CN110156365B

CN110156365B - 一种反射隔热彩砂、制备方法及应用

Info

Publication number: CN110156365B
Application number: CN201910469893.7A
Authority: CN
Inventors: 杨鲁生; 陈孟
Original assignee: Changzhou Hongcheng Sand Co ltd
Current assignee: Changzhou Hongcheng Sand Co ltd
Priority date: 2019-05-31
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2021-08-24
Anticipated expiration: 2039-05-31
Also published as: CN110156365A

Abstract

本发明公开了一种反射隔热彩砂、制备方法及应用，属于建筑涂料技术领域。本发明的反射隔热彩砂包括硅酸盐矿粒，硅酸盐矿粒外表面包裹有反射隔热层，反射隔热层从内到外依次包括底浆层和面浆层；其制备方法包括硅酸盐矿粒预混料的制备、底浆浆料和面浆浆料的制备、底砂的制备和反射隔热彩砂的制备四个步骤，制备工艺简单，实用性强；本发明彩砂的主要用途是用作外墙隔热涂料或屋顶表面隔热涂料。本发明反射隔热彩砂耐候性能优良，吸油率低，优良的近红外反射比和优异的太阳光反射比，且颜色色彩丰富，可用作不同基材表面的反射隔热涂料，且其制备方法简单，实用性强。

Description

一种反射隔热彩砂、制备方法及应用

技术领域

本发明涉及建筑涂料技术领域，具体涉及一种反射隔热彩砂、制备方法及应用。

背景技术

彩砂分为天然彩砂和人造彩砂。其中天然彩砂具有很好的导热性能和很高的储热能力，作为房屋外墙的建筑材料，可以隔绝夏天的日光照射，防止室内能源消耗约在100～150kWh/㎡，而在玻璃墙面的建筑物中采暖降温所消耗的能源在300～700kWh/㎡，但是天然彩砂具有色彩不够鲜艳、色差大及色彩品种少等缺陷；而人造彩砂克服了天然彩砂的上述缺陷，已大规模应用在西方国家的别墅沥青瓦上，在沥青瓦的表面嵌入一层无机玄武岩彩砂颗粒，不仅起到美观的效果，同时也起到了增强屋顶沥青瓦耐候性的作用，由于沥青瓦的种种优点使得人造沥青瓦彩砂能够最早得到大规模应用。同时由于近年来国家对于乱开乱挖的逐步规范限制，天然彩砂原料逐步减少，再加上天然彩砂种类稀少，颜色单一，稳定的耐候优良人造高温烧结彩砂的使用逐步成为一种趋势。

隔热的本质是阻断热的3种传递方式：热传导、对流、热辐射。隔热涂料按隔热机理的不同主要分为(无机)阻隔型隔热涂料、反射型建筑隔热涂料和辐射隔热涂料三类，其中反射型隔热涂料，即利用彩砂涂层对光和热的高反射作用使太阳照射到涂层上的大部分能量得到反射，而不是被涂层吸收，同时，这类涂层本身的导热系数小，有效切断了热量的传导途径。

目前，市场上的反射型隔热涂料产品虽然大都能达到新国标要求，但随着使用时间的延长，该涂料所形成涂层表面已被污染，导致其反射性能远低于初始值，而优质的反射隔热涂料应在满足反射隔热性能要求的同时具有良好的耐污性和耐久性，即能保持长久的反射隔热效果。本发明提供了一种反射隔热性能长期稳定有效的反射隔热新材料。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种反射隔热彩砂、制备方法及应用，该反射隔热彩砂耐候性能优良，吸油率低，优良的近红外反射比和优异的太阳光反射比，且颜色色彩丰富，可用作不同基材表面的反射隔热涂料，且其制备方法简单，实用性强。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种反射隔热彩砂，包括硅酸盐矿粒，在所述硅酸盐矿粒外表面包裹有反射隔热层，所述反射隔热层从内到外依次包括底浆层和面浆层。

