专利名称：一种低导热金属光泽涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种低导热金属光泽涂料，更具体是涉及一种含有镜面片状结构颜料和多孔结构浅色填料，具有低导热保温和金属光泽装饰效果的水溶性涂料。
本发明还涉及该涂料的制备方法。
背景技术：
建筑材料通过热传导作用会对建筑物造成一定的内外热交换损失，墙体材料的导热系数随温度的上升而增加，防太阳辐射的作用甚微，根据上海同济建筑工程质量检测站的检测，墙体材料的导热系数一般为0.5-1w/mk左右。目前减少建筑物内外热交换损耗的常用方法包括1)增加建筑材料的厚度，减少热能损耗。
2)改变结构，增加建材之间的空气层或保温材料层，从而降低热传导。
这些方法或是增加建筑物的自重，加重基础的负荷或是提高建材自身的价格，因此，在实用方面都受到一定限制。
在保温工程中，通常将保温系数小于0.2w/mk的材料用作保温材料(章熙民著，《高等学校试用教材传热学》中国建筑工业出版社(第二版)第13页)。目前采用的较为典型的保温材料包括酚醛树脂合成材料、聚胺酯材料、玻璃纤维、硅酸铝岩棉、矿棉、橡塑、软木、珍珠岩、碳酸钙等。
传统的建筑涂料通过光反射型色光的变化来达到其装饰效果。传统建筑涂料所采用的颜料一般为钛白粉，氧化铁红，钛青兰，钛青绿，规格为2-5微米，填料为碳酸钙，滑石粉，规格一般为600-800目。近几年，随着云母及云母钛珠光颜料引入涂料，将传统涂料的由光反射型色光变化的装饰效果提升为由光反射和光干涉结合的色光变化的装饰效果，从而呈现珍珠和金属光泽，大大丰富了涂料的装饰效果。上述涂料仅提供单纯的装饰效果，不具备低导热的保温效果，且为油溶性涂料。
发明内容
本发明的目的在于通过对颜料及填料的筛选、复配，提供一种低导热涂料，通过后装饰手段降低建筑物的内外热交换，以克服现有技术在降低建材热传导时需要增加建材成本、增加建筑物自重及基础负荷等缺陷。
本发明的另一目的在于通过对颜料及填料的加工工艺的研究提供一种具有金属光泽的水溶性涂料并提供该涂料的制备方法。
本发明对传统的建筑涂料配方不作本质性的更改，只是在使用的颜料和填料上进行合理的筛选和复配。主要采用一种镜面片状结构的颜料和一种多孔结构浅色填料的组合，本发明将镜面片状结构的颜料和多孔结构浅色填料合理复配作为中涂层填料，从而在建材表面形成一层具有良好保温隔热性能的涂层，进而改变建材的导热系数、降低建筑物内外的热交换，达到保温的目的。本发明发现镜面片状结构的颜料和多孔结构浅色填料的规格及配比决定了涂料的保温性能。
本发明在颜料的制备工艺中采用氧化硅包膜处理，使本发明涂料呈现良好的水溶性。本发明通过在900-1000℃下煅烧25-50分钟的方式，使填料达到充分膨胀，进而获得合适规格的多孔结构浅色填料。
本发明提出的低导热金属光泽涂料的组成(以重量计)如下润湿剂 0.4-1.0份分散剂 1.0-2.0份水 4-7份镜面片状结构颜料4-16份多孔结构状浅色填料 4-5份硅丙乳液55-58份增稠剂1.5-2.5份成膜助剂 0.7-0.9份消泡剂0.4-0.6份上述涂料的配方中，除镜面片状结构颜料和多孔结构状浅色填料外，其它组分可采用与传统涂料相同的试剂，如润湿剂可采用聚氧化乙稀脂肪酸脂、分散剂可采用丙稀酸铵盐、硅丙乳液可采用有机硅纯丙烯酸聚合物、增稠剂可采用羟乙基纤维素、成膜助剂可采用十二醇脂、消泡剂可采用磷酸脂。
