一种水性聚氨酯反射隔热涂料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于涂料技术领域，尤其涉及到一种水性聚氨酯反射隔热涂料的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 研究者在反射隔热涂料方面做了很多工作，己经有一些热反射涂料在某些领域得 到应用，如申请号为201110114940.X的白色反射隔热涂料、申请号为201110096710. 5的白 色热反射节能涂料、专利号为ZL200910137811. 5的一种低太阳吸收节能型中灰色船壳面 漆、申请号为201110093093. 3的一种具有反射隔热功能的彩色涂料等。
[0003] 在水性反射隔热涂料方面，申请号为201010623863. 6公开了一种海灰色水性聚 氨酯热反射涂料及其用途，但其没有指明具体的降温效果。
[0004] 上述反射隔热涂料主要通过热反射或隔热单个机理进行降温，没有综合考虑到反 射、隔热和辐射协同降温的问题，所采用的热反射颜料主要为有机颜料，存在易失效问题， 而黑色通过红黄蓝三种颜料复配获得，多种颜料的使用增加了调色难度。
【发明内容】
[0005] 针对上述问题，本发明提供了一种水性聚氨酯反射隔热涂料的制备方法，本发明 通过选用水性脂肪族聚氨酯成膜物、低热导率二氧化硅气凝胶、高近红外反射复合氧化物 颜料、高中远红外发射率填料和配方设计，研制出降温效果显著和施工性能良好的水性聚 氨酯反射隔热涂料，具有较低的导热系数和高的近红外反射率及中远红外发射率，降温效 果明显，可用于建筑、船舶、石化储罐和机车等暴露部位，提高舒适度并降低空调能耗。
[0006] 为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] -种水性聚氨酯反射隔热涂料的制备方法，所述水性聚氨酯反射隔热涂料中由甲 组分和乙组分勾兑而成，在甲组分中含有水性多羟基丙烯酸树脂、高近红外反射白颜料、二 氧化硅气凝胶、填料、高近红外反射黄颜料、高近红外反射棕颜料、高近红外反射红颜料、高 近红外反射蓝颜料、高近红外反射黑颜料、去离子水以及助剂，其中高近红外反射白颜料、 高近红外反射黄颜料、高近红外反射棕颜料、高近红外反射红颜料、高近红外反射蓝颜料和 高近红外反射黑颜料构成高近红外反射颜料系，在乙组分中含有基于HDI的水性脂肪族聚 异氰酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯，制备方法包含烘干处理、甲组分制备、乙组分制备及甲组分 和乙组分的勾兑方式四个过程，本发明的特征如下：
[0008] 均按重量份的甲组分中：水性多羟基丙烯酸树脂52~61、高近红外反射白颜料 5~25、二氧化硅气凝胶0. 1~4. 0、填料0. 5~15. 0、高近红外反射黄颜料0~1. 5、高近 红外反射棕颜料0~1. 0、高近红外反射红颜料0~1. 6、高近红外反射蓝颜料0~2. 4、高 近红外反射黑颜料0~1. 1、去离子水1. 0~19. 5、助剂0. 3~20. 0 ;
[0009] 均按重量份的乙组分中：基于HDI的水性脂肪族聚异氰酸酯65~85;丙二醇甲醚 醋酸酯15~35 ;
[0010] 上述高近红外反射白颜料是磷酸锌钠、二氧化钛中的任一种，或是其两种；
[0011] 上述填料是碳化硅、二氧化锆、石灰石、石膏中的任一种，或是其任两种，或是其任 二种，或是四种；
[0012] 上述高近红外反射黄颜料是铋、锌、磷混合氧化物Bi203-Zn0-P205;
[0013] 上述高近红外反射棕颜料是锰、锌、磷混合氧化物Μη02-Ζη0-Ρ205;
[0014] 上述高近红外反射红颜料是铁、锌、磷混合氧化物Fe304-Zn0-P205;
[0015] 上述高近红外反射蓝颜料是钴、锌、磷混合氧化物C〇0-Zn0-P205;
[0016] 上述高近红外反射黑颜料是铜掺杂磷酸锌钠NaZn(Cu)P04;
