无机热反射隔热净霾外墙涂料及其制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种无机热反射隔热净霾外墙涂料及其制备工艺，按重量份数计，其原料包括：丙烯酸树脂30～40份，热反射隔热粉10～15份，金红石钛白粉15～17份，空心玻璃微珠6～8份，纳米氧化物9～15份、稀土激活物质1～1.5份、助剂2.5～15份、水20～40份；其中，所述热反射隔热粉由氧化锌、海泡石、硅藻土组成。技术要点是本发明同时具有保温隔热和净霾的优点。
【专利说明】
无机热反射隔热净霾外墙涂料及其制备工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及功能性建筑涂料技术领域，特别涉及一种无机热反射隔热净霾外墙涂 料及其制作工艺。
【背景技术】
[0002] 由于环境温度持续上升及能源损耗问题，隔热节能已成为一个令人关注的社会问 题，隔热涂料的发展具备高潜力的市场前景。但是，目前大气污染尤其是连续超标的PM 2.5已 经严重重威胁居民的身心健康。PM2.5主要对呼吸系统和心血管系统造成伤害，包括呼吸道 受刺激、咳嗽、呼吸困难、降低肺功能、加重哮喘、导致慢性支气管炎、心律失常、非致命性的 心脏病、心肺病患者的过早死。老人、小孩以及心肺疾病患者，是PM2.5污染的敏感人群。气 象专家和医学专家认为，由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更 大。粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面;粒径在2.5微米至10微米之间的颗 粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻 挡，对人体健康危害相对较小；而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径不足人类头发丝的 1/20大小，不易被阻挡。被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括 哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。
[0003] 现有授权公告日为2015年10月7日、授权公告号为CN103865344B的专利文献(对比 文件1)公开了一种反射隔热涂料，现有授权公告日为2015年4月8日、授权公告号为 CN104497758A的专利文献(对比文件2)公开了一种负离子抗菌净霾涂料的制备方法，对比 文件1和对比文件2所述的涂料均具有单一的功能，涂料如何具有保温隔热和净霾双重功效 是本发明的研究重点。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种无机热反射隔热净霾外墙涂料，同时具有热反射隔热 和净霾的优点。
[0005] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的： 一种无机热反射隔热净霾外墙涂料，按重量份数计，其原料包括:丙烯酸树脂30~40 份，热反射隔热粉10~15份，金红石钛白粉15~17份，空心玻璃微珠6~8份，纳米氧化物9~ 15份、稀土激活物质1~1.5份、助剂2.5~15份、水20~40份;其中，所述热反射隔热粉由氧 化锌、海泡石、硅藻土组成。
[0006] 本发明较为优选地，所述纳米氧化物包括纳米钛白粉、纳米氧化锌、纳米氧化妈、 纳米二氧化娃。
[0007] 本发明较为优选地，按重量份数计，所述纳米钛白粉3~4份、所述纳米氧化锌2~3 份、所述纳米氧化妈2~5份、所述纳米二氧化娃2~3份。
[0008] 本发明较为优选地，所述助剂包括分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂、流平剂、成膜 剂、杀菌剂。
[0009] 本发明较为优选地，所述分散剂为聚丙烯酸铵盐均聚物，所述润湿剂为脂肪醇聚 氧乙烯醚，所述消泡剂为矿物油，所述增稠剂为聚氨酯增稠剂，所述流平剂为聚氨酯流平 剂，所述成膜剂为十二碳醇脂，所述杀菌剂为多菌灵。
[0010] 本发明较为优选地，按重量份数计，分散剂〇 . 6~0.8份，润湿剂0.3~0.4份，消泡 剂0.3~0.4份，增稠剂0.5~1份，流平剂0.5~1份，成膜助剂5~10份，杀菌剂0.1~0.3份。
