专利名称：一种隔热涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种涂料技术，具体为一种高红外反射率、低导热系数的隔热涂料及其制备方法，国际专利分类号拟为Int.Cl.C09D133/00(2006.01)。
背景技术：
随着世界石油价格的飞涨，工业节能和建筑节能已成为各国优先发展的产业。大量的统计资料证明，建筑能耗约占全社会能耗总量的30～40％，这部分能量主要是采暖和空调所消耗。如果能够改善建筑物的气密性，减少墙壁、门窗对能量的传递量，就能够在保证相同室内温度的条件下减少室内空调的启动频率和时间，节省冬季供热所需的热能。最常用的隔热方法就是利用低导热系数的轻质保温隔热材料来代替传统的建筑材料来降低建筑物的能耗，提高能源的利用效率。因此，保温隔热材料及其使用方法是建筑节能的物质基础。
传统的保温隔热产品多为厚层保温材料。这类材料的隔热性能易受气候环境的影响，特别是在潮湿环境下，保温性能大幅下降。为此，隔热技术也由厚层隔热保温向薄层(如涂料等)隔热保温的技术转变。在涂料隔热材料方面，美国Multiceramics公司开发出一种称为太空反射隔热涂料(supertherm)的产品，特点是对可见光和红外线具有反射率高，隔热效果好，无毒安全，使用方便等优点，主要用于航天器、大型石化储罐等特殊工业领域，能显著改变其内部的环境，隔热保温效果得到公认，受到市场的关注。但由于该产品高达每升20美元的售价，很难在民用建筑中推广使用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是，设计一种隔热涂料及其制备方法。该隔热涂料具有红外线高反射率，隔热效果好，性能稳定，成本低廉，使用方便，不破坏环境等优点；该制备方法工艺简单，成本低廉，节约能源，有益环保，便于工业推广应用。
本发明解决所述隔热涂料技术问题的技术方案是设计一种隔热涂料，其质量百分比配方是A组分75～90％；B组分5～20％；C组分5～20％；各组分之和为100％，所述的A组分包括占其总量的乳液 35～60％；乳胶漆助剂 5～30％；钛白粉 15～40％；水 20～45％，所述的乳液为纯丙乳液或硅丙乳液；所述的乳胶漆助剂是指分散剂、消泡剂、抗冻剂、pH调节剂、成膜剂和增稠剂，每种助剂加入量为其占助剂总量的比例是分散剂、消泡剂、pH调节剂、增稠剂各5～15％，抗冻剂和成膜剂各35～45％；；所述的水为去离子水或蒸馏水；所述B组分为表面疏水改性矿物材料，所述矿物材料是粘土矿物、碳酸盐或硫酸盐中的一种或几种；所述粘土矿物指凹凸棒石、海泡石、煅烧高岭土、硅灰石、滑石粉、云母粉中的一种或几种；所述碳酸盐是指碳酸钙、碳酸镁、碳酸锶中的一种或几种；所述硫酸盐是指重晶石；所述C组分为硅酸盐复合绝热材料，是指人造的空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠或者火电厂粉煤灰中的漂珠中的一种或几种。
