CN1302078C - 水性隔热反光涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明属涂料技术领域，特别涉及的是一种水性隔热反光涂料。本发明的涂料由底漆和面漆组成，其组分为水乳型合成聚合物乳液、去离子水、隔热材料(或反光材料)、颜填料、助剂。本发明的涂料对可见光的反光率为83.5～92.5%，热辐射率为91%，具有明显的隔热反光效果，散热性能良好。对于提高石油化工、粮油仓储等领域的库房(罐)的仓储性能，节约能源，改善人民群众居住环境，具有积极的作用。
Description
技术领域：
本发明属涂料技术领域，特别涉及的是一种水性隔热反光涂料。
背景技术：
目前，国内粮、油仓库(包括砼结构、钢板结构)，工业仓库，化工、石油、食品行业类贮罐及管道表面，厂房、现代化养殖场、冷冻库、民房、办公楼等建筑物的隔热降温和外墙装饰多采用传统的隔热方式：如对钢板仓体而言，通常都用银粉漆进行涂装，但银粉漆隔热性能不好，在夏季高温下，一般又对其采取水喷淋降温处理，这不仅需要高昂的水、电费用，还需耗费大量的水、电能源。同时，还会影响周围的环境及设备的日常维护、保养。传统的厚型隔热材料，一般保温层厚度要达2～3cm以上，不仅施工较复杂，房屋顶面承重力大，而且其材料大多为珍珠岩，其防水性又较差。传统的建筑涂料通常分为油性涂料和水性涂料两大类，油性涂料含有有机溶剂挥发物和重金属等有害物质，对人体及环境有一定的危害性，目前被排在汽车之后，列为城市主要空气污染源，已逐步被淘汰。而水性涂料溶剂释放量远远小于油性涂料，环境相容性好，但普通水性涂料主要起美观装饰作用，而没有隔热的作用。水性隔热反光涂料需要解决油性涂料的环境问题，弥补水性涂料物理性能上的不足，并具有实际的隔热效果才能体现其价值。
近年来我国建筑业掀起了一场建筑节能的革命，在全社会各方面的共同努力下，建筑节能工作取得了较大的成绩。使用节能型的建筑材料，提高建筑物的保温隔热和气密性能，减少能源的消耗，是建筑发展的大趋势，是改善人民群众居住环境的需要，也是今后建筑技术发展的重点。
近年来，国内涌现出很多对水性隔热涂料的研究，并申报了不少发明专利，但相关隔热涂料的研究，普遍存在隔热形式单一，隔热效果不理想等问题。专利号为99114454.6的水性反辐射隔热涂料，以反辐射为主，由于是单层涂料，所以隔热效果较差；专利申请号为02109969.3的丙烯酸纳米微乳液、水性热反射隔热涂料及其制造方法和专利申请号为03111863.1的水性环氧改性丙烯酸热反射隔热涂料，均以反射为主，其反射率仅达50～80％，又都存在隔热渠道单一的问题，国而隔热性能受到一定的限制。另外，前者的制造方法也较复杂，不利于推广。
发明内容；
本发明的目的是为克服上述各种隔热方式存在的问题，提供一种水性隔热反光涂料。
本发明的目的是这样实现的：
本发明的水性隔热反光涂料，由底漆和面漆组成，按重量百分数：
(1)底漆的组分及含量为：
水乳型合成聚合物乳液 30～40％
去离子水 15～30％
隔热材料 10～30％
颜 填 料 5～20％
助 剂 5～10％
(2)面漆的组分及含量为：
水乳型合成聚合物乳液 30～45％
去离子水 15～30％
反光材料 20～35％
颜 填 料 10～20％
助 剂 4～10％
上述的水乳型合成聚合物乳液是有机硅树脂乳液、苯乙烯-丙烯酸乳液、丙烯酸共聚乳液、有机硅-丙烯酸乳液、水性环氧树脂、水性聚氨酯乳液中的一种，底漆中的隔热材料是硅藻土、或硅藻土和云母和海泡石、或硅藻土和海泡石，面漆中的反光材料是珠光云母、氧化锌、二氧化钛、铝粉中的一种或一种以上，颜填料是滑石粉、重钙粉、钛白粉、高岭土、沉淀硫酸钡中的一种或一种以上。
好的隔热降温材料或涂层，应具有优良的隔热、反光和红外辐射三种性能。为了使涂料具有优异的隔热效果，最好的方法就是使三种影响因素在涂层中都起到积极的作用。通过大量的隔热实验对比和测试，我们选择了以隔热、热辐射为主的底漆和以反光为主的面漆复合成涂料。隔热底漆涂层的隔热性能取决于体质颜料的导热系数大小。以硅藻土为例，它具有细腻、松散、质轻、多孔等特性、其松散密度为0.3～0.5g/cm3，其导热系数≤0.07w/m.k(由四川省建材科研院测定)，其孔隙率达到80～90％(由中科院成都分院测定)，其孔隙度一般达到亚纳米级别(600mm左右)，其中有10％的孔隙度达到纳米级(100mm)。这种材料自身的导热性能优越，与面漆复合涂层作隔热性对比实验，证明比国内同类产品隔热效果好。