[0011] 本发明较为优选地，所述热反射隔热粉的细度为20~25μπι。
[0012] 本发明较为优选地，所述空心玻璃微珠的粒径为40~70μπι，密度为0.2~0.5g/mL。
[0013] 本发明的另一目的在于提供一种无机热反射隔热净霾外墙涂料的制备工艺。
[0014] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的： 一种用于制备上述所述的无机热反射隔热净霾外墙涂料的制备工艺，包括如下步骤： (1) 将配方量的水、助剂加入容器中搅拌至溶解均匀，得混合物A; (2) 取1/2量的混合物A，加入配方量的热反射隔热粉，在900~llOOrpm下高速分散8~ lOmin，将转速降低到350~450rpm，加入1/2配方量的丙烯酸树脂搅拌15~17min，得混合物 B； (3) 取1/2量的混合物A，加入配方量的纳米氧化物在1000~1200rpm下高速分散3~ 5min，将转速降低到350~450rpm，加入剩余配方量的丙稀酸树脂搅拌10~15min，得混合物 C； (4) 在350~450rpm的转速下，将混合物B逐渐加入到混合物C中，搅拌均匀，得混合物D; (5) 向混合物D加入配方量的稀土激活物质在800~900rpm下高速分散1~2min，得无机 热反射隔热净霾外墙涂料。
[0015] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： I.热反射隔热粉、金红石钛白粉和空心玻璃微珠在本发明中主要起到反射隔热的作 用，且这三种物质对本发明的热反射隔热性能具有促进作用，且三者缺一不可。
[0016] II.纳米钛白粉、纳米氧化锌、纳米氧化妈、纳米二氧化娃在本发明中主要起到光 催化的作用，可通过光催化反应起到消除空气中污染物，净化空气。在光的照射下，产生活 性很高的羟基自由基分解墙面周边空气中的污染物，有效地去除空气中的氮氧化物，例如： 机动车尾气、工业废气、V0C及苯系物、NOx、⑶、30 2、303、？11()、？12.5。且，这四种物质对本发明 的净霾性能具有促进作用，且四者缺一不可。
[0017] III.此外，光催化反应同时可以分解粘附在墙体上的油性污染物，分解后的盐类 (硝酸盐类)沉积的墙面上，被雨水冲刷走，光催化源源不断地降低空气中的氮氧化物，切断 了PM2.5生成的一条途径，减少了PM2.5的生成。
[0018] IV.稀土激活物质可增强本发明中的净霾性能，但是意外的发现，稀土激活物质能 够对本发明中的热反射隔热性能同样具有促进作用。
[0019] V.稀土激活物质的添加时机对本发明的净霾性能具有显著的影响。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明无机热反射隔热净霾外墙涂料的制备工艺流程图。
【具体实施方式】
[0021] 结合实施例对本发明作进一步详细说明。
[0022] 本发明实施例中所涉及的所有物质为市售。
[QQ23] 表1实施例1~5具体重量份数组成表_
将实施例1~5按照如下步骤进行制备。
[0024] (1)将配方量的水、助剂加入容器中搅拌至溶解均匀，得混合物A; (2) 取1/2量的混合物A，加入配方量的热反射隔热粉，在900~llOOrpm下高速分散8~ lOmin，将转速降低到350~450rpm，加入1/2配方量的丙烯酸树脂搅拌15~17min，得混合物 B； (3) 取1/2量的混合物A，加入配方量的纳米氧化物在1000~1200rpm下高速分散3~ 5min，将转速降低到350~450rpm，加入剩余配方量的丙稀酸树脂搅拌10~15min，得混合物 C； (4) 在350~450rpm的转速下，将混合物B逐渐加入到混合物C中，搅拌均匀，得混合物D; (5) 向混合物D加入配方量的稀土激活物质在800~900rpm下高速分散1~2min，得无机 热反射隔热净霾外墙涂料。
[0025] 一、保温隔热性能试验 表2对比例1~4具体重量份数组成表
将对比例1~4按照如下步骤进行制备。