本发明解决所述隔热涂料制备方法技术问题的技术方案是设计一种隔热涂料的制备方法，该制备方法包括以下工艺步骤1.配料的改性处理1)将本发明隔热涂料配方所述B组分的矿物材料按比例混合后，在120～150℃的烘干设备中动态干燥1-3h，除去水分；2)加入混合矿物材料质量百分数0.5～5％的偶联剂，混匀，高能球磨机或气流磨进行超细粉碎和表面疏水改性40～60min，风力分选分级，粗粒返回继续研磨，即可得到平均粒径小于5μm的表面疏水改性矿物材料；所述的偶联剂是指硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的至少一种；2.隔热涂料的制备1)按本发明所述隔热涂料配方比例，把A组分中的水和乳胶漆助剂中的分散剂、消泡剂、抗冻剂和pH调节剂，分别加入到高速搅拌桶中，混合搅拌，制成透明胶体混合助剂溶液；2)在上述混合助剂溶液中逐步加入所述配方比例的钛白粉和B组分，以线速度15m/min以上的高速搅拌分散25～30min；3)在搅拌桶中加入所述配方比例的C组分，高速搅拌，分散15～20min后，降低搅拌机的转速为5m/min时，进行调浆；4)在搅拌桨线速度为3～8m/min时，补加A组分中的消泡剂，然后加入A组分中所述比例的乳液、成膜剂和增稠剂，搅拌约20min，并再一次加少量水和增稠剂，调整涂料粘稠度到粘稠度杯法的60-80秒钟；5)将调整好的乳胶漆涂料过60～80目振动筛后出料，计量灌装于包装桶中，于室温条件下密封包装即得。
本发明所制备的涂料具有如下特点1、与美国太空反射隔热涂料相比，本法明制备的涂料的可见光反射率可高出1～3％，在同等用量的条件下，涂层两侧的温度差高2℃以上，隔热保温效果好；2、使用表面疏水处理后的多种微孔硅酸盐矿物原料和人工硅酸盐复合绝热材料，增强了涂料的耐候性能和防水性能，避免导热系数的过度变化。在湿度大于80％的高湿环境中，其导热系数的升高幅度小于50％，而普通外墙涂料升高的幅度为100～200％。
3、选用纯丙乳液或硅丙乳液，增强了涂料的耐久性和耐污染性能，漆膜的外观效果得到改善。表现为，耐污染指标提高约20％，耐刷洗次数由一般外墙涂料规定的2,000次提高到20,000次以上，并且涂层表面光泽好。
4、由于矿物添加剂的使用，使涂层的隔热效果增强，生产成本降低；具有比传统聚苯乙烯泡沫(EPS)保温系统更便宜的造价，更方便的施工性能，隔热性能稳定。EPS保温系统的设计造价为80元/m2，而本发明生产的涂料，每升的生产成本不到20元，每平方米外墙的涂刷量约300～400毫升。大量的文献资料说明，EPS保温系统在使用3年以后陆续出现裂缝、脱落、返潮、霉变等问题。而涂料本身的属性决定了其耐久性，根据其耐刷洗性和耐候性，对比普通外墙涂料分析，其使用寿命可达20年以上。
本发明隔热涂料一方面能够有效地反射来自太阳的红外线和可见光的能量，降低涂层表面的温度；同时还能够阻止热量在涂层中的传导，降低涂层表面热量向其内部传递的速度，因此能够明显增加涂层两侧的温差，从而避免室内温度的明显升高，达到改善工作环境，降低能耗的目的。由于涂料中不含任何有害于健康和环境的化工产品，因此，是一种绿色、环保、健康、安全，使用方便，经济、实用的新型产品。对比实验表明，当室外阳光下的气温高达35℃的条件下，在外墙和房顶使用该涂料粉刷后的房间中，室温为28℃±1℃，而使用灰色醇酸油漆涂刷外墙和房顶的房间中，室温为32℃±1℃。可见，本发明的隔热涂料隔热效果良好，可以明显减少空调、暖气使用时间和空调开启次数，达到节能降耗的目的。
图1为本发明隔热涂料一种实施例的隔热性能曲线图。实验是在100W红外灯连续照射下，测定涂层两面的温度随时间的变化曲线图。
图2为本发明隔热涂料与市售灰色醇酸油漆隔热效果的对比曲线图。实验条件是，把本发明隔热涂料与市售灰色醇酸油漆分别喷涂在同一规格活动板房外墙及房顶后，在早晨8点到下午6点的10个小时中，检测到的室外温度和房间内的自然温度变化曲线。
