一种具有高反射性能高红外辐射性能的彩色隔热涂料及其制备方法

本发明属于复合彩色隔热，具体涉及到一种将三氧化二铁与二氧化钛双层包覆于中空玻璃微珠的彩色隔热涂料的制备方法及其应用。

背景技术：

1、隔热涂料被应用于建筑外墙时可以显著降低建筑物的能源损耗，隔热涂料主要分为阻隔型隔热涂料、反射型隔热涂料与辐射型隔热涂料。阻隔型隔热涂料主要依靠涂料中具有低导热率的功能性填料来阻隔外界热量的传递，辐射性隔热涂料主要依靠涂料中的高红外辐射材料主动向外界散发热量来降低建筑物的热量。反射型隔热涂料依靠对太阳辐射能量的高反射性来隔绝建筑物以外的热量，直接在白色隔热涂料中加入其他颜色的颜料或低反射率的功能性填料通常都会影响原有涂料的高反射性能，这是因为白色反射型隔热型涂料在可见光范围内几乎可以反射全部的光线，而彩色反射隔热型涂料中的颜料会在可见光范围内吸收部分光线，所以白色的反射型隔热涂料相较于其他颜色的反射型隔热涂料，有着更好的光、热反射性能。但在实际应用中，彩色涂料因其耐候性更好与艺术价值高，人们更偏爱使用彩色涂料，所以目前市面上急需一款既具有高光反射性能又兼具彩色的隔热涂料。

2、二氧化钛因其高反射性与极强的遮盖力，常被用做反射型隔热涂料的功能性填料。三氧化二铁在涂料中常被用作一种无机颜料与红外辐射粉的主要成分，当其作为颜料或高红外辐射材料以粉体形式直接加入反射型隔热涂料时，会直接影响反射型隔热涂料的反射性能，此外直接加入的三氧化二铁粉体在涂料中分散时还存在着团聚的问题。

3、当太阳光线照射到最外部包覆层的二氧化钛时，二氧化钛对太阳光线有着良好的反射性能，可以隔绝大量太阳能量。中间包覆层三氧化二铁可以赋予涂料彩色的同时还具有良好的热辐射性能，可以更主动地散发材料热量，更重要的，由于三氧化二铁被设计在复合微球的中间层，三氧化二铁可吸收的热量被最外层的二氧化钛削减了很多，此外核壳式的结构设计也可以大幅减少三氧化二铁这类颜料对二氧化钛高反射率的影响，减轻了三氧化二铁粉末直接加入涂料而产生团聚问题，进一步降低了材料的导热率，三氧化二铁与二氧化钛之间有很好的协同作用，能充分挥各自的性能特点。最内层的中空玻璃微珠有低导热率的特点，可以有效隔绝外部热量的传递。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种具有高反射性能高红外辐射性能的彩色隔热涂料的制备方法。

4、为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种具有高反射性能高红外辐射性能的彩色隔热涂料，其特征在于：包括，

5、水性成膜树脂、三氧化二铁与二氧化钛双层包覆的中空玻璃微珠、去离子水、金红石二氧化钛纳米颗粒、滑石粉、重钙粉、润湿分散剂和增稠剂；

6、以各原料的质量百分比计，所述水性成膜树脂为35～50％，三氧化二铁与二氧化钛双层包覆的中空玻璃微珠为10～20％，金红石二氧化钛纳米颗粒为10％，滑石粉为5～10％，重钙粉为5～10％，润湿分散剂为0.5～2％，增稠剂为0.5～2％。

7、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述三氧化二铁与二氧化钛双层包覆的中空玻璃微珠，其制备方法包括，

8、三氧化二铁包覆中空玻璃微珠：将中空玻璃微珠用氢氧化钠溶液去污干燥后，与水配置成浆液，再加入表面活性剂和酸性溶液，并通过氢氧化钠溶液调节溶液ph值，抽滤、干燥处理，得到改性后的中空玻璃微珠，锻烧得到三氧化二铁包覆中空玻璃微珠；

