一种热反射隔热涂料制造技术

一种热反射隔热涂料,通过以丙烯酸酯乳液为成膜基料，二氧化钛质量分数为20%，空心玻璃微珠含量为11%，涂层厚度为1.2mm时并辅助含氟硅的耐污透明涂层，制备出的热反射隔热涂料系统研究了成膜基料、隔热颜料、空心玻璃微珠含量、涂层厚度以及耐污透明涂层各种因素对热反射隔热涂料隔热效果和隔热持久性的影响及作用规律。结果表明，研制出的热反射隔热涂料的太阳光反射率为91%，半球发射率为86%，均超过JG/ T235‑ 2008建筑反射隔热涂材行业标准中的技术指标，且具有良好的自清洁性能。

【技术实现步骤摘要】
一种热反射隔热涂料所属
本专利技术涉及一种隔热涂料，尤其涉及一种热反射隔热涂料。
技术介绍
早在20世纪70年代，国外已经开始了反射隔热涂料的研究，并逐渐向产业化方向发展。涂料中含有极细的陶瓷泡，对阳光有较高的反射率，且成膜后陶瓷泡紧密排列形成完整的隔热层，可令被涂物内部温度大大降低，节能约40%。其隔热效果是标准金属薄膜的85%-95%，夏天用于屋顶涂装，可令室内温度降低5.5-14.5℃，即可节省空调能8-12%；冬天，可阻止热量向外辐射，又可节省取暖能1%-2%。热反射涂料可将物体的温度降到一个特定值，与环境温度相近，红外特征降低达50%，表面温度降低达65%。此涂料的防护范围为400-2000nm，热观测仪、夜视产品、以及卫星、激光定位系统等很多传感器都难以分辨。国内研究虽起步较晚，但不少高等学校及研究单位介入这一领域，因此，在机理研究、品种开发及工程应用方面，取得了巨大进展。近几年，可见光及近红外隐身涂料、红外隐身涂料的研发，更取得了较大进步，可以说已具有与国外同步的研发水平。屠平亮等早在20世纪90年代就研制出一种在高温时仍保持高发射率的节能涂料。目前，我国建筑能耗占能源总消耗的1/3左右，建筑单位面积采暖能耗是国际气候条件相近发达国家的2倍～3倍。随着建筑节能标准的出台，发展低能耗、保温隔热性能好的新型材料成为主流趋势，建设部从2007年起全面推行节能建筑认证体系。建筑节能新技术的研究开发和新产品的推广应用，是推动建筑节能工作的有效途径。巨大的建筑节能市场将带动建筑涂料产进行新的发展，我国是节能涂料最具发展潜力的大市场。在建筑节能外墙保温系统设计中，应用较多的为白色热反射隔热涂料，以空心微珠和高折射率TiO2为主要功能颜填料，对太阳光的热反射比可达80%以上。随着建筑节能的需求日益迫切，单一白色热反射涂料已不能满足多色彩的外墙涂料要求；而彩色热反射涂料因在可见光波段的高吸收性和颜料耐候性差，其使用和推广受到限制。选择红外反射性好的颜料，通过补色原理调色制备的灰色系涂料，成为节能涂料发展的主流。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了涂料隔热效果和隔热持久性，设计了一种热反射隔热涂料。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：热反射隔热涂料的制备原料包括：乳液；金红石型二氧化钛；空心玻璃微珠；氟硅憎水剂；自来水、助剂等。热反射隔热涂料的制备步骤为：采用色浆法将各种颜填料充分混合。在自来水中加入分散剂、润湿剂、消泡剂及颜填料后高速搅拌，随后加入乳液搅拌，再加入其余助剂，1200r/min高速搅拌，最后加入空心玻璃微珠。由于空心微珠容易破碎，只能对其进行400r/min慢速搅拌。热反射隔热涂料的检测步骤为：根据JG/T235-2008建筑反射隔热涂和防行业标准进行隔热性能与太阳光反射比及半球发射率的测定。可见光反射率测定:将一束光射向热反射隔热涂料的涂膜表面，收集并检测被涂膜反射回的可见光各波段内损耗的百分比。损耗掉的百分比即为吸收率。涂层接触角的测试:将配制好的涂料在25.4mmX76.2mm的载玻片上均匀涂膜，干燥，测试。每个样品选取5个不同的点测量，取其平均值为固体表面的接触角。涂层耐站污性能测试:根据GB/T9755-2001中的方法测试隔热涂层的耐站污性。其中有涂耐站污透明清漆的耐站污性定义为A，未涂有耐站污透明清漆的耐站污性定义为B，耐站污提高率定义为E，则E=(B-A)/B。本专利技术的有益效果是：以丙烯酸酯乳液作为热反射隔热涂料的成膜物质，金红石型二氧化钛作为颜填料，空心玻璃微珠(具有中空结构且折光指数较大)作为主要隔热填料并辅助含氟硅的耐站污透明清漆制得了隔热性能与抗污性能较好的隔热产品。所得热反射隔热涂料的太阳光反射比为91%，半球发射率为86%，均超过了JG/T235-2008建筑反射隔热涂和行业标准中的技术指标，且具有良好的自清洁性能。