镜面片状结构的颜料可使用铝片、白云母片、绢云母片、金云母片或云母钛颜料等。镜面片状结构颜料的片径为10-200微米。其中优选的片径范围为10-60微米。片厚为0.1-1.0微米，尤以0.2-0.4微米最佳。
镜面片状结构的颜料的制备方法为将原料在900℃下煅烧1小时，冷却后用自来水泡浸20小时，之后碾磨4小时，进行分筛以选用适当规格的片状材料。片材经水泡水洗5-8小时，然后置于反应釜中，加入250克/升的三氯化铁和300克/升的二氧化钛在pH为2.8-3.5，72℃条件下进行包膜，包膜完成后经净化水洗涤，烘干，然后以900℃煅烧1个小时后再经过高耐候性亲水材料氧化硅在70-75℃，pH为4-6的条件下进行包膜，包膜量为3-6％。
多孔状结构的浅色填料可使用珍珠岩灰、石棉灰、粉煤灰、蛭石灰及其它25℃时的导热系数值小于0.2w/mk的填料。其粒径范围为100-320目，优选范围为250-300目。
多孔状结构的浅色填料的制备方法为将原料经碾磨、筛分、900-1000℃下煅烧25-50分钟、出料冷却后筛分而成。
镜面片状结构颜料和多孔结构浅色填料的总重量，应占本发明建筑涂料总重量的10-25％。若含量低于10％，则保温效果不明显，金属装饰效果也不佳。若高于25％，则涂层的耐水性、耐碱性、耐候性和抗污性都有所降低，不适用于建筑物外墙墙面装饰。
镜面片状颜料与多孔状结构浅色填料的比例(以重量计)为4∶1-1∶1。若重量比小于1∶1，则金属光泽效果明显降低，隔热效果也不能充分发挥。
按上述配方比例，将润湿剂、分散剂、水、镜面片状结构颜料及多孔状结构填料充分搅拌润湿制成组分I；同时将硅丙乳液、增稠剂、成膜助剂搅拌混合均匀制成组分II。然后将组分I和组分II搅拌均匀后，加入消泡剂，再搅拌0.5小时后，过滤、装罐，可制成本发明提出的涂料。
下面通过从导热性能的角度来说明本发明涂料的保温效果一、本发明涂料及传统涂料的导热系数测定分别用本发明涂料和传统涂料在水泥石棉样板上先做底涂封闭处理，然后进行中涂，并压制成所需要的花纹，干燥后进行面涂装饰制成5.5毫米厚的涂料板。按照标准GB/T 10294-1988《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》所述的方法，分别测定其在25℃下的导热系数，结果本发明涂料板的导热系数为0.145w/mk，传统涂料板的导热系数为0.309w/mk。从导热系数看来，本发明涂料能明显降低导热系数，具有良好的保温效果。
二、本发明涂料与普通水泥沙浆的热阻值比较建材的导热性能用热阻值表示，热阻值与建材的厚度及其导热系数有关，数学表达式为热阻值＝材料厚度/材料导热系数，若外墙材料为水泥砂浆，则其导热系数为0.5-1w/mk，本发明涂料的导热系数为0.145w/mk，根据计算热阻值可以得到，35毫米厚的本发明涂料层的热阻值相当于120-240毫米厚的水泥砂浆的热阻值，可见本发明涂料完全可以在墙体表面形成一层保温膜，在起到装饰效果的同时又能降低建筑物的热交换损耗。
有益效果1、本发明在涂料中使用镜面片状颜料与多孔状结构浅色填料，通过对颜料与填料的筛选与复配所制得的涂料具有导热系数低、保温效果良好等特点。
2、本发明提供了低导热涂料，可通过后装饰达到降低建筑物的内外热交换，与传统的增加建材的厚度或改变其结构的方法相比，具有成本低、不影响建筑物自重或基础负荷的优点。