优选的技术方案是，所述硅酸盐矿粒包括不同粒径的石英砂，其重量配比为40～80目60～80％、80～120目10～20％、120～200目10～30％；所述底浆层由底浆浆料煅烧而成，底浆浆料中各成分的重量配比为水玻璃30～50％、高岭土20～30％、工业硼砂1～10％、金红石钛白粉10～30％、纳米氧化锌5～10％、余量为水；所述面浆层由面浆浆料煅烧而成，面浆浆料中各成分的重量配比为水玻璃30％～60％、高岭土20％～30％、无机冷颜料5％～20％、金红石钛白粉5～10％、余量为水。

进一步优选的技术方案还有，所述底浆浆料中还包括无机冷颜料增强剂，其重量配比为0.5～1.5％。

优选的技术方案还有，所述高岭土的粒径为800～2000目。

为了便于该反射隔热彩砂的制备实施，现提出一种反射隔热彩砂的制备方法，制备上述的反射隔热彩砂，包括如下步骤：

S1：硅酸盐矿粒预混料的制备：对硅酸盐矿粒进行选取和筛分，并将不同粒径的硅酸盐矿粒按照40～80目60～80％、80～120目10～20％、120～200目10～30％的重量配比混合均匀，得硅酸盐矿粒预混料；

S2：底浆浆料和面浆浆料的制备：

底浆浆料的制备，按照上述面浆浆料中各成分的重量配比，将水玻璃、粒径为800～2000目的高岭土、工业硼砂、金红石钛白粉、纳米氧化锌和水，加入磨砂分散机中，研磨1～2h，得底浆浆料；

面浆浆料的制备，按照上述各成分的重量配比，将水玻璃、粒径为800～2000目的高岭土、无机冷颜料、金红石钛白粉和水加入磨砂分散机中，研磨1～2h，得面浆浆料；

S3：底砂的制备：将步骤S1的硅酸盐矿粒预混料和步骤S2中的底浆浆料以一定的质量配比加入回转滚筒炉内混合，并烘干至附着有底浆的硅酸盐矿粒能够流动，然后将附着有底浆的硅酸盐矿粒转移至煅烧窑炉内煅烧，控制煅烧温度为600～1100℃，煅烧时间为25～50min，煅烧后送至冷却窑炉冷却至100℃以下，得底砂；

S4：反射隔热彩砂的制备：将步骤S3的底砂和步骤S2中的面浆浆料以一定的质量配比加入回转滚筒炉内混合，并烘干至附着有面浆的底砂能够流动，然后将附着有面浆的底砂转移至煅烧窑炉内煅烧，控制煅烧温度为600～900℃，煅烧时间为20～60min，煅烧后送至冷却窑炉冷却至60℃以下，得反射隔热彩砂。

优选的技术方案还有，所述步骤S2中底浆浆料和面浆浆料的325目筛余质量均小于0.5％。

优选的技术方案还有，所述步骤S3中底浆浆料与硅酸盐矿粒预混料的质量配比为1∶7～13，所述步骤S4中面浆浆料与底砂的质量配比为1∶12～15，所述步骤S3中底浆浆料的喷入量为160～280kg/h，所述步骤S4中面浆浆料的喷入量为150～200kg/h。

优选的技术方案还有，所述步骤S3或步骤S4中采用的回转滚筒炉内的扬料板倾斜设置，回转滚筒炉的滚筒自转能带动硅酸盐矿粒或底砂翻转，硅酸盐矿粒与喷洒在硅酸盐矿粒表面的底浆、底砂与喷洒在底砂表面的面浆进行均匀混合，并在150～200℃热风条件下烘干。

为了更好的便于该反射隔热彩砂的应用实施，现提出一种反射隔热彩砂的应用，将上述的反射隔热彩砂用作外墙隔热涂料或屋顶表面隔热涂料。

本发明的优点和有益效果在于：

1、本发明反射隔热彩砂包括硅酸盐矿粒、依次包裹于硅酸盐矿粒外表面的底浆层和面浆层，其中底浆中含有金红石钛白粉，经过煅烧后底浆层已于硅酸盐矿粒融合为一体，即形成底砂，保证了底浆与硅酸盐矿粒的结合牢固性；另外底浆层与面浆浆料亲和性极佳，经过煅烧后面浆层与底砂融合为一体，保证了本发明反射隔热彩砂具有优良的耐候性和反射隔热持久性。