具体实施例方式
下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明本发明所述隔热涂料(以下简称涂料)的质量百分比配方为A组分 75～90％；B组分 5～20％；C组分 5～20％；各组分之和为100％，所述的A组分包括占其总量的
乳液 35～60％；乳胶漆助剂5～30％；钛白粉15～40％；水20～45％，所述的乳液为纯丙乳液或硅丙乳液；所述的乳胶漆助剂是指分散剂、消泡剂、抗冻剂、pH调节剂、成膜剂和增稠剂，每种助剂加入量为其占助剂总量的比例是分散剂、消泡剂、pH调节剂、增稠剂各5～15％，抗冻剂和成膜剂各35～45％；所述的水为去离子水或蒸馏水；所述B组分为表面疏水改性矿物材料，所述矿物材料是粘土矿物、碳酸盐或硫酸盐中的一种或几种；所述粘土矿物指指凹凸棒石、海泡石、煅烧高岭土、硅灰石、滑石粉、云母粉中的一种或几种；所述碳酸盐是指碳酸钙、碳酸镁、碳酸锶中的一种或几种；所述硫酸盐是指重晶石(硫酸钡)；所述C组分为硅酸盐复合绝热材料，是指人造的空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠或者火电厂粉煤灰中的漂珠中的一种或几种。
本发明所述涂料的进一步特征是在所述涂料配方中的乳胶漆助剂还包括不超过10％所述其他助剂总量的润湿剂、杀菌剂和流平剂，加入量为润湿剂4～5％；杀菌剂1～2％和流平剂4～5％。加入这些助剂可以进一步提高涂料的品质质量，减少使用过程中霉菌在墙体上滋生。
本发明同时设计了隔热涂料的制备方法，该制备方法包括以下工艺步骤1.配料的改性处理1)将本发明隔热涂料配方所述B组分的矿物材料按比例混合后，在120～150℃的烘干设备中动态干燥1-3h，除去水分；2)加入混合矿物材料质量百分数0.5～5％的偶联剂，混匀，高能球磨机或气流磨进行超细粉碎和表面疏水改性40～60min，风力分选分级，粗粒返回继续研磨，即可得到平均粒径小于5μm的表面疏水改性矿物材料；所述的偶联剂是指硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的至少一种；2.隔热涂料的制备1)按本发明所述隔热涂料配方比例，把A组分中的水和乳胶漆助剂中的分散剂、消泡剂、抗冻剂和pH调节剂，分别加入到高速搅拌桶中，混合搅拌，制成透明胶体混合助剂溶液；根据需要，在这步工序中，还可以加入所述的润湿剂和杀菌剂，加入量分别为其他助剂总量的4～5％和1～2％；2)在上述混合助剂溶液中逐步加入所述配方比例的钛白粉和B组分，以线速度15m/min以上的高速搅拌分散25～30min；3)在搅拌桶中加入所述配方比例的C组分，高速搅拌，分散15～20min后，降低搅拌机的转速为5m/min时，进行调浆；4)在搅拌桨线速度为3～8m/min时，补加A组分中的消泡剂，然后加入A组分中所述比例的乳液、成膜剂和增稠剂，搅拌约20min，并再一次加少量水和增稠剂，调整涂料粘稠度到粘稠度杯法的60-80秒钟； 根据需要，在这步工序中，还可以加入所述的流平剂，加入量为其他助剂总量的4～5％；5)将调整好的乳胶漆涂料过60～80目振动筛后出料，计量灌装于包装桶中，于室温条件下密封包装即得。
