专利名称：一种温敏变色涂料的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑外墙材料技术领域，具体是一种温敏变色涂料。
背景技术：
每当炎炎夏日来临，人们总喜欢选择穿着白色的衣服出门。不仅人类需要在阳光下身穿浅色来保持凉爽，建筑也同样需要白色屋顶来避免暴晒。许多人可能没有意识到，建筑的屋顶和外墙竟在无意间助长了气温飙升。研究数据显示传统黑色屋顶对阳光的反射率仅20%，而白色屋顶所反射的阳光则高达90%。如果室外温度为32°C，黑色屋顶表面温度可高达82°C，其吸收的热量能让房间升温至46°C左右。同样情况下，白色屋顶表面则恒温在38°C，并使得室内温度保持在 26°C左右。有科学依据和实用背景，至少也能让你节省20%夏季空调费用。浅色屋顶吸热不及深色屋顶，这意味着浅色屋顶建筑物的降温成本，即空调能量消耗会下降，从而有助于遏制气候变化。对消费者来说，白色屋顶也意味着节省电费。然而，虽然夏天白色屋顶可以有效降低空调费用，但是冬天由于白色屋顶反射阳光，保暖效果远远不如黑色屋顶。尤其在北方地区冬季较长，那么白色屋顶在短短的夏季所节省的降温费用将远远低于冬天所增加的取暖费用了。变色分为可逆和不可逆两种。可逆型变色涂料可以反复使用其变色特性，而不可逆性变色涂料主要用于一次性使用。现有变色涂料的变色机理主要有光照、湿度、酸碱度、 和温度控制变色。其中，温度变色涂料中，高温变色相对比较容易实现，而低温变色尤其是自然环境的温度范围内(0_50°C)变色实现非常困难，且原料成本高，无法大规模使用于建筑行业。
发明内容
本发明提供一种温敏变色涂料，可直接在大部分现有外墙材料表面实施，成本低， 处理后外墙材料在外界环境温度较高时变为白色，在外界环境温度较低时变为透明色，可显露出墙面的底色，以达到全年四季为建筑物节约能源，减少碳排放的作用。本发明实施例提供一种温敏变色涂料，其中各组分按照重量份配比为温度敏感性高分子20-160份，成膜剂2-20份，增稠剂O. 2-5份，分散剂O. 5-10份，消泡剂O. 1-5份， 溶剂100-500份。如上所述的温敏变色涂料，所述温度敏感性高分子为含有聚氧乙烯的嵌段共聚物、或者为含有聚乙二醇的嵌段共聚物，或者为聚丙烯酰胺类高分子，其分子量Mn在IxlO3 至 lxl06g/mol 之间。如上所述的温敏变色涂料，所述含有聚氧乙烯的嵌段共聚物为高分子聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物、聚氧乙烯-聚氧丁烯-聚氧乙烯嵌段共聚物或聚氧乙烯-聚氧戊烯-聚氧乙烯嵌段共聚物。如上所述的温敏变色涂料，所述含有聚乙二醇的嵌段共聚物为高分子聚乙二醇-聚乙交酯丙交酯-聚乙二醇嵌段共聚物、聚乙二醇-聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物或聚乙二醇-聚乙醇酸-聚乙二醇嵌段共聚物。如上所述的温敏变色涂料，所述聚丙烯酰胺类高分子为高分子聚N，N- 二乙基丙烯酰胺、聚N，N- 二丙基丙烯酰胺或聚N，N- 二乙基-2-羧基丙烯酰胺。如上所述的温敏变色涂料，所述成膜剂为蛋白成膜剂、丙烯酸树脂成膜剂、丁二烯树脂成膜剂、聚氨酯成膜剂、硝酸纤维成膜剂中的一种或几种的混合物。如上所述的温敏变色涂料，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠，琼脂，黄原胶，卡拉胶， 果胶的一种或几种的混合物。如上所述的温敏变色涂料，所述分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种的混合物。如上所述的温敏变色涂料，所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯中的一种或几种的混合物。如上所述的温敏变色涂料，所述溶剂为水、醇、酮、苯及其衍生物中任意一种或一种以上的组合溶液。