3、本发明采用高耐候性亲水材料氧化硅对镜面片状颜料进行包膜，使涂料具有金属光泽的装饰效果的同时又呈现良好的水溶性。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但不限制本发明。
本发明中所使用的设备包括上海申港机械厂制造的申港牌SF-500型高速碾碎机和申港牌SF-5003型碾磨机，常州武进范群制药机械厂生产的范药牌S-1500型高速筛粉机，宜兴市精益机械生产的精益牌GFJ型高速分散机。
本发明除颜料和填料自制外，其它配料采用市售产品，包括上海长风化工厂生产的润湿剂CF-01、分散剂9020、增稠剂T-117A和消泡剂220。美国国民淀粉化学公司生产的硅丙乳液KD-8，美国伊土曼化学产品公司生产的成膜助剂Texan01。
镜面片状结构颜料采用进口的印度云母矿，在抽屉高温炉中煅烧1小时，煅烧温度为900℃，出料经冷却，用自来水泡浸20个小时，之后用碾磨机碾磨4小时(转速为30转/分钟)，再用筛粉机200目筛网进行分筛选用，片径10-60微米，片厚0.2-0.4微米的片状材料。云母片材料经5-8小时水泡水洗，制成湿磨云母。将湿磨云母置于2000升搪瓷反应釜中，加入250克/升的三氯化铁和300克/升的二氧化钛在pH为2.8-3.5，温度为72℃的条件下进行包膜，包膜完成后经净化水洗涤，烘干，然后用抽屉高温炉以900℃煅烧1个小时，出料再经过高耐候性亲水材料氧化硅在温度为70-75℃，pH为4-6的条件下进行包膜，包膜量为3-6％。
多孔状结构浅色填料采用市售珍珠岩，用碾碎机进行碾碎后经筛粉机300目筛分，取得300目颗粒材料，然后在抽屉高温炉中煅烧25-50分钟，煅烧温度为900-1000℃，出料冷却而成。
涂料的制备方法为按配方比例，称取各种组分，然后将分散剂、水、镜面片状结构颜料、多孔结构浅色填料，用高速分散机以100-150转/分的速度搅拌30分钟润湿均匀制成组分I，同时将硅丙乳液、增稠剂、成膜助剂，用高速分散机搅拌30分钟混合均匀制成组分II，将组分I和组分II混合加消泡剂用2000升反应釜充分搅拌，采用双浆型浆，以150转/分的速度搅拌30分钟至均匀后用100目滤网过滤装灌。
实施例1润湿剂0.5份、分散剂1.0份、水6份、镜面片状结构颜9份、多孔状结构填料5份、硅丙乳液55份、增稠剂2份、成膜助剂0.8份、消泡剂0.5份。
按配方比例，称取各种组分，然后将分散剂、水、镜面片状结构颜料、多孔结构浅色填料，用高速分散机以100-150转/分的速度搅拌30分钟润湿均匀制成组分I，同时将硅丙乳液、增稠剂、成膜助剂，用高速分散机搅拌30分钟混合均匀制成组分II，将组分I和组分II混合加消泡剂用2000升反应釜充分搅拌，采用双浆型浆，以150转/分的速度搅拌30分钟至均匀后用100目滤网过滤装灌。
实施例2润湿剂0.5份、分散剂1.2份、水6份、镜面片状结构颜16份、多孔状结构填料5份、硅丙乳液58份、增稠剂2份、成膜助剂0.8份、消泡剂03份。制法同实施例1。
实施例3润湿剂0.6份、分散剂1.2份、水6份、镜面片状结构颜7份、多孔状结构填料4份、硅丙乳液57份、增稠剂1.8份、成膜助剂0.8份、消泡剂0.5份。制法同实施例1。
