一种水性隔热涂料及其组合物制造技术

一种水性隔热涂料，在其成分中使用均匀分散于树脂中且以溶胶‑凝胶法制得的二氧化硅分散液为隔热剂，其不但细度很高，且具有大的比表面积，介于30.1‑100m

【技术实现步骤摘要】
一种水性隔热涂料及其组合物
本专利技术涉及一种水性隔热涂料，特别是一种成分中使用以溶胶-凝胶法制得的二氧化硅分散液作为隔热剂的水性隔热涂料。
技术介绍
隔热涂料主要应用于作为建材表面的涂层。为了避免太阳热能进入室内，隔热涂料必须具备较高的太阳光反射率(TotalSolarReflectance；TSR)，避免吸收光线。当太阳光照射到隔热涂料时，隔热涂料必须具备较低的热传导能力，避免隔热涂料吸收光线，并且转换成热能造成室温上升。现有技术中常见的具备高太阳光反射率的隔热材料，包括：中空陶瓷隔热材料和含球状金属氧化物颗粒的隔热涂料。但是，所述中空陶瓷隔热材料因为中空结构而含有空气层，有易劣化及材料表面蓄热的缺点。相对地，所述隔热涂料的球状金属氧化物颗粒，例如，呈高圆球度的球状二氧化硅颗粒，是使用火焰熔融法制得呈高的圆球度(达0.7以上)但比表面积在30m2/g以下的球状颗粒，因为比表面积过小，导致所述隔热涂料的红外线阻隔效果较差。除此之外，所述球状金属氧化物颗粒的粒径介于0.05-20μm，是决定所述隔热涂料是否具备优异隔热效果的关键因素，当球状金属氧化物颗粒的粒径过大，将造成建材的隔热涂层表面呈现粗糙表面，从而造成太阳光反射率(TSR)下降，隔热效果较差。
技术实现思路
为解决上述隔热涂料的问题，本专利技术的一个主要目的在于公开一种水性隔热涂料，其基于涂料组合物总重量，包含以下成分，且以下各成分的总和为100wt％：a)水性亚克力50-75wt％；b)隔热剂1-10wt％，其为使用溶胶-凝胶法制得的二氧化硅，比表面积介于30.1-100m2/g；c)无机粉体11-35wt％，其选自二氧化钛(TiO2)、氢氧化铝(Al(OH)3)、氢氧化镁(Mg(OH)2)、碳酸钙(CaCO3)、磷酸钙、硫酸钙、氧化铝(Al2O3)、氧化锆、氧化锌、滑石粉、高岭土或膨胀珍珠岩；及d)助剂3-5wt％，其选自成膜助剂、分散剂、消泡剂、流平剂、抗菌剂、抗冻剂或光稳定剂。本专利技术的另一个主要目的在于公开一种水性隔热涂料，在涂料组合物的成分中，使用以溶胶-凝胶法制得且比表面积较大的二氧化硅分散液作为隔热剂，作为优选实施例，所述隔热剂为阴离子型二氧化硅粒子，悬浮于钠离子或铵离子溶液中，pH值控制在9～10。作为优选实施例，所述无机粉体的粒径介于0.08μm-3μm。作为优选实施例，所述无机粉体的粒径介于0.1μm-0.3μm。作为优选实施例，所述成膜助剂及所述抗冻剂的用量，各介于0.5％-5％；所述分散剂、所述消泡剂、所述流平剂、所述抗菌剂及所述光稳定剂的用量，各介于0.01％-1％。作为优选实施例，所述成膜助剂使用醇醚类溶剂、醇酯类溶剂、乙二醇单丁醚/二丙二醇丁醚混合物溶剂或增塑剂中的至少一种。作为优选实施例，所述分散剂使用聚丙烯酸共聚物钾盐、改性聚羧酸钾盐、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯、油酸酰胺或聚合物型阴离子分散剂中的至少一种。作为优选实施例，所述消泡剂使用聚硅氧烷-聚醚共聚物、正辛醇、磷酸三丁酯、磷酸三苯酯、乳化甲基硅油、乳化苯甲基硅油、非硅酮含疏水粒子矿物油混合物或改性聚硅氧烷中的至少一种。作为优选实施例，所述流平剂使用丙烯酸共聚物或非反应型聚醚改性聚硅氧烷的中至少一种；作为优选实施例，所述抗菌剂使用亚硝酸盐或氟化钠中的至少一种；所述抗冻剂使用甲醇、乙醇或乙二醇中的至少一种；所述光稳定剂使用二苯甲酮类或苯并三唑类有机物中的至少一种。本专利技术的水性隔热涂料，当作为建材表面的隔热涂层使用时，有益效果包括：不但结构紧密且具备较高的太阳光反射率(TSR)，可以有效阻隔红外线，并且具有优异的热遮蔽效果、抗污性及耐久性。附图说明图1为比较例1添加7wt％二氧化硅粉末的隔热涂料，经过搅拌1小时后的扫描电子显微镜(SEM)图。图2为图1的隔热涂料再经过研磨1小时后的SEM图。图3为图1的隔热涂料再经过研磨2小时后的SEM图。图4为实施例1添加7wt％二氧化硅分散液的隔热涂料，经过搅拌1小时后的SEM图。图5为实施例2添加3.5wt％二氧化硅分散液的隔热涂料，经过搅拌1小时后的SEM图。图6为实施例4添加3.5wt％二氧化硅分散液的隔热涂料，经过研磨1小时后的SEM图。图7为比较例5添加7wt％的40μm中空玻璃珠的隔热涂料，经过搅拌1小时后的SEM图。图8为图7的隔热涂料再经过研磨1小时后的SEM图。具体实施方式本专利技术教导一种水性隔热涂料组合物，其基于涂料组合物总重量，包含以下成分，且以下各成分的总和为100wt％：所述水性亚克力选自水性亚克力树脂、有机硅改性丙烯酸树脂(siliconemodifiedacrylicresin)、水性聚氨酯(PU)树脂和氟素树脂等，优选为选自水性亚克力树脂或有机硅改性丙烯酸树脂。本专利技术的水性隔热涂料组合物的关键性技术，是使用具备高的比表面积的二氧化硅分散液作为隔热剂，有别于现有技术中的隔热涂料在于强调其成分中所含的球状金属氧化物颗粒的圆球度需要达到0.7以上的高圆球度。本专利技术的水性隔热涂料组合物，其成分中的隔热剂，是一种使用溶胶-凝胶法制得的二氧化硅分散液，而且二氧化硅分散液的比表面积介于30.1-100m2/g，有别于以火焰熔融法制得且比表面积在30m2/g以下的二氧化硅粉体。在调制水性隔热涂料的过程中，所述二氧化硅分散液以溶胶-凝胶法制得，具有良好分散性，仅需搅拌，即可将二氧化硅分散液均匀分散于树脂中，不会因粒子聚集而形成粗粒，既减少调配制程的步骤，也降低分散不均匀造成的影响。此外，所述二氧化硅分散液的比表面积介于30.1-100m2/g，符合隔热涂料中的隔热颗粒比表面积越大，则颗粒越细，在隔热涂料中的分散度就越高，形成涂层后的表面平整性及光滑程度越高的条件。因此，本专利技术的水性隔热涂料，经涂布到建材表面时，可以达到涂料涂层表面光滑，且表面太阳光反射率高达85％以上的效果。尤其是，与高材质强度的中空陶瓷隔热材料相比，本专利技术的水性隔热涂料不会因热胀冷缩而破裂，且使用寿命长。所述二氧化硅分散液是以盐的特性制造，将盐酸加于硅酸钠溶液，经游离出来单分子硅酸，形成硅酸溶胶。将电解质加于此溶胶中，pH值控制在9-10，则凝结变成以水为分散媒的二氧化硅分散液(或称凝胶)，其组成为xSiO2·yH2O化合物悬浮于含钠离子或铵离子的水溶液中，pH值控制在9-10，且每克二氧化硅分散液具有的表面积介于30.1-100m2/g。所述二氧化硅分散液具有优异的流动性及稳定性，适合与水性树脂、无机粉体及助剂共同调制成本专利技术的水性隔热涂料组合物。所述无机粉体选自二氧化钛(TiO2)、氢氧化铝(Al(OH)3)、氢氧化镁(Mg(OH)2)、碳酸钙(CaCO3)、磷酸钙、硫酸钙、氧化铝(Al2O3)、氧化锆、氧化锌、滑石粉、高岭土、膨胀珍珠岩及其他色料等。所述无机粉体的粒径介于0.08-3.0μm，优选为介于0.1-0.3μm，因为粒径过大无法以搅拌完成分散，反之，粒径过小则摇变性过高，会造成搅拌不均。本专利技术的水性隔热涂料，在调制过程中需加入各种助剂，以维持涂料成品具有良好的涂布性及适用性。所述助剂包括成膜助剂、分散剂、消泡剂、流平剂、抗菌剂、抗冻剂、光稳定剂等，基于涂料组合物总重量，使用量占3-5wt％。成膜助剂的使用目的，在于协助涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性隔热涂料组合物，其基于涂料组合物总重量，包含以下成分，且以下各成分的总和为100wt％：a)水性亚克力50‑75wt％；b)隔热剂1‑10wt％，其为使用溶胶‑凝胶法制得的二氧化硅，表面积介于30.1‑100m2/g；c)无机粉体11‑35wt％，其选自二氧化钛(TiO2)、氢氧化铝(Al(OH)3)、氢氧化镁(Mg(OH)2)、碳酸钙(CaCO3)、磷酸钙、硫酸钙、氧化铝(Al2O3)、氧化锆、氧化锌、滑石粉、高岭土或膨胀珍珠岩；及d)助剂3‑5wt％，其选自成膜助剂、分散剂、消泡剂、流平剂、抗菌剂、抗冻剂或光稳定剂。

