专利名称：一种建筑用反射隔热涂料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑用反射隔热涂料，属于建筑材料技术领域。
背景技术：
近年来，随着国家对建筑节能的重视，外墙外保温市场发展迅猛。岩棉板、聚苯板、挤塑板及保温颗粒砂浆等各种形式的外墙外保温系统虽然为建筑领域的节能减排起到了一定的效果，但是也逐渐暴露出一些不足之处，比如工法复杂、工期长、造价高、质量控制难
坐寸ο有鉴于此，近来对建筑用反射隔热涂料的研究有了长足的进展。和传统的外墙外 保温不同，反射隔热涂料基于完全不同的设计思路。传统的外墙外保温采用“堵”的思路，将外界的热量隔在建筑基层的外面而储蓄在保温层中。而反射隔热涂料则采用“疏”的设计理念，将太阳光的能量即时的反射掉，并且适时将建筑积累的热量以红外的方式释放出去。现有的隔热涂料按照其隔热机理主要分为如下三种(I)阻隔性隔热涂料对热传递进行阻抗而实现隔热，在制备涂料时主要选择低热导率物质及在涂料成膜后引入热导率低的空气；常用的阻热填料有空心玻璃珠、空心陶瓷粉、空心纤维、海泡石、蛭石、珍珠岩等；(2)热反射隔热涂料主要反射太阳光在40(Tl800nm的光谱能量，其反射性材料为纳米材料，例如纳米钛白粉及改性钛白粉类；(3)辐射隔热涂料主要是把吸收的日照光线和热量以一定波长发射到空气中，其使用的材料为多种金属氧化物，如三氧化二铁、二氧化锰、三氧化二钴、氧化铜等反射型尖晶石掺杂物。然而，对于第一种阻隔性隔热涂料而言，其微珠型的功能性填料的粒径一般较大，在一些涂料细度有要求的场合不能满足要求；最重要的不足之处是由于其功能性填料的质脆易碎特性，不能完全按照传统的建筑涂料工艺进行生产；因而，目前多数厂家采用滚坛法进行生产，但这种生产工艺效率低下、生产时间延长、设备清洗困难，而且设备投资很大。对于第二种热反射隔热涂料而言，其采用的纳米钛白粉及改性钛白粉类的功能性填料具有很高的折光系数，对可见光有良好的反射效果，但是对红外光的反射较差。对于第三种辐射隔热涂料而言，由于其采用的金属氧化物具有较深的颜色，使其的应用受到很大的限制。
发明内容
本发明目的是提供一种建筑用反射隔热涂料。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种建筑用反射隔热涂料，以重量份计，包括如下组分
水9. 5 23份
增稠剂O. 44 I. 08份
分散剂O. 45、. 55份
润湿剂O. Γ0. 2份
消泡剂O. 4^0. 8份多功能助剂O. 05、. 25份
防腐剂O. 05、. 15份
防霉剂O. 05 O. 25份
钛白粉15 25份
复合隔热粉1(Γ22. 5份
填料2 6. 5份· 防冻剂Γ2份
成膜助剂I. 25^2份
乳化剂O. 0Γ0. 02份
乳液25 40份
疏水剂2. 5 5份
pH值调节剂O. 05、. 15份
磷酸三丁酯O. 02、. 07份
其中，所述复合隔热粉为累托粉、六钛酸钾晶须和镍铁尖晶石通过混合分散得到的粉状混合物；所述疏水剂为聚硅氧烷乳液。上文中，所述疏水剂为聚硅氧烷乳液类的疏水剂，也可以是改性的聚硅氧烷乳液类的疏水剂，其可以选用现有商品，如选用水性纳米疏水剂SS-I (北京首创纳米科技有限公司产)或疏水剂LC-808 (山东鲁工涂料助剂厂产)。所述复合隔热粉为累托粉、六钛酸钾晶须和镍铁尖晶石通过混合分散得到的粉状混合物；优选的，可以对其进行表面改性得到复合物，使其对太阳光谱有很强的反射、阻隔和辐射能力。