本发明所述制备方法的进一步特征是，在所述的2)隔热涂料的制备中的第(2)步结束后，把所得的混合助剂溶液再放入砂磨机或胶体磨中研磨15～20min，得到漆浆，然后返回到搅拌桶中，继续所述下面的工序。这样做的目的是由于超细粉体颗粒的表面能非常高，细粒矿物极易团聚成结合比较牢固大颗粒“团聚体”，这些团聚体在高速搅拌过程中虽然大多数能够分散，但剩余的部分团聚物会影响涂层的质量，因此通过砂磨机或胶体磨来分散矿物颗粒的团聚体，可以进一步提高成膜的质量。
本发明制备方法所述的表面疏水改性是指利用偶联剂对B组分矿物材料进行表面疏水改性处理，使其具有疏水性能。根据需要，本发明的制备方法也可在1配料的改性处理中对所述的C组分进行表面疏水改性处理。
所述C组分也即硅酸盐复合绝热材料的表面改性方法是，在密闭搅拌罐中加入所述配方选用的硅酸盐复合绝热材料，混合均匀后，加入其质量百分数0.2～3％的硅烷偶联剂，以不低于15m/min的线速度高速搅拌20～30min后出料，即可制成表面疏水改性的硅酸盐复合绝热材料。
本发明所述表面改性处理方法中使用的偶联剂包括1)硅烷偶联剂或有机硅烷偶联剂，优选使用的产品牌号为ZH-1301，ZH-1304，SG-Si900，KH-560或KH-845-4等中的一种；
2)钛酸酯偶联剂优选使用的产品牌号为NDZ-131，NDZ-401或KR-41B等中的一种。
由于常规保温材料的耐候性差，特别是在炎热潮湿的环境下，隔热功能下降。本发明在隔热涂料的设计中，首先利用高反射材料反射红外线和可见光，降低涂层表面的辐射温度；其次利用中空纳米绝热材料的良好隔热特性，阻止热量的传导和对流，降低涂层表面热量向其内部传递的速度；再次对隔热涂料表面进行疏水处理，以提高涂层的耐候性能和在湿热条件下的隔热稳定性，避免阴雨或潮湿环境下涂料的隔热保温性能下降，从而达到改善室内环境，降低能耗的目的本发明设计的一种隔热涂料，其涂层两面始终存在较大的温差，温度随时间的变化曲线参见图1和图2测试10min以后，该涂料涂层的两面温差已达8℃以上；测试25min时，达到最高为9.4℃；60min时，仍为8.5℃左右，可见其具有较好的隔热性能。图2为使用市售灰色醇酸漆与本发明的隔热涂料涂刷同一规格活动板房外墙及房顶后，在早晨8点到下午6点的10个小时中，检测到的室外自然温度和房内自然温度变化的曲线。由图可见，在早晨起始阶段，阳光较为柔和时，室内温度均高于室外温度，随着阳光变强，室外温度迅速上升，室内温度则上升缓慢，同时涂刷本发明涂料的房间内温度上升的幅度明显低于对比产品油漆的温度升幅，特别是室内温度到达最高点的时间比自然阳光和对比产品都晚一至两小时；另一方面，在室外阳光下的温度开始下降的时候，室内温度却并没有马上跟着降低，而是一直维持在相对较高的温度，说明本发明涂料的隔热保温效果良好。在中午12时到下午6的时间段内，涂有本发明涂料的室内温度要比对比产品的室内温度低3.2℃以上。
本发明通过对具有隔热功能的配方原料进行表面处理后制成的涂料具有成膜性好、光洁度高、耐玷污、疏水性强、隔热性能和耐候性更好等优点，由于高反射材料的使用，制成的涂膜具有更高的光洁度，对热辐射具有更好的反射效果。测试结果表明，本发明所制备的涂料具有非常好的耐水、耐潮湿、耐玷污和耐候性、红外反射率大于95％，可见光反射率大于91.6％，导热系数为0.045W/(m·k)。而对比产品灰色醇酸漆的可见光反射率仅为41.4％，导热系数为0.15W/(m·k)。
本发明系一种集反射性和绝热性于一体的新型隔热涂料，可广泛应用于建筑外墙、船舶甲板、汽车外壳、油罐外壁以及军事、航天等领域。
本发明未述及之处适用于现有技术。
下面给出本发明的具体实施例，但本发明不受实施例的限制。