实施例4润湿剂0.8份、分散剂1.0份、水7份、镜面片状结构颜8份、多孔状结构填料4份、硅丙乳液57份、增稠剂2份、成膜助剂0.8份、消泡剂0.5份。制法同实施例1。
权利要求
1.一种低导热金属光泽涂料，其组成为(以重量计)润湿剂 0.4-1.0份分散剂 1.0-2.0份水 4-7份镜面片状结构颜料 4-16份多孔结构状浅色填料 4-5份硅丙乳液 55-58份增稠剂 1.5-2.5份成膜助剂 0.7-0.9份消泡剂 0.4-0.6份
2.根据权利要求1所述的低导热金属光泽涂料，其特征在于镜面片状结构颜料的片径为10-200微米，片厚为0.1-1.0微米。
3.根据权利要求2所述的低导热金属光泽涂料，其特征在于镜面片状结构颜料的片径为10-60微米，片厚为0.2-0.4微米。
4.根据权利要求1所述的低导热金属光泽涂料，其中多孔状结构的浅色填料为珍珠岩灰、石棉灰、粉煤灰、蛭石灰。
5.根据权利要求1所述的低导热金属光泽涂料，其特征在于多孔状结构的浅色填料的粒径为100-320目。
6.根据权利要求5所述的低导热金属光泽涂料，其特征在于多孔状结构的浅色填料的粒径为250-300目。
7.根据权利要求1所述的低导热金属光泽涂料，其特征在于镜面片状颜料与多孔状结构浅色填料的含量比例为(以重量计)4∶1-1∶1。
8.权利要求1所述的低导热金属光泽涂料的制备方法，包括以下步骤(1)镜面片状结构颜料的制备市售原料在900℃下煅烧1小时，冷却后用自来水泡浸20小时，之后碾磨4小时，进行分筛选用适当规格的片状材料。片材经水泡水洗5-8小时，然后置于反应釜中，加入250克/升的三氯化铁和300克/升的二氧化钛在pH为2.8-3.5，72℃条件下进行包膜，包膜完成后经净化水洗涤，烘干，然后以900℃煅烧1个小时，出料再经过氧化硅在70-75℃，pH为4-6的条件下进行包膜，包膜量为3-6％。(2)多孔状结构的浅色填料的制备市售原料经碾磨、筛分、900-100℃下煅烧25-50分钟、出料冷却后筛分而成。(3)按配方比例，称取各种组分，将润湿剂、分散剂、水、镜面片状结构颜料和多孔结构浅色填料充分搅拌润湿制成组分I，然后将硅丙乳液、增稠剂、成膜助剂搅拌混合均匀制成组分II，将组分I和组分II搅拌均匀后加入消泡剂，再搅拌30分钟，过滤、装灌。
9.根据权利要求8所述的低导热金属光泽涂料的制备方法，其特征在于镜面片状结构颜料制备工艺中，采用氧化硅进行包膜，包膜温度为70-75℃，pH为4-6，包膜量为3-6％。
10.根据权利要求8所述的低导热金属光泽涂料的制备方法，其特征在于多孔结构浅色填料制备工艺中，煅烧温度为900-1000℃，煅烧时间为25-50分钟。
全文摘要
本发明涉及一种低导热金属光泽涂料及其制备方法，其特点是配料中含有镜面片状结构的颜料和多孔结构浅色填料。该建筑涂料具有热导系数低、保温效果好、水溶性等优点。本发明涂料的制备方法为将润湿剂、分散剂、水、镜面片状结构颜料及多孔状结构填料充分搅拌润湿制成组分I；同时将硅丙乳液、增稠剂、成膜助剂搅拌混合均匀制成组分II。然后将组分I和组分II搅拌均匀后，加入消泡剂，再搅拌0.5小时后，过滤、装罐。
文档编号C09D183/07GK1536041SQ0311614
公开日2004年10月13日 申请日期2003年4月3日 优先权日2003年4月3日
发明者朱韵, 林洁, 林须泽, 李定峰, 沈松月, 朱 韵 申请人:上海东株珠光颜料有限公司