9、二氧化钛的再包覆：三氧化二铁包覆的中空玻璃微珠加入表面活性剂后搅拌、过滤、干燥后备用；

10、在乙醇内加入钛酸四丁酯与冰醋酸充分搅拌，记作a溶液；

11、在乙醇内加入去离子水再加入稀盐酸以调节溶液ph值，充分搅拌，记作b溶液；

12、将b溶液缓慢滴入a溶液，待b溶液完全滴入a溶液后，将备用的三氧化二铁包覆的中空玻璃微珠加入并充分搅拌后，静置待其形成凝胶后干燥，随后用锻烧，制备得三氧化二铁与二氧化钛双层包覆的中空玻璃微珠。

13、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述将中空玻璃微珠用氢氧化钠溶液去污干燥后，与水配置成浆液，其中，中空玻璃微珠直径为20～80μm，氢氧化钠溶液的浓度为0.1mol/l，浆液的质量分数为10％。

14、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述加入表面活性剂和酸性溶液，并通过氢氧化钠溶液调节溶液ph值，其中表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，酸性溶液为0.6mol/l的氯化铁，氢氧化钠溶液的浓度为1.5mol/l，ph为4～7。

15、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：：所述三氧化二铁包覆的中空玻璃微珠加入表面活性剂备用，其中，表面活性剂为三乙氧基硅烷。

16、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述二氧化钛的再包覆中，溶液a中的乙醇为80ml，钛酸四丁酯20ml，冰醋酸为5ml，溶液b中乙醇为35ml，去离子水为5ml，稀盐酸浓度为0.1mol/l，加入稀盐酸以调节溶液ph为2～4。

17、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述三氧化二铁包覆中空玻璃微珠，其中三氧化二铁包覆层厚度为0.3～2μm，所述二氧化钛的再包覆，其中二氧化钛包覆层厚度为0.3～2μm。

18、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述三氧化二铁包覆中空玻璃微珠中时的反应温度为≥50℃，煅烧温度为500～800℃，煅烧时间为2h；二氧化钛的再包覆中时反应的温度为≥50℃，煅烧温度为500～600℃，煅烧时间为2h。

19、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述润湿分散剂型号为聚羧酸盐5040型；所述水性成膜树脂为硅丙乳液；所述增稠剂型号为dh3100。

20、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述金红石二氧化钛纳米颗粒直径为40～100nm。

21、本发明的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种具有高反射性能高红外辐射性能的彩色隔热涂料的制备方法制得的产品。

22、本发明的另一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种具有高反射性能高红外辐射性能的彩色隔热涂料的制备方法制得的产品在彩色隔热涂料中的应用。

23、本发明有益效果：

24、(1)本发明将三氧化二铁与二氧化钛双层包覆于中空玻璃微珠的制备方法及其在彩色隔热涂料的中应用，中空玻璃微珠先被包覆一层三氧化二铁后，再在其表面包覆一层二氧化钛。通过控制包覆反应中的温度与ph值可以控制包覆速度、包覆层的厚度与包覆颗粒的大小。包覆层在经过适宜的煅烧温度煅烧过后，包覆紧密不易脱落，其制备工艺简易，制备成本低。

25、(2)本发明制备的涂料是一种集热阻隔、热辐射、热反射三种隔热机理的彩色隔热涂料，最外部包覆层的二氧化钛对太阳光线有着良好的反射性能，可以隔绝大量太阳能量。中间包覆层三氧化二铁可以赋予涂料彩色的同时还具有良好的热辐射性能，可以更主动地散发材料热量，更重要的，由于三氧化二铁被设计在复合微球的中间层，三氧化二铁可吸收的热量可以被最外层的二氧化钛削减很多，此外核壳式的结构设计也可以大幅减少三氧化二铁这类颜料对二氧化钛高反射率的影响，减轻了三氧化二铁粉末直接加入涂料而产生团聚问题，进一步降低了材料的导热率，三氧化二铁与二氧化钛之间有很好的协同作用，能充分挥各自的性能特点。最内层的中空玻璃微珠有低导热率的特点，可以有效隔绝外部热量的传递。