实施例1纯丙乳液建筑隔热涂料及其制备方法。
纯丙乳液建筑外墙保温隔热涂料是本发明设计的隔热涂料一种实施例，其配方参见表1表1 纯丙乳液建筑隔热涂料配方表
所述纯丙乳液建筑隔热涂料的具体制备方法如下1.配料的改性处理将本矿物材料海泡石、凹凸棒石、重晶石按2∶2∶1比例混合后，在125℃烘干3h，除去水分后，称重，加入质量百分数2.5％的硅烷偶联剂ZH-1301，混匀，当料球比为3∶1时，高能球磨机研磨60min，得到平均粒径小于5μm的表面疏水改性矿物材料。
2.隔热涂料的制备1)在2 L烧杯中加入220mL水，1g纤维素，25mL丙二醇，打开搅拌机，继续加入润湿剂2.5mL，分散剂5.0mL，调节剂2.0mL，2mL消泡剂1和1.0mL消泡剂2，1.5mL防腐剂，高速搅拌(2000r/min)混合成透明胶体，制成混合助剂溶液；2)在高速搅拌下，将150g的钛白粉和100g疏水改性矿物材料逐步加入上述混合助剂溶液中，搅拌分散25min，倒入砂磨机，研磨20min，得到粘稠漆浆；3)将漆浆过80目筛返回到搅拌桶中，加入107g硅酸盐复合绝热材料，高速分散20min后，降低搅拌机的转速进行调浆；4)在搅拌速度为300r/min的转速下，补加1.0mL消泡剂1和1.0mL消泡剂3，纯丙乳液350mL，成膜助剂Texanl 15mL，丙二醇苯醚8mL，搅拌10min后，加入3mL流平剂和5mL增稠剂，搅拌均匀后，用少量水和增稠剂调整涂料的粘稠度到60-80秒；5)将调整好的乳胶涂料过80目筛后，计量灌装于包装桶中，在室温条件下密封保存即得成品。
需特别强调的是，在制备过程中还使用了砂磨机高速分散，以得到更为均匀、细腻、流平性好的涂料。
所得隔热涂料产品的具体性能指标如下
涂料状态无硬块，搅拌后成均匀状态；涂膜外观白色，外观正常；施工性涂刷2道无障碍；固含量≥45％；干燥时间(表干)≤2h；耐水性96h无异常；耐碱性48h无异常；耐温变性5次循环无异常；耐老化(400h)粉化1级，变色1级；可见光反射率≥90％，红外反射率≥95％；耐刷洗次数＞10000次；白度88；接触角84°；导热系数/[W/(m·K)]0.045。
效果实验将所得涂料分两次涂刷于厚度为3mm的玻璃载体板上，干燥后，制得测试样品板。涂料的涂刷量为256g/m2干涂料；涂层规格为30.0×30.0cm的正方形。实验过程中，用100瓦红外灯照射样品板，测试其涂层上表面和载体板下表面(涂层两面)的温度，测试时间60min。当红外灯打开10min以后，该涂料涂层的两面温差已达8℃以上；测试25min时，达到最高为9.4℃；60min时，仍为8.5℃左右，可见其具有较好的隔热性能。产品的隔热性能时间-温度变化曲线参见图1。
实施例2硅丙胶乳液建筑隔热涂料及其制备方法。
本发明设计并制备了一种新型高反射的涂料，对所有的隔热原料进行表面进行了疏水改性处理，在制备过程中使用了胶体磨分散，以得到更为均匀、细腻、流平性好，耐沾污性好的外墙隔热保温涂料。其配方参见表2表2 硅丙胶乳液建筑隔热涂料配方表
所述硅丙乳液建筑隔热涂料的具体制备方法如下1.配料的改性处理将本矿物材料海泡石、重晶石、硅灰石按2∶1∶1比例混合后，在125℃烘干3h，除去水分后，称重，加入质量百分数2.5％的硅烷偶联剂ZH-1301和1％钛酸酯偶联剂NDZ-401，混匀，当料球比为3∶1时，高能球磨机研磨60min，得到平均粒径小于5μm的表面疏水改性矿物材料。