2、其中硅酸盐矿粒选取为不同粒径的石英砂，使得反射隔热彩砂颗粒同样具有不同粒径，彩砂作为涂料使用时，不同粒径的彩砂彼此间能充分自然填充，使该彩砂形成的涂料层具有良好的致密性，保证了该彩砂涂料层具有优良的防油污渗透和反射隔热效果；另外该反射隔热彩砂的面浆层中含有金红石钛白粉，金红石钛白粉在太阳光照下可以对附着于其表面的有机物进行催化氧化降解，即使得该彩砂具有优良的自清洁作用和反射隔热的持久有效性。

3、面浆和底浆中均含有金红石钛白粉，保证了该反射隔热彩砂具有优良的近红外反射比和优异的太阳光反射比；底浆中还含有无机冷颜料和无机冷颜料增强剂，保证了该反射隔热彩砂的颜色更佳丰富多彩。

4、该反射隔热彩砂的成分均为无机材料，较有机成分隔热涂料，该反射隔热彩砂使用寿命更长，且原材料投入成本更低。

5、该反射隔热彩砂的制备方法简单，便于该彩砂的制造和实施。

6、该反射隔热彩砂可以用作外墙隔热涂料或屋顶表面隔热涂料。

附图说明

图1是本发明反射隔热彩砂的制备工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

采用本发明方法制备黄色反射隔热彩砂，包括如下步骤：

S1：硅酸盐矿粒预混料的制备：直接从石英砂矿选取6#、7#、8#砂，并用筛网进行级配调整，并将不同粒径的硅酸盐矿粒按照重量配比：40-80目63％、80-120目20％、120-200目17％混合均匀，得硅酸盐矿粒预混料；

S2：底浆浆料和面浆浆料的制备：

底浆浆料的制备，将重量配比为水玻璃38％、高岭土22％、工业硼砂8％、金红石钛白粉17％、纳米氧化锌5％和水10％，加入磨砂分散机中，研磨1.2h，得底浆浆料；

面浆浆料的制备，将水玻璃38％、高岭土30％、黄色钛黄冷颜料7％、金红石钛白粉5％和水20％加入磨砂分散机中，研磨1.2h，得黄色面浆浆料；

S3：底砂的制备：将步骤S1的硅酸盐矿粒预混料和步骤S2中的底浆浆料以质量配比1∶8加入回转滚筒炉内混合，所述步骤S3中底浆浆料的喷入量为250kg/h，并烘干至附着有底浆的硅酸盐矿粒能够流动，然后将附着有底浆的硅酸盐矿粒转移至煅烧窑炉内煅烧，控制煅烧温度为800℃，煅烧时间为40min，煅烧后送至冷却窑炉冷却至100℃以下，得底砂；

S4：反射隔热彩砂的制备：将步骤S3的底砂和步骤S2中的黄色面浆浆料以质量配比1∶13.3加入回转滚筒炉内混合，所述步骤S4中黄色面浆浆料的喷入量为150kg/h，并烘干至附着有面浆的底砂能够流动，然后将附着有面浆的底砂转移至煅烧窑炉内煅烧，控制煅烧温度为800℃，煅烧时间为50min，煅烧后送至冷却窑炉冷却至60℃以下，得黄色反射隔热彩砂。

实施例2

采用本发明方法制备红色反射隔热彩砂，包括如下步骤：

S1：硅酸盐矿粒预混料的制备：直接从石英砂矿选取6#、7#、8#砂，并用筛网进行级配调整，并将不同粒径的硅酸盐矿粒按照重量配比：40-80目70％、80-120目15％、120-200目15％混合均匀，得硅酸盐矿粒预混料；