具体实施方式实施案例1：用于热反射隔热涂料的树脂要求对可见光和近红外光吸收率低，因此树脂应满足透明度高，结构上尽量少含醚基和羟基等基团。常用的乳液有：纯丙烯酸酯乳液、苯丙乳液、硅丙乳液、环氧乳液等。在其它实验条件均相同情况下，分别选择不同乳液品种配制固含量为50%的清漆，将这些清漆分别均匀地涂刷在试片上。经过测试，不同种类清漆涂层间的下表面温度相差仅1℃左右，可见基料树脂种类的差异对涂料隔热J性能的影响较小。但是丙烯酸酯乳液具有极好的耐水性、耐候性、柔韧性和粘接强度，所以采用水性丙烯酸醋乳液作为成膜物质。实施案例2：金红石型二氧化钛具有很好的热力学稳定性与较高的折光系数，对可见光有强烈的反射作用，同时还是遮盖力最强的颜料。本研究以丙烯酸酯乳液为成膜物，分别加入不同质量分数的金红石型二氧化钛制成涂料。用线棒涂布器制备厚度为300μm的涂层，待实干后进行隔热性能测试，测试结果可以看出，随着二氧化钛含量的逐渐增加，涂层隔热性能逐渐提高，这是因为涂层白度的增加有助于提高对光线的反射率。当二氧化钛的质量分数达到20%后涂层白度达到饱和，涂层下表面温度降低程度变缓。考虑到经济因素和涂层综合的物理性能，20%的添加量较为适合。实施案例3：空心玻璃微珠的有效成分为硼硅酸盐，具有较大的折光指数，同时由于具有中空结构，内含惰性气体。当光线照射到涂膜表面时，能够通过空心玻璃微珠表面，并在内壁进行多次反射，从而提高了涂膜对光的反射效率。本文选用的空心玻璃微珠平均粒径为30μm,粒径分布为16μm-60μm，分别在其质量分数为5%.6%,7%.8%.9%,10%,11%,12%，膜厚为300μm的情况下，测定涂膜的隔热性能和可见光反射率。可以看出，当玻璃微珠含量为5%时，涂层下表面温度为48.4℃，相比于普通涂料((54℃)降低了5.6℃，说明当空心玻璃微珠含量较少时已经具备了一定的隔热效果。增加空心玻璃微珠的含量到8%时，涂层下表面温度降低到46.5℃。继续增加空心玻璃微珠的含量，涂层下表面温度持续下降，直至增加到11%时，达到最低值43℃继续增加空心玻璃微珠的含量到12%时，涂层的表面温度不再有明显的变化。此种温度变化趋势可能是由于空心玻璃微珠在涂料中的分布情况不同引起的。当空心玻璃微珠含量为5%时，虽然有一定的反射效果，但是由于含量较低，在涂层中排布稀疏，无法形成致密的反射层，光线能够透射穿过涂层直达基底，因此反射隔热效果有限。随着空心玻璃微珠含量的增加，玻璃微珠在膜中的排列逐渐致密，光线通过涂层中致密的空心玻璃微珠层时，经过多次反射回去，隔热效果得到显著提高。当含量达到11%时，玻璃微珠在涂层表面的分布致密程度达到饱和，此时对太阳光的反射率达到最大。继续增加玻璃微珠的含量，只能增加玻璃微珠在涂层中的厚度，而对涂层表面的分布不产生影响，因此涂层的反射隔热效果没有产生明显变化。同时粒径分布较宽，大小不一的空心玻璃微珠可以形成互补，在涂层中形成更为致密的堆积。电镜表征结果显示大小不同的玻璃微珠在涂层中交错排布，小颗粒有效地填充了大颗粒间的空隙，使空心玻璃微珠在涂层中紧密堆积，从而提高了涂层的反射隔热效果。采用紫外-可见-近红外分光光度计测定含有不同质量分数空心玻璃微珠涂层样品，其测定结果可知，随着空心玻璃微珠含量的增加，涂层在可见光波段的反射比也随着增加。进一步证明了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热反射隔热涂料，制备原料包括：乳液；金红石型二氧化钛；空心玻璃微珠；氟硅憎水剂；自来水、助剂等。

【技术特征摘要】
1.一种热反射隔热涂料，制备原料包括：乳液；金红石型二氧化钛；空心玻璃微珠；氟硅憎水剂；自来水、助剂等。2.根据权利要求1所述的热反射隔热涂料，其特征是热反射隔热涂料的制备步骤为：采用色浆法将各种颜填料充分混合，在自来水中加入分散剂、润湿剂、消泡剂及颜填料后高速搅拌，随后加入乳液搅拌，再加入其余助剂，1200r/min高速搅拌，最后加入空心玻璃微珠，由于空心微珠容易破碎，只能对其进行400r/min慢速搅拌。3.根据权利要求1所述的热反射隔热涂料，其特征是热反射隔热涂料的检测步骤为：根据JG/T235-2008建筑反射隔热涂和防行业标准进行隔热性能与太阳光反射比及半球发射率的测定，可见光反射率测定:将一束光射向热反射隔热涂料的涂膜表面，收集并检测被涂膜反射回的可见光各波段内损耗的百分比，损耗掉的百分比即为吸收率，涂层接触角的测试:将...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓兵，
申请(专利权)人：李晓兵，
类型：发明
国别省市：辽宁,21