本发明为温敏性变色涂料，可使建筑外墙在某一临界温度改变颜色，高于临界温度时涂料为白色，可反射80%的热量；低于临界温度时涂料为无色，显露外墙材料本身颜色，本身颜色为黑色时，吸收太阳热量效果最好，可达到80%，从而达到保持室内舒适温度、 减少空调及取暖设备使用、节约能源的效用。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明作进一步的描述，但本发明并不仅限于这些实施例。实施例I高分子聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物，其分子量Mn约为lxl05g/mol， 100 份；成膜剂，8份；增稠剂，I份；分散剂，2份；消泡剂，I份；溶剂水，200份。上述原料溶解并搅拌90分钟。聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物(ΡΕ0-ΡΡ0-ΡΕ0或EOn-POm-EOn)是用共价键将亲水的PEO链段和疏水的PPO链段链结在一起的高分子化合物，在本实施例中作为含有聚氧乙烯的嵌段共聚物(温度敏感性高分子)使用，其在一定的溶液中在温度控制下形成乳液或者溶液。在其他实施例中，还可使用聚氧乙烯-聚氧丁烯-聚氧乙烯嵌段共聚物或聚氧乙烯-聚氧戊烯-聚氧乙烯嵌段共聚物。示例中涂料变色温度约为50°C，当温度为50°C以上时，涂料为白色；温度为50°C以下时涂料为无色透明。以O. 50C /min的温度扫描速率达到50°C时，其变色时间约为2分钟。反复变色500次后，其变色性能依然稳定。实施例[
高分子聚乙二醇-聚乙交酯丙交酯-聚乙二醇嵌段共聚物，其分子量Mn约为5xl04g/mol, 100 份；
成膜剂，8份；
增稠剂，I份；
分散剂，2份；
消泡剂，I份；
溶剂水，200份。
上述原料溶解并搅拌90分钟。
示例中涂料变色温度约为40°C，当温度为40°C以上时，涂料为白色；温度为40°C
以下时涂料为无色透明。以O. 50C /min的温度扫描速率达到40°C时，其变色时间约为5分钟。反复变色500次后，其变色性能依然稳定。在本实施例中高分子聚乙二醇-聚乙交酯丙交酯-聚乙二醇嵌段共聚物作为含有聚乙二醇的嵌段共聚物(温度敏感性高分子)使用，其在一定的溶液中在温度控制下形成乳液或者溶液。在其他实施例中，还可使用聚乙二醇-聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物或聚乙二醇-聚乙醇酸-聚乙二二醇嵌段共聚物。
实施例3
高分子聚N，N- 二-乙基丙烯酰胺，其分子量Mn约为lxl05g/mol，100份；
成膜剂，8份；
增稠剂，I份；
分散剂，2份；
消泡剂，I份；
溶剂水，200份。
上述原料溶解并搅拌90分钟。
示例中涂料变色温度约为38°C，当温度为38°C以上时，涂料为白色；温度为38°C
以下时涂料为无色透明。以O. 5°C /min的温度扫描速率达到38°C时，其变色时间约为I分钟。反复变色500次后，其变色性能依然稳定。在本实施例中高分子聚N，N- 二乙基丙烯酰胺作为聚丙烯酰胺类高分子(温度敏感性高分子)使用，其在一定的溶液中在温度控制下形成乳液或者溶液。在其他实施例中， 还可使用聚N，N- 二丙基丙烯酰胺或聚N，N- 二乙基-2-羧基丙烯酰胺。高于临界温度时，本发明实施例中的温度敏感性高分子产生相变，在涂料其他组分的辅助下稳定形成纳米级乳液，整体显示为白色。本发明实施例中的成膜剂、增稠剂、分散剂和消泡剂为常用化工助剂，所述成膜剂包括但不局限于蛋白成膜剂、丙烯酸树脂成膜剂、丁二烯树脂成膜剂、聚氨酯成膜剂、硝酸纤维成膜剂中的一种或几种的混合物；所述增稠剂包括但不局限于羧甲基纤维素钠，琼脂， 黄原胶，卡拉胶，果胶的一种或几种的混合物；所述分散剂包括但不局限于三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种的混合物；所述消泡剂包括但不局限于乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯中的一种或几种的混合物。