所述疏水剂可以显著地降低涂膜的表面张力；疏水剂加入涂料中能迅速在涂料表面形成一种特殊结构的表面，与国际象棋的棋盘类似，假想棋盘的黑格为疏水表面，白格为亲水表面，即疏水表面与亲水表面交错排列；通过加入不同粒径和结构的纳米材料，控制疏水表面的数量与疏水程度的强弱，最后其宏观表面表现为既疏水，又有一定的亲水性，同时不影响涂膜的透气性和重涂性。上述技术方案中，所述消泡剂包括第一消泡剂和第二消泡剂，所述第一消泡剂为有机硅和酯类复合型消泡剂，所述第二消泡剂为疏水二氧化硅和矿物油的混合物。加入消泡剂可以消除涂料生产和施工中产生的起泡，这两种消泡剂和磷酸三丁酯的复配使用可以有效的减少缩孔、缩边等缺陷的发生。上述技术方案中，所述防腐剂为异噻唑啉-3-酮类防腐剂；所述防霉剂为稠杂环类防霉剂。防腐剂和防霉剂可以防止涂料和涂膜受到微生物侵害引起变质的风险。上述技术方案中，所述增稠剂包括第一增稠剂、第二增稠剂和第三增稠剂；所述第一增稠剂为纤维素醚增稠剂，所述第二增稠剂为碱溶胀型增稠剂，所述第三增稠剂为聚氨酯类增稠剂。各类增稠剂的合理搭配使用，可以使涂料有良好的流变性，提高施工性，降低发生分水的可能性。上述技术方案中，所述钛白粉为金红石型钛白粉。金红石型钛白粉对太阳光的反射散射能力强、耐候耐老化，化学性能稳定。上述技术方案中，所述填料选自絹云母粉和重质碳酸钙中的一种或两种。
絹云母粉呈鳞片状，富弹性，可弯曲，抗磨性和耐磨性好，耐热绝缘，在涂料中可以增加涂膜韧性和提高耐候性；重质碳酸钙热稳定性好、白度高、吸油率低，是一种常用填料。上述技术方案中，所述防冻剂为乙二醇或者丙二醇；所述成膜助剂的有效成分为2，2，4-三甲基戊二醇-1，3单异丁酸酯；所述乳化剂为聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯类乳化剂。上述技术方案中，所述乳液选自纯丙乳液、硅丙乳液和氟碳乳液中的一种或几种。乳液是涂料成膜的最基础物质，乳液的性能很大程度决定着涂料性能的优劣。本申请选取的乳液有良好的耐候耐老化性、耐水耐沾污性和良好的透明性。上述技术方案中，所述pH值调节剂选自2-氨基-2-甲基-I-丙醇、氨水或氢氧化钠溶液。2-氨基-2-甲基-I-丙醇简称AMP-95。上述技术方案中，所述分散剂为水性聚羧酸盐类分散剂；所述润湿剂为烷基酚聚 氧乙烯醚类润湿剂；所述多功能助剂的有效成分为2-氨基-2-甲基-I-丙醇。其作用是使填料均匀分散并保持稳定，使涂料对基材有良好的润湿性，增强涂膜对基材的附着力。本发明的工作原理如下太阳辐射光谱的99%以上在波长O. 15^4. O微米之间，大约50%的太阳辐射能量在可见光谱区(波长O. O). 76微米)，7%在紫外光谱区(波长〈O. 4微米)，43%在红外光谱区(波长>0.76微米)。本发明通过复合隔热粉对太阳光谱能量进行反射、阻隔和辐射，达到隔热的目的；本发明中的复合隔热粉具体组成为纳米累托粉、六钛酸钾晶须和镍铁尖晶石经过混合分散，然后通过表面改性而成；其中累托粉既起到载体作用，也具有阻隔太阳辐射的功能，累托石是晶体结构特殊的铝硅酸盐矿物，由类云母单元层和类蒙脱石单元层在特殊自然条件下有规则地交替堆积，但又不是二者的简单组合，尤其是其条带状的微观结构颇为罕见，而且累托石本身对短波光谱尤其是紫外线有很强的阻隔作用；六钛酸钾晶须的组成为K2Ti6O13，结构为连锁隧道式结构，K+离子居隧道中间，这种结构导致的直接结果是K+离子具有高的稳定性，也因为这种结构，使得六钛酸钾晶须具有结构隔热、物理隔热、红外线反射的特点；其中镍铁尖晶石属于反尖晶石型结构，四面体空隙被三价的Fe、Ni离子占据，八面体空隙同时被二价和三价Fe、Ni离子占据，由于金属离子的空隙填充和完全类质同象取代，使得尖晶石晶格产生强烈畸变，使固有晶格的对称程度降低，增强的晶格极性振动的非简谐性，从而产生很高的辐射率。