2.隔热涂料的制备1)在2L烧杯中加入160mL水，1g纤维素，25mL丙二醇，打开搅拌机，继续加入润湿剂2.5mL，分散剂5.0mL，调节剂2.0mL，2mL消泡剂1和1.0mL消泡剂2，1.5mL防腐剂，高速搅拌(2000r/min)混合成透明胶体，制成混合助剂溶液；2)在高速搅拌下，将220g的钛白粉和50g表面疏水改性矿物材料逐步加入上述混合助剂溶液中，搅拌分散25min，倒入胶体磨中，研磨20min，得到粘稠漆浆；
3)将漆浆过80目筛返回到搅拌桶中，加入100g硅酸盐复合绝热材料，高速分散20min后，降低搅拌机的转速进行调浆；4)在搅拌速度为300r/min的转速下，补加1.0mL消泡剂2和1.0mL消泡剂3，硅丙乳液400mL，成膜助剂Texanl 15mL，丙二醇苯醚8mL，搅拌10min后，加入2mL流平剂和4mL增稠剂，搅拌均匀后，用少量水和增稠剂调整涂料的粘稠度到60-80秒；5)将调整好的乳胶漆涂料过80目筛后，计量灌装于包装桶中，在室温条件下密封保存即得成品。
产品的具体性能指标如下状态无硬块，搅拌后成均匀状态；涂膜外观白色，外观正常；施工性涂刷2道无障碍；固含量≥45％；干燥时间(表干)≤2h；耐水性96h无异常；耐碱性48h无异常；耐温变性5次循环无异常；耐老化(400h)粉化1级，变色1级；可见光反射率≥90％，红外反射率≥95％；耐刷洗次数＞20000次；白度92；接触角45°；导热系数/[W/(m·K)]0.050。
效果实验将所得涂料分两次涂刷于厚度为3mm的玻璃载体板上，干燥后，制得测试样品板。涂料的涂刷量为213g/m2干涂料；涂层规格为30.0×30.0cm的正方形。实验过程中，用100瓦红外灯照射样品板，测试其涂层上表面和载体板下表面(涂层两面)的温度，测试时间60min。在红外灯照射时间为4～60min的时间段中，涂层两侧的温差均超过4.0℃，当涂层表面照射温度为40℃时，涂层的温差可达6.7℃。实验过程中，红外灯照射约17min时，涂层两侧的温差最大可达7.6℃。红外灯照射20min后，涂层表面的温度上升速度趋缓，温度值最高为57.5℃；此时涂料两侧的温差仍然维持在7℃。而涂料表面温度与保温箱内的温度差高达15℃以上，由于该涂料表面温度上升缓慢，且最高温度也低于普通涂料，可见该涂料具有优异的隔热性能。
实施例3空心玻璃微珠纯丙绝热建筑外墙隔热涂料及其制备方法。
本发明设计并制备了一种空心玻璃微珠为反射体，矿物纤维为隔热的新型反射隔热建筑涂料的配方。其配方参见表3
表3 空心玻璃微珠纯丙绝热建筑外墙隔热保温涂料配方表
所述空心玻璃微珠纯丙建筑外墙隔热涂料的具体制备方法如下1.配料的改性处理将本矿物材料海泡石、重晶石、碳酸钙按2∶1∶1比例混合后，在125℃烘干3h，除去水分后，称重，加入质量百分数2.5％的硅烷偶联剂ZH-1301和1％钛酸酯偶联剂NDZ-401，混匀，当料球比为3∶1时，高能球磨机研磨60min，得到平均粒径小于5μm的表面疏水改性矿物材料。