[0026] (1)将配方量的水、助剂加入容器中搅拌至溶解均匀，得混合物A; (2) 取1/2量的混合物A，加入配方量的热反射隔热粉，在900~llOOrpm下高速分散8~ lOmin，将转速降低到350~450rpm，加入1/2配方量的丙烯酸树脂搅拌15~17min，得混合物 B； (3) 取1/2量的混合物A，加入配方量的纳米氧化物在1000~1200rpm下高速分散3~ 5min，将转速降低到350~450rpm，加入剩余配方量的丙稀酸树脂搅拌10~15min，得混合物 C； (4) 在350~450rpm的转速下，将混合物B逐渐加入到混合物C中，搅拌均匀，得混合物D; (5) 向混合物D加入配方量的稀土激活物质在800~900rpm下高速分散1~2min，得无机 热反射隔热净霾外墙涂料。
[0027] 用XPS挤塑板做10个360mmX360mmX30mm导热系数在0.3W/(cm · K)的测温箱，测 温箱的内径为300mmX 300mm顶部留出做安装测温试板用;选10个360mmX 360mmX 10mm的水 泥石棉板，其中5个做本发明实施例1~5无机热反射隔热净霾外墙涂料(厚度为0.5mm)作为 试验组、4个做本发明对比例1~4无机热反射隔热净霾外墙涂料(厚度为0.5mm)作为对照 组、1个做普通外墙涂料(厚度为0.5mm)作为空白对照组，在温度为25°C时，同时干燥28天后 安装到测温箱顶部，涂料饰面层朝外四周密封，将测温的测温探头插入测温箱内，将测温探 头固定于试板内侧表面的中心位置，密封测温口；以上两个测温箱的测温试板距离加热灯 为30cm，加热灯为150W，接通电源加热5小时后，记录测温探头的显示温度。
[0028]表3保温隔热性能试验记录表
观察表3,从实验组和空白对照组看出，相对于普通外墙涂料，本发明无机热反射隔热 净霾外墙涂料具有较好的保温隔热效果。相对于实验组实施例1，对照组对比例1~4的变量 分别为热反射隔热粉、金红石钛白粉、空心玻璃微珠和稀土激活物质，而对照组对比例1~4 的热反射隔热实验结果较于实验组实施例1的热反射隔热实验结果明显变差，从而热反射 隔热粉、金红石钛白粉、空心玻璃微珠和稀土激活物质均对本发明无机热反射隔热净霾外 墙涂料的保温隔热性能具有促进作用，且稀土激活物质对本发明无机热反射隔热净霾外墙 涂料保温隔热性的促进作用最为明显。
[0029] 二、净霾试验 表4对比例4~9具体重量份数组成表
将对比例5~8按照如下步骤进行制备。
[0030] (1)将配方量的水、助剂加入容器中搅拌至溶解均匀，得混合物A; (2) 取1/2量的混合物A，加入配方量的热反射隔热粉，在900~llOOrpm下高速分散8~ lOmin，将转速降低到350~450rpm，加入1/2配方量的丙烯酸树脂搅拌15~17min，得混合物 B； (3) 取1/2量的混合物A，加入配方量的纳米氧化物在1000~1200rpm下高速分散3~ 5min，将转速降低到350~450rpm，加入剩余配方量的丙稀酸树脂搅拌10~15min，得混合物 C； (4) 在350~450rpm的转速下，将混合物B逐渐加入到混合物C中，搅拌均匀，得混合物D; (5) 向混合物D加入配方量的稀土激活物质在800~900rpm下高速分散1~2min，得无机 热反射隔热净霾外墙涂料。
[0031 ]将对比例9按照如下步骤进行制备。
[0032] (1)将配方量的水、助剂加入容器中搅拌至溶解均匀，得混合物A; (2) 取1/2量的混合物A，加入配方量的热反射隔热粉，在900~llOOrpm下高速分散8~ lOmin，将转速降低到350~450rpm，加入1/2配方量的丙烯酸树脂搅拌15~17min，得混合物 B； (3) 取1/2量的混合物A，加入配方量的纳米氧化物在1000~1200rpm下高速分散3~ 5min，加入配方量的稀土激活物质在800~900rpm下高速分散1~2min，将转速降低到350~ 450rpm，加入剩余配方量的丙稀酸树脂搅拌10~15min，得混合物E; (4) 在350~450rpm的转速下，将混合物B逐渐加入到混合物E中，搅拌均匀，得无机热反 射隔热净霾外墙涂料。
[0033] 用水泥石棉板制作11个lmX lmX lm密闭容器，其中，5个密闭容器的内壁涂覆本发 明实施例1~5无机热反射隔热净霾外墙涂料(厚度为0.5_)作为试验组、5个密闭容器的内 壁涂覆本发明对比例5~9无机热反射隔热净霾外墙涂料(厚度为0.5mm)作为对照组，1个密 闭容器的内壁涂覆普通外墙涂料(厚度为0.5mm)作为空白对照组，在温度为25 °C时，同时干 燥28天后，在这11个密闭容器内部分别模拟PM2.5污染环境，并立即采用PM 2.5检测仪分别检 测并记录PM2.5浓度以及30min后PM 2.5浓度。