因而，由累托粉、六钛酸钾晶须粉和镍铁尖晶石粉制成的复合隔热粉有良好的反射、阻隔和辐射能力。另一方面，本发明中在涂料配方中添加疏水剂，疏水剂加入涂料中能迅速在涂料表面形成一种特殊结构的表面，与国际象棋的棋盘类似，假想棋盘的黑格为疏水表面，白格为亲水表面，即疏水表面与亲水表面交错排列，通过加入不同粒径和结构的纳米材料，控制疏水表面的数量与疏水程度的强弱，最后其宏观表面表现为既疏水，又有一定的亲水性，同时不影响涂膜的透气性和重涂性；由此可见，疏水剂的加入，不但使涂膜具有一定的疏水防水自洁功能，而且使涂膜的表面张力大幅度降低，增大了水的接触角，减少了雨水对涂膜的侵润，阻止水分向涂膜内部渗透，降低了涂膜的含水率，减小涂膜的导热系数，最终降低了涂膜对太阳光谱的吸收率。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点
I.本发明设计得到了一种新的建筑用反射隔热涂料，采用纳米累托粉、六钛酸钾晶须和镍铁尖晶石制成复合隔热粉作为功能性填料，其对太阳光谱有很高反射、阻隔和辐射性能，隔热效果好；此外，这种复合隔热粉易于制备，制作成本较低。2.本发明在涂料配方中加入了适当的疏水剂，使得涂膜表面对水有较大的接触角，减少雨水对涂膜的侵润与渗透，减小涂膜的含水率，不但赋予涂膜一定的疏水防水性，而且降低了涂膜的导热系数，最终降低了涂膜对太阳光谱的吸收率，提高涂膜的隔热性。3.本发明的涂料的生产工艺简洁、低成本、施工易、工期短、水性环保、无毒不燃，且生产工艺简单高效，设备投资小，可广泛应用于建筑物外表面的各种平整和异形部位。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步描述
实施例一
一种建筑用反射隔热涂料，以重量份计，包括如下组分及制备方法·
在分散缸中加入8. 5份水和O. 04份第一增稠剂(BERM0C0LL EHM300，其是一种复合的非离子型水溶性纤维素醚)，开动分散机调速至800转/分左右，依次加入O. 45份DA分散齐[J、0. I份PE100润湿剂、O. 2份第一消泡剂(SPA202)、0. 3份第二消泡剂(DFC17)、0. 05份多功能助剂(AMP95)、0. 05份防腐剂(D0A2w)、0. 005份防霉剂(H981 )，搅拌均匀，继续加入15份钛白粉、22. 5份复合隔热粉、2. 5份800目絹云母粉、4份800目重质碳酸钙；
将I份丙二醇、I. 25份成膜助剂(CS-12) >0.01份乳化剂(T-80)、I份水预乳化，加入分散缸中，提高转速至1200转/分，分散30分钟；将分散缸中所得浆料通过砂磨机砂磨至60微米细度后移至调漆缸中，在分散机为800转/分的转速下，依次加入40份纯丙乳液、O. 2份第二增稠剂(SJB-2)、0. 2份第三增稠剂(RM-2020)、2. 5份SS-I疏水剂，用氨水调节pH值至9. 5，最后加入O. 05份磷酸三丁酯，过滤包装即得成品。经成品性能经过测试，达到GB/T25261-2010《建筑用反射隔热涂料》和GB/T9755-2001《合成树脂乳液外墙涂料》中优等品的全部性能要求，检测结果如下表。
权利要求