S2：底浆浆料和面浆浆料的制备：

底浆浆料的制备，将重量配比为水玻璃30％、高岭土27％、工业硼砂1％、金红石钛白粉30％、纳米氧化锌10％、氧化铁红1％(无机冷颜料增强剂)和水1％，加入磨砂分散机中，研磨1.5h，得底浆浆料；

面浆浆料的制备，将水玻璃30％、高岭土26％、红色冷颜料色粉5％、金红石钛白粉10％和水29％加入磨砂分散机中，研磨1.5h，得红色面浆浆料；

S3：底砂的制备：将步骤S1的硅酸盐矿粒预混料和步骤S2中的底浆浆料以质量配比1∶10加入回转滚筒炉内混合，所述步骤S3中底浆浆料的喷入量为200kg/h，并烘干至附着有底浆的硅酸盐矿粒能够流动，然后将附着有底浆的硅酸盐矿粒转移至煅烧窑炉内煅烧，控制煅烧温度为1000℃，煅烧时间为25min，煅烧后送至冷却窑炉冷却至100℃以下，得底砂；

S4：反射隔热彩砂的制备：将步骤S3的底砂和步骤S2中的红色面浆浆料以质量配比1∶12.5加入回转滚筒炉内混合，所述步骤S4中红色面浆浆料的喷入量为160kg/h，并烘干至附着有面浆的底砂能够流动，然后将附着有面浆的底砂转移至煅烧窑炉内煅烧，控制煅烧温度为900℃，煅烧时间为30min，煅烧后送至冷却窑炉冷却至60℃以下，得红色反射隔热彩砂。

实施例3

采用本发明方法制备绿色反射隔热彩砂，包括如下步骤：

S1：硅酸盐矿粒预混料的制备：直接从石英砂矿选取6#、7#、8#砂，并用筛网进行级配调整，并将不同粒径的硅酸盐矿粒按照重量配比：40-80目80％、80-120目10％、120-200目10％混合均匀，得硅酸盐矿粒预混料；

S2：底浆浆料和面浆浆料的制备：

底浆浆料的制备，将重量配比为水玻璃48％、高岭土20％、工业硼砂8％、金红石钛白粉10％、纳米氧化锌8％和水6％，加入磨砂分散机中，研磨2h，得底浆浆料；

面浆浆料的制备，将水玻璃60％、高岭土20％、绿色冷颜料色粉10％、金红石钛白粉6％和水4％加入磨砂分散机中，研磨2h，得绿色面浆浆料；

S3：底砂的制备：将步骤S1的硅酸盐矿粒预混料和步骤S2中的底浆浆料以质量配比1∶12.5加入回转滚筒炉内混合，所述步骤S3中底浆浆料的喷入量为160kg/h，并烘干至附着有底浆的硅酸盐矿粒能够流动，然后将附着有底浆的硅酸盐矿粒转移至煅烧窑炉内煅烧，控制煅烧温度为600℃，煅烧时间为50min，煅烧后送至冷却窑炉冷却至100℃以下，得底砂；

S4：反射隔热彩砂的制备：将步骤S3的底砂和步骤S2中的绿色面浆浆料以质量配比1∶13.3加入回转滚筒炉内混合，所述步骤S4中绿色面浆浆料的喷入量为150kg/h，并烘干至附着有面浆的底砂能够流动，然后将附着有面浆的底砂转移至煅烧窑炉内煅烧，控制煅烧温度为600℃，煅烧时间为60min，煅烧后送至冷却窑炉冷却至60℃以下，得绿色反射隔热彩砂。

将实施例1～3制备的反射隔热彩砂分别按照GB/T25261—2018《建筑用反射隔热涂料》和JG/T235-2014《建筑反射隔热涂料》标准进行隔热性能测试，测试结果见表1。

表1实施例1～3反射隔热彩砂的隔热性能测试结果

实验结果表明：实施例1～3采用本发明方法制备的反射隔热彩砂用作涂料使用时，其太阳光反射比、远红外反射比、半球发射率、污染后太阳光反射比变化率和人工气候老化后太阳光反射比变化率均符合GB/T25261—2018《建筑用反射隔热涂料》和JG/T235-2014《建筑反射隔热涂料》相关标准的规定，说明本发明方法制备的反射隔热彩砂具有优良的反射隔热效果和自清洁效果，实现了发明目的。