2.隔热涂料的制备1)在2L烧杯中加入262mL水，1g纤维素，30mL丙二醇，打开搅拌机，继续加入润湿剂3.0mL，分散剂3.0mL，调节剂2.0mL，3mL消泡剂1和1.0mL消泡剂2，2.0mL防腐剂，高速搅拌(2000r/min)混合成透明胶体，制成混合助剂溶液；2)在高速搅拌下，将150g的钛白粉和100g表面疏水改性矿物材料逐步加入上述混合助剂溶液中，搅拌分散25min，倒入砂磨机，研磨20min，得到粘稠漆浆；3)将漆浆过80目筛返回到搅拌桶中，逐步加入100g美国3M公司产K1型空心玻璃微珠，高速分散20min后，降低搅拌机的转速进行调浆；4)在搅拌速度为300r/min的转速下，补加1.0mL消泡剂1和1.0mL消泡剂2，纯丙乳液300mL，成膜助剂Texanl 15mL，丙二醇苯醚8mL，搅拌10min后，加入5mL流平剂和6mL增稠剂，搅拌均匀后，用少量水和增稠剂调整涂料的粘稠度到60-80秒；5)将调整好的乳胶漆涂料过80目筛后，计量灌装于包装桶中，在室温条件下密封保存即得成品。
产品的具体性能指标如下状态无硬块，搅拌后成均匀状态；涂膜外观白色，外观正常；施工性涂刷2道无障碍；固含量≥45％；干燥时间(表干)≤2h；耐水性96h无异常；耐碱性48h无异常；耐温变性5次循环无异常；耐老化(400h)粉化1级，变色1级；可见光反射率≥90％，红外反射率≥5％；耐刷洗次数＞4000次；白度94；接触角85°；导热系数/[W/(m·K)]0.040。
效果实验将所得涂料分两次涂刷于厚度为3mm的玻璃载体板上，干燥后，制得测试样品板。涂料的涂刷量为159g/m2干涂料；涂层规格为30.0×30.0cm的正方形。实验过程中，用100瓦红外灯照射样品板，测试其涂层上表面和载体板下表面(涂层两面)的温度，测试时间60min。在红外灯照射10min后，涂层两侧的温差均超过7.0℃，当涂层表面照射温度为40℃时，涂层的温差可达7.9℃。实验过程中，红外灯照射约17min时，涂层两侧的温差最大可达7.6℃。红外灯照射20min后，涂层表面的温度上升速度趋缓，温度值最高为55.4℃；此时涂料两侧的温差仍然维持在7℃。由于该涂料表面温度上升缓慢，且最高温度也低于普通涂料，可见该涂料具有优异的隔热性能。
权利要求
1.一种隔热涂料，其质量百分比配方是A组分 75～90％；B组分 5～20％；C组分 5～20％；各组分之和为100％，所述的A组分包括占其总量的乳液 35～60％；乳胶漆助剂5～30％；钛白粉15～40％；水20～45％，所述的乳液为纯丙乳液或硅丙乳液；所述的乳胶漆助剂是指分散剂、消泡剂、抗冻剂、pH调节剂、成膜剂和增稠剂，每种助剂的加入量为其占助剂总量的比例是分散剂、消泡剂、pH调节剂、增稠剂各5～15％，抗冻剂和成膜剂各35～45％；所述的水为去离子水或蒸馏水；所述B组分为表面疏水改性矿物材料，所述矿物材料是粘土矿物、碳酸盐或硫酸盐中的一种或几种；所述粘土矿物指指凹凸棒石、海泡石、煅烧高岭土、硅灰石、滑石粉、云母粉中的一种或几种；所述碳酸盐是指碳酸钙、碳酸镁、碳酸锶中的一种或几种；所述硫酸盐是指重晶石；所述C组分为硅酸盐复合绝热材料，是指人造的空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠或者火电厂粉煤灰中的漂珠中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的隔热涂料，其特征在于所述的乳胶漆助剂还包括不超过10％所述其他助剂总量的润湿剂、杀菌剂和流平剂，加入量为润湿剂4～5％；杀菌剂1～2％和流平剂4～5％。