1.一种建筑用反射隔热涂料，其特征在于，以重量份计，包括如下组分 水9. 5 23份 增稠剂O. 44 I. 08份 分散剂O. 45、. 55份 润湿剂O. Γ0. 2份 消泡剂O. 4^0. 8份 多功能助剂O. 05、. 25份 防腐剂O. 05、. 15份 防霉剂O. 05 O. 25份 钛白粉15 25份 复合隔热粉1(Γ22. 5份 填料2 6. 5份 防冻剂Γ2份 成膜助剂I. 25^2份 乳化剂O. 0Γ0. 02份 乳液25 40份 疏水剂2. 5 5份 pH值调节剂O. 05、. 15份 磷酸三丁酯O. 02、. 07份 其中，所述复合隔热粉为累托粉、六钛酸钾晶须和镍铁尖晶石通过混合分散得到的粉状混合物；所述疏水剂为聚硅氧烷乳液。
2.根据权利要求I所述的建筑用反射隔热涂料，其特征在于所述消泡剂包括第一消泡剂和第二消泡剂，所述第一消泡剂为有机硅和酯类复合型消泡剂，所述第二消泡剂为疏水二氧化硅和矿物油的混合物。
3.根据权利要求I所述的建筑用反射隔热涂料，其特征在于所述防腐剂为异噻唑啉-3-酮类防腐剂；所述防霉剂为稠杂环类防霉剂。
4.根据权利要求I所述的建筑用反射隔热涂料，其特征在于所述增稠剂包括第一增稠剂、第二增稠剂和第三增稠剂；所述第一增稠剂为纤维素醚增稠剂，所述第二增稠剂为碱溶胀型增稠剂，所述第三增稠剂为聚氨酯类增稠剂。
5.根据权利要求I所述的建筑用反射隔热涂料，其特征在于所述钛白粉为金红石型钦白粉。
6.根据权利要求I所述的建筑用反射隔热涂料，其特征在于所述填料选自絹云母粉和重质碳酸钙中的一种或两种。
7.根据权利要求I所述的建筑用反射隔热涂料，其特征在于所述防冻剂为乙二醇或者丙二醇；所述成膜助剂的有效成分为2，2，4-三甲基戊二醇-1，3单异丁酸酯；所述乳化剂为聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯类乳化剂。
8.根据权利要求I所述的建筑用反射隔热涂料，其特征在于所述乳液选自纯丙乳液、硅丙乳液和氟碳乳液中的一种或几种。
9.根据权利要求I所述的建筑用反射隔热涂料，其特征在于所述pH值调节剂选自2-氨基-2-甲基-I-丙醇、氨水或氢氧化钠溶液。
10.根据权利要求I所述的建筑用反射隔热涂料，其特征在于所述分散剂为水性聚羧酸盐类分散剂；所述润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚类润湿剂；所述多功能助剂的有效成分为2-氨基-2-甲基-I-丙醇。
全文摘要
本发明公开了一种建筑用反射隔热涂料，以重量份计，包括如下组分水9.5~23份、增稠剂0.44~1.08份、分散剂0.45~0.55份、润湿剂0.1~0.2份、消泡剂0.4~0.8份、多功能助剂0.05~0.25份、防腐剂0.05~0.15份、防霉剂0.05~0.25份、钛白粉15~25份、复合隔热粉0~22.5份、填料2~6.5份、防冻剂1~2份、成膜助剂1.25~2份、乳化剂0.01~0.02份、乳液25~40份、疏水剂2.5~5份、pH值调节剂0.05~0.15份、磷酸三丁酯0.02~0.07份，其中，所述复合隔热粉为累托粉、六钛酸钾晶须和镍铁尖晶石通过混合分散得到的粉状混合物；所述疏水剂为聚硅氧烷乳液。本发明的反射隔热涂料对太阳光谱有很高反射、阻隔和辐射性能，隔热效果好；此外，这种复合隔热粉易于制备，制作成本较低。
文档编号C09D5/14GK102898917SQ20121042030
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月29日 优先权日2012年10月29日
发明者王惠明, 李聚刚, 赵长才, 杨彰堂, 陈晓龙 申请人:苏州市建筑科学研究院有限公司