本发明中的温敏变色涂料具有如下优点I、为可逆型变色涂料，使用寿命长，长期使用其变色性能依然稳定；2、其变色机理为温度控制，变色温度范围在自然环境温度范围内；3、通过调整涂料配比，其变色温度可精确控制在0-50°C的任一温度；4、变色温度区间窄；5、变色迅速；6、原料成本低，可广泛应用于建筑行业。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种温敏变色涂料，其特征在于其中各组分按照重量份配比为温度敏感性高分子20-160份，成膜剂2-20份，增稠剂O. 2-5份，分散剂O. 5-10份，消泡剂O. 1-5份，溶剂 100-500 份。
2.如权利要求I所述的温敏变色涂料，其特征在于所述温度敏感性高分子为含有聚氧乙烯的嵌段共聚物，或者为含有聚乙二醇的嵌段共聚物，或者为聚丙烯酰胺类高分子；其分子量Mn在IxlO3至lxl06g/mol之间。
3.如权利要求2所述的温敏变色涂料，其特征在于所述含有聚氧乙烯的嵌段共聚物为高分子聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物、聚氧乙烯-聚氧丁烯-聚氧乙烯嵌段共聚物或聚氧乙烯-聚氧戊烯-聚氧乙烯嵌段共聚物。
4.如权利要求2所述的温敏变色涂料，其特征在于所述含有聚乙二醇的嵌段共聚物为高分子聚乙二醇-聚乙交酯丙交酯-聚乙二醇嵌段共聚物、聚乙二醇-聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物或聚乙二醇-聚乙醇酸-聚乙二醇嵌段共聚物。
5.如权利要求2所述的温敏变色涂料，其特征在于所述聚丙烯酰胺类高分子为高分子聚N, N- 二乙基丙烯酰胺、聚N, N- 二丙基丙烯酰胺或聚N, N- 二乙基-2-羧基丙烯酰胺。
6.如权利要求I所述的温敏变色涂料，其特征在于所述成膜剂为蛋白成膜剂、丙烯酸树脂成膜剂、丁二烯树脂成膜剂、聚氨酯成膜剂、硝酸纤维成膜剂中的一种或几种的混合物。
7.如权利要求I所述的温敏变色涂料，其特征在于所述增稠剂为羧甲基纤维素钠，琼脂，黄原胶，卡拉胶，果胶的一种或几种的混合物。
8.如权利要求I所述的温敏变色涂料，其特征在于所述分散剂为三乙基己基磷酸、 十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种的混合物。
9.如权利要求I所述的温敏变色涂料，其特征在于所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯中的一种或几种的混合物。
10.如权利要求I所述的温敏变色涂料，其特征在于所述溶剂为水、醇、酮、苯及其衍生物中任意一种或一种以上的组合溶液。
全文摘要
本发明实施例提供一种温敏变色涂料，其中各组分按照重量份配比为温度敏感性高分子20-160份，成膜剂2-20份，增稠剂0.2-5份，分散剂0.5-10份，消泡剂0.1-5份，溶剂100-500份。本发明为温敏性变色涂料，可使建筑外墙在某一临界温度改变颜色，高于临界温度时涂料为白色，可反射80％的热量；低于临界温度时涂料为无色，显露外墙材料本身颜色，本身颜色为黑色时，吸收太阳热量效果最好，可达到80％，从而达到保持室内舒适温度、减少空调及取暖设备使用、节约能源的效用。
文档编号C09D171/02GK102585674SQ20111044394
公开日2012年7月18日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者吴天骄, 范犇 申请人:武汉康桥伟业高新科技有限公司