[0034] 表5净霾试验记录表
观察表5,从实验组和空白对照组看出，相对于普通外墙涂料，本发明无机热反射隔热 净霾外墙涂料具有较好的净霾效果。相对于实验组实施例1，对照组对比例5~8的变量分别 为纳米钛白粉、纳米氧化锌、纳米氧化钨和纳米二氧化硅，而对照组对比例5~8的净霾实验 结果较于实验组实施例1的净霾实验结果明显变差，从而纳米钛白粉、纳米氧化锌、纳米氧 化钨和纳米二氧化硅均对本发明无机热反射隔热净霾外墙涂料的净霾性能具有促进作用； 相对于实验组实施例1，对照组对比例9中的稀土激活物质的添加时机不同，通过试验结果 明显得出实施例1中的稀土激活物质的添加时机对本发明的净霾性能具有较为明显的促进 作用。
[0035]本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人 员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本 发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
【主权项】
1. 一种无机热反射隔热净霾外墙涂料，其特征在于，按重量份数计，其原料包括:丙烯 酸树脂30~40份，热反射隔热粉10~15份，金红石钛白粉15~17份，空心玻璃微珠6~8份， 纳米氧化物9~15份、稀土激活物质1~1.5份、助剂2.5~15份、水20~40份;其中，所述热反 射隔热粉由氧化锌、海泡石、硅藻土组成。2. 根据权利要求1所述的无机热反射隔热净霾外墙涂料，其特征在于，所述纳米氧化物 包括纳米钛白粉、纳米氧化锌、纳米氧化妈、纳米二氧化娃。3. 根据权利要求2所述的无机热反射隔热净霾外墙涂料，其特征在于，按重量份数计， 所述纳米钛白粉3~4份、所述纳米氧化锌2~3份、所述纳米氧化妈2~5份、所述纳米二氧化 娃2~3份。4. 根据权利要求1所述的无机热反射隔热净霾外墙涂料，其特征在于，所述助剂包括分 散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂、流平剂、成膜剂、杀菌剂。5. 根据权利要求4所述的无机热反射隔热净霾外墙涂料，其特征在于，所述分散剂为聚 丙烯酸铵盐均聚物，所述润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，所述消泡剂为矿物油，所述增稠剂为 聚氨酯增稠剂，所述流平剂为聚氨酯流平剂，所述成膜剂为十二碳醇脂，所述杀菌剂为多菌 灵。6. 根据权利要求4或5所述的无机热反射隔热净霾外墙涂料，其特征在于，按重量份数 计，分散剂〇 . 6~0.8份，润湿剂0.3~0.4份，消泡剂0.3~0.4份，增稠剂0.5~1份，流平剂 0.5~1份，成膜助剂5~10份，杀菌剂0.1~0.3份。7. 根据权利要求1所述的无机热反射隔热净霾外墙涂料，其特征在于，所述热反射隔热 粉的细度为20~25μπι。8. 根据权利要求1所述的无机热反射隔热净霾外墙涂料，其特征在于，所述空心玻璃微 珠的粒径为40~70μηι，密度为0.2~0.5g/mL。9. 一种用于制备如权利要求1至8中任意一项所述的无机热反射隔热净霾外墙涂料的 制备工艺，其特征在于，包括如下步骤： (1) 将配方量的水、助剂加入容器中搅拌至溶解均匀，得混合物A; (2) 取1/2量的混合物A，加入配方量的热反射隔热粉，在900~llOOrpm下高速分散8~ lOmin，将转速降低到350~450rpm，加入1/2配方量的丙烯酸树脂搅拌15~17min，得混合物 B； (3) 取1/2量的混合物A，加入配方量的纳米氧化物在1000~1200rpm下高速分散3~ 5min，将转速降低到350~450rpm，加入剩余配方量的丙稀酸树脂搅拌10~15min，得混合物 C； (4) 在350~450rpm的转速下，将混合物B逐渐加入到混合物C中，搅拌均匀，得混合物D; (5) 向混合物D加入配方量的稀土激活物质在800~900rpm下高速分散1~2min，得无机 热反射隔热净霾外墙涂料。
【文档编号】C09D7/12GK106009987SQ201610365896
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】田玉军, 程学军
【申请人】北京秀洁新兴建材有限责任公司