选用反光性较好的材料来改善面漆的隔热性能，也可降低涂料的成本，使涂料具有高的性价比和良好的推广价值。以珠光云母、氧化锌、二氧化钛为例，珠光云母：折射率为2.3，是以优质云母微晶片为原料，在其表面包覆上多种无机/有机物相，利用云母及包覆物和光作用的特性及两者的折射率差别而产生光的透射、反射和衍射，具有耐光、耐候、耐高温、耐酸碱、有较高的机械强度等优点。氧化锌：折射率为2.03，具有良好的耐光性、耐热及耐侯性，不粉化，而且它还有防霉作用，对紫外线有一定的不透过性，户外抗粉化性好。二氧化钛(金红石型)：折射率为2.74，具有优异的颜料品质，由于它的折射率比一般白色颜料高(在2.5以上)，对光的吸收少，而散热能力大、使它的光学性能非常好，表现在光泽、白度、消色力、遮盖力都好，具有较好的耐侯性、耐水性。由于以上材料的选用，面漆对可见光有83.5～92.5％的反光率。(中国科学院成都分院分析测试中心检测)，反光效果良好。大气层在8～13.5μm波长内的红外窗口是降温的另一个重要途径，根据材料粒度和热性能等因素，决定了红外辐射材料用于底漆，并通过实验证明面漆底漆复合的优异隔热效果，效果表明复合涂料的整体隔热性能良好，经测试涂料的热辐射率为91％(中国科学院物理研究所测定)。
本涂料按《合成树脂乳液外墙涂料》(GB/T9755-2001)标准检测，各项指标达到一等品等级要求(四川省建材产品质量监督检测中心检测)。为了保证本涂料的环保性，我们还按《室内装饰装修材料—内墙涂料中有害物质限量》(GB18582-2001)标准进行了检测，各项指标均符合国家标准(四川省环境监测中心站检测)，而且其重金属含量大大低于国家标准的限量值。
将水性隔热反光涂料涂布于砼结构或钢板结构的粮食仓库或储油罐上，相对于对比仓隔热效果为：钢板结构的储油罐，仓顶外壁温度平均降低了11.2℃，最大温差19.6℃；仓温平均降低了12.5℃，最大温差18.4℃。砼结构的仓顶外壁温度平均降低了12.4℃，最大温差16.5℃；内壁温度平均降低了17.5℃，最大温差22.8℃；仓温平均降低了8.6℃，最大温差11℃。涂料在试验过程中施工方便，涂膜外观稳定，耐污染性好，涂层未出现气泡，脱落等不良现象。
整个试验情况可看出该水性隔热反光涂料具有明显隔热反光效果，能很好地降低粮、油仓库的内部温度，对于节约能耗，提高粮油品质、安全低温储粮具有积极的作用。
本发明的水性隔热反光涂料的生产方法同普通水性涂料的生产方法，即将去离子水、助剂、颜填料、隔热材料(或反光材料)经高速搅拌分散，然后将浆料研磨，再加入水乳型合成聚合物乳液、增稠剂、流平剂，混合均匀后过滤，检测，即得水性隔热反光涂料的底漆(或面漆)。将面漆和底漆复合，即为本发明的水性隔热反光涂料。
本发明隔热反光涂料为水性涂料，以水作溶剂，不需其它专用稀释剂，具有隔热反光效果好、环境友好和使用方便等特点。而且面漆可根据要求调制成多种颜色，使其具有很好的装饰效果。又由于该涂料由底漆和面漆组成，其中：底漆以热阻、红外辐射为主，面漆以反光、耐候等为主，通过面漆和底漆的复合，使涂料具有良好的隔热保温效果。对于提高石油化工、粮油仓储等领域的库房(罐)的仓储性能，节约能源，改善人民群众居住环境，具有积极的作用。
具体实施方式：
本发明的具体实施例如表1和表2所示。表1为本发明的水性隔热反光涂料的底漆的具体实施例1～6。表2为本发明的水性隔热反光涂料的面漆的具体实施例1～6。
表1
表2
使用本发明的水性隔热反光涂料，按常规的方式处理建筑物表面后，刷涂(或辊涂或喷涂)隔热底漆3次，反光面漆2次。涂层厚度为0.7±0.1mm。
Claims (1)
1、一种水性隔热反光涂料，由底漆和面漆组成，其特征在于按重量百分数(1)底漆的组分及含量为：
水乳型合成聚合物乳液 30～40％
去离子水 15～30％
隔热材料 10～30％
颜填料 5～20％
助剂 5～10％
(2)面漆的组分及含量为：
水乳型合成聚合物乳液 30～45％
去离子水 15～30％
反光材料 20～35％
颜填料 10～20％
助剂 4～10％
上述的水乳型合成聚合物乳液是有机硅树脂乳液、苯乙烯-丙烯酸乳液、丙烯酸共聚乳液、有机硅-丙烯酸乳液、水性环氧树脂、水性聚氨酯乳液中的一种，底漆中的隔热材料是硅藻土、或硅藻土和云母和海泡石、或硅藻土和海泡石，面漆中的反光材料是珠光云母、氧化锌、二氧化钛、铝粉中的一种或一种以上，颜填料是滑石粉、重钙粉、钛白粉、高岭土、沉淀硫酸钡中的一种或一种以上。
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