【技术特征摘要】
2017.06.19 TW 1061204321.一种水性隔热涂料组合物，其基于涂料组合物总重量，包含以下成分，且以下各成分的总和为100wt％：a)水性亚克力50-75wt％；b)隔热剂1-10wt％，其为使用溶胶-凝胶法制得的二氧化硅，表面积介于30.1-100m2/g；c)无机粉体11-35wt％，其选自二氧化钛(TiO2)、氢氧化铝(Al(OH)3)、氢氧化镁(Mg(OH)2)、碳酸钙(CaCO3)、磷酸钙、硫酸钙、氧化铝(Al2O3)、氧化锆、氧化锌、滑石粉、高岭土或膨胀珍珠岩；及d)助剂3-5wt％，其选自成膜助剂、分散剂、消泡剂、流平剂、抗菌剂、抗冻剂或光稳定剂。2.根据权利要求1所述的水性隔热涂料组合物，其特征在于，所述隔热剂为阴离子型二氧化硅粒子，悬浮于钠离子或铵离子溶液中，pH值控制在9～10。3.根据权利要求1所述的水性隔热涂料组合物，其特征在于，所述无机粉体的粒径介于0.08μm-3μm。4.根据权利要求1所述的水性隔热涂料组合物，其特征在于，所述无机粉体的粒径介于0.1μm-0.3μm。5.根据权利要求1所述的水性隔热涂料组合物，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖德超，曹俊哲，颜世勋，
申请(专利权)人：南亚塑胶工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71