[0017] 上述助剂中含有分散剂、消泡剂和润湿流平剂，分散剂的用量在助剂中占0. 1~ 12. 0重量份，消泡剂的用量在助剂中占0. 1~5. 8重量份，润湿流平剂的用量在助剂中占 0. 1~11. 2重量份，分散剂是BYK190,消泡剂是BYK028、BYK019中的任一种，润湿流平剂是 BYK345；
[0018] 上述基于HDI的水性脂肪族聚异氰酸酯是基于六亚甲基二异氰酯的水性脂肪族 聚异氰酸酯；
[0019] ①烘干处理：将高近红外反射白颜料、高发射率填料、高近红外反射黄颜料、高近 红外反射棕颜料、高近红外反射红颜料、高近红外反射蓝颜料、高近红外反射黑颜料、二氧 化硅气凝胶及填料分别放入各自的烘箱中进行烘干，烘箱的温度控制在ll〇±5°C，烘干的 时间控制在2~12h，待自然冷却后分别袋装密封备用并做出对应的标识；
[0020] ②甲组分制备：根据上述甲组分的重量份配比，将水性多羟基丙烯酸树脂、助剂和 部分去离子水加入到高速分散机中，高速分散机的线速度控制在1. 5~2. 5m/s，分散搅拌 的时间控制在5~45min，之后加入高近红外反射白颜料、高近红外反射黄颜料、高近红外 反射棕颜料、高近红外反射红颜料、高近红外反射蓝颜料、高近红外反射黑颜料、二氧化硅 气凝胶及填料，在3. 5~5.Om/s的线速度内分散搅拌15~60min，待分散均匀后再采用砂 磨研磨0. 5~4h至粒度40μm以下，将其剩去离子水调节甲组分的粘度，经过滤包装后制 备出甲组分；
[0021] ③乙组分制备：根据上述乙组分的重量份配比，将基于HDI的水性脂肪族聚异氰 酸酯和丙二醇甲醚醋酸酯进行混合均匀即可制备出乙组分；
[0022] ④甲组分和乙组分的勾兑方式：甲组分：乙组分={4~10} :1，按此勾兑比例混 合均匀即可制备出水性聚氨酯反射隔热涂料。
[0023] 由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：
[0024] 1、本发明的水性聚氨酯反射隔热涂料具有较高的近红外反射率和较高的中远红 外反射率以及较低的热导率，可应用于建筑物外墙，能显著减少外墙对太阳光辐射能量的 吸收，降低室内温度，隔热温差可达l〇°C以上，进而减少空调能耗。
[0025] 2、本发明的水性聚氨酯反射隔热涂料还可推广应用到厂房、化工容器、钢结构、地 坪、船舶甲板及上层建筑等领域，起到降温效果，经济效果明显，市场应用前景广阔。
【具体实施方式】
[0026] 本发明是一种水性聚氨酯反射隔热涂料的制备方法，所述水性聚氨酯反射隔热涂 料中由甲组分和乙组分勾兑而成，在甲组分中含有水性多羟基丙烯酸树脂、高近红外反射 白颜料、二氧化娃气凝胶、填料、高近红外反射黄颜料、高近红外反射棕颜料、高近红外反射 红颜料、高近红外反射蓝颜料、高近红外反射黑颜料、去离子水以及助剂。高近红外反射白 颜料是磷酸锌钠、二氧化钛中的任一种，或是其两种。填料是碳化硅、二氧化锆、石灰石、石 膏中的任一种，或是其任两种，或是其任三种，或是四种。高近红外反射黄颜料是铋、锌、磷 混合氧化物Bi203-Zn0-P205。高近红外反射棕颜料是锰、锌、磷混合氧化物Μη02-Ζη0-Ρ205。高 近红外反射红颜料是铁、锌、磷混合氧化物Fe304-Zn0-P205。高近红外反射蓝颜料是钴、锌、 磷混合氧化物C〇0-Zn0-P205。高近红外反射黑颜料是铜掺杂磷酸锌钠NaZn(Cu)P04。助剂 中含有分散剂、消泡剂和润湿流平剂，分散剂是BYK190,消泡剂是BYK028、BYK019中的任一 种，润湿流平剂是BYK345,BYK190是一种水性聚氨酯体系多功能分散剂，BYK028和BYK019 是一种水性聚氨酯体系有机硅消泡剂，BYK345是一种水性聚氨酯体系润湿流平剂，BYK190、 BYK028、BYK019及BYK345均由拜耳公司生产。
[0027] 在乙组分中含有基于HDI的水性脂肪族聚异氰酸酯和丙二醇甲醚醋酸酯。
[0028] 在本发明的上述组分中：
[0029] 1.用于反射隔热涂料的水性多羟基丙烯酸树脂和基于HDI的水性脂肪族聚异具 有较低的可见光、红外光吸收率和较好的耐候性，水性多羟基丙烯酸树脂和基于HDI的水 性脂肪族聚异氰酸酯勾兑后形成水性聚氨酯，水