3.一种隔热涂料的制备方法，该制备方法包括以下工艺步骤1).配料的改性处理(1)将权利要求1隔热涂料配方所述B组分的矿物材料按比例混合后，在120～150℃的烘干设备中动态干燥1-3h，除去水分；(2)加入混合矿物材料质量百分数0.5～5％的偶联剂，混匀，高能球磨机或气流磨进行超细粉碎和表面疏水改性40～60min，风力分选分级，粗粒返回继续研磨，即可得到平均粒径D90小于5μm的表面疏水改性矿物材料；所述的偶联剂是指硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的至少一种；2).隔热涂料的制备(1)按权利要求1所述隔热涂料配方比例，把A组分中的水和乳胶漆助剂中的分散剂、消泡剂、抗冻剂和pH调节剂，分别加入到高速搅拌桶中，混合搅拌，制成透明胶体混合助剂溶液；(2)在上述混合助剂溶液中逐步加入所述配方比例的钛白粉和B组分，以线速度15m/min以上的高速搅拌分散25～30min；(3)在搅拌桶中加入所述配方比例的C组分，高速搅拌，分散15～20min后，降低搅拌机的转速为5m/min时，进行调浆；(4)在搅拌桨线速度为3～8m/min时，补加A组分中的消泡剂，然后加入A组分中所述比例的乳液、成膜剂和增稠剂，搅拌约20min，并再一次加少量水和增稠剂，调整涂料粘稠度到粘稠度杯法的60-80秒钟；(5)将调整好的乳胶漆涂料过60～80目振动筛后出料，计量灌装于包装桶中，于室温条件下密封包装即得。
4.根据权利要求3所述的隔热涂料的制备方法，其特征在于在所述的2)隔热涂料的制备中的第(2)步结束后，把所得的混合助剂溶液再放入砂磨机或胶体磨中研磨15～20min，得到漆浆，然后返回到搅拌桶中，继续下面工序。
5.根据权利要求3所述的隔热涂料的制备方法，其特征在于在所述C组分表面改性方法是，在密闭搅拌罐中加入所述配方选用的硅酸盐复合绝热材料，混合均匀后，加入其质量百分数0.2～3％的硅烷偶联剂，以不低于15m/min的线速度高速搅拌20～30min后出料，即可制成表面疏水改性的硅酸盐复合绝热材料。
6.根据权利要求3、4或5所述的隔热涂料的制备方法，其特征在于所述表面改性处理方法中使用的偶联剂包括1)硅烷偶联剂的产品牌号为ZH-1301，ZH-1304，SG-Si900，KH-560或KH-845-4中的一种；2)钛酸酯偶联剂使用的产品牌号为NDZ-131，NDZ-401或KR-41B中的一种。
7.根据权利要求3、4或5所述的隔热涂料的制备方法，其特征在于所述2).隔热涂料的制备过程(1)中，还加入权利要求2所述比例的润湿剂、杀菌剂；在所述2).隔热涂料的制备过程(4)中，还加入权利要求2所述比例的流平剂。
8.根据权利要求6所述的隔热涂料的制备方法，其特征在于所述2).隔热涂料的制备过程(1)中，还加入权利要求2所述比例的润湿剂、杀菌剂；在所述2).隔热涂料的制备过程(4)中，还加入权利要求2所述比例的流平剂。
全文摘要
本发明涉及一种隔热涂料及其制备方法。该涂料的质量百分比配方是A组分75～90％；B组分5～20％；C组分5～20％；A组分包括占其总量的乳液35～60％；乳胶漆助剂5～30％；钛白粉15～40％；水20～45％；B组分为表面疏水改性矿物材料；C组分为硅酸盐复合绝热材料；该制备方法包括配料的改性处理和隔热涂料的制备两个主要工艺过程。本发明涂料具有红外线高反射率，隔热效果好，性能稳定，成本低廉，使用方便，不破坏环境等优点；该制备方法工艺简单，成本低廉，便于工业推广应用。
文档编号C09D5/18GK1916092SQ200610015610
公开日2007年2月21日 申请日期2006年9月8日 优先权日2006年9月8日
发明者汤庆国, 梁金生, 梁广川, 王菲 申请人:河北工业大学