入表面活性剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)，利用KH550可以在聚苯乙烯微球的表面形成亲水基团，从而促使反应生成的二氧化硅在其表面形核积累，将混合液充分搅拌，使得聚乙烯微球均匀分散，并将模板表面进行活化，随后加入适量的氨水调节反应环境的pH值，之后升高温度，并保持温度恒定，逐滴加入硅酸四乙酯，反应持续进行3h，获得了二氧化硅-聚苯乙烯微球复合微球乳液，利用纯水和乙醇分别洗涤数次，放入干燥箱35℃干燥6h，获得二氧化硅-聚苯乙烯微球复合微球粉末，最后经高温煅烧获得中空二氧化硅微球粉末。
6.如权利要求2所述的隔热涂料，其特征在于，所述对中空二氧化硅微球加入二氧化钛进行改性，将中空二氧化硅微球与去离子水配成质量分数为10％的浆液；调节浆液pH在3.0左右，把表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和浆液一起加入反应釜中保温70℃；以300r/min的转速混合搅拌；缓慢滴加0.5mol/L的二氧化钛溶液，用10％的NaOH溶液调节整个体系的pH值，使其始终维持在3.0左右，直至二氧化钛溶液全部滴完；控制pH不变，继续保温搅拌陈化30min；过滤改性后的微珠，并干燥；将其置于800℃煅烧1小时，即制得二氧化钛改性的中空二氧化硅微球。
7.如权利要求1所述的隔热涂料，其特征在于，所述二氧化钛改性的中空二氧化硅微球质量百分含量为15％。
8.如权利要求1所述的隔热涂料，其特征在于，所述硅丙乳液质量百分含量为30％。
9.如权利要求1所述的隔热涂料，其特征在于，所述钛白粉质量百分含量为12％，所述红外陶瓷粉质量百分含量为6％。
10.如权利要求1所述的隔热涂料，其特征在于，所述滑石粉采用800目，质量百分含量为6％。
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