本发明隔热彩砂的制备工艺能够连续化生产，使得彩砂颜色调整容易控制，彩砂颜色的一致性容易得到控制，色彩能够快速调整；本发明色浆制作生产简单快速；本发明所制的彩砂从硅酸盐矿粒与色浆混合采用回转滚筒炉连续着色，硅酸盐矿粒与色浆在回转滚筒炉前部连续混合着色，混合烘干后的矿粒从滚筒炉尾部卸料口连续卸出，解决了采用立式混合机，在每批次色浆与矿粒混合完成之后，必须停顿卸料，不能进行连续性生产的问题，提高了彩砂的整体生产效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种反射隔热彩砂，其特征在于，包括硅酸盐矿粒，在所述硅酸盐矿粒外表面包裹有反射隔热层，所述反射隔热层从内到外依次包括底浆层和面浆层；

所述底浆层由底浆浆料煅烧而成，底浆浆料中各成分的重量配比为水玻璃30～50％、高岭土20～30％、工业硼砂1～10％、金红石钛白粉10～30％、纳米氧化锌5～10％、余量为水；

所述面浆层由面浆浆料煅烧而成，面浆浆料中各成分的重量配比为水玻璃30％～60％、高岭土20％～30％、无机冷颜料5％～20％、金红石钛白粉5～10％、余量为水；

所述底浆层由底浆浆料包裹并煅烧于硅酸盐矿粒的外表面，并形成底砂；

所述面浆层由面浆浆料包裹并煅烧于所述底砂的外表面，并形成所述的反射隔热彩砂。

2.如权利要求1所述的反射隔热彩砂，其特征在于，所述硅酸盐矿粒包括不同粒径的石英砂，其重量配比为40～80目60～80％、80～120目10～20％、120～200目10～30％。

3.如权利要求2所述的反射隔热彩砂，其特征在于，所述高岭土的粒径为800～2000目。

4.一种反射隔热彩砂的制备方法，制备如权利要求3所述的反射隔热彩砂，其特征在于，包括如下步骤：

S1：硅酸盐矿粒预混料的制备：对硅酸盐矿粒进行选取和筛分，并将不同粒径的硅酸盐矿粒按照权利要求2所述的重量配比混合均匀，得硅酸盐矿粒预混料；

S2：底浆浆料和面浆浆料的制备：

底浆浆料的制备，按照权利要求3所述面浆浆料中各成分的重量配比，将水玻璃、高岭土、工业硼砂、金红石钛白粉、纳米氧化锌和水，加入磨砂分散机中，研磨1～2h，得底浆浆料；

面浆浆料的制备，按照权利要求3所述各成分的重量配比，将水玻璃、高岭土、无机冷颜料、金红石钛白粉和水加入磨砂分散机中，研磨1～2h，得面浆浆料；

5.如权利要求4所述的反射隔热彩砂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中底浆浆料和面浆浆料的325目筛余质量均小于0.5％。

6.如权利要求5所述的反射隔热彩砂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中底浆浆料与硅酸盐矿粒预混料的质量配比为1∶7～13，所述步骤S4中面浆浆料与底砂的质量配比为1∶12～15，所述步骤S3中底浆浆料的喷入量为160～280kg/h，所述步骤S4中面浆浆料的喷入量为150～200kg/h。

7.如权利要求6所述的反射隔热彩砂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3或步骤S4中采用的回转滚筒炉内的扬料板倾斜设置，回转滚筒炉的滚筒自转能带动硅酸盐矿粒或底砂翻转，硅酸盐矿粒与喷洒在硅酸盐矿粒表面的底浆、底砂与喷洒在底砂表面的面浆进行均匀混合，并在150～200℃热风条件下烘干。

8.一种反射隔热彩砂的应用，其特征在于，将权利要求7所述的反射隔热彩砂用作外墙隔热涂料或屋顶表面隔热涂料。