一种凝胶型辐射降温涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种凝胶型辐射降温涂料及其制备方法和应用，以重量份计，由5～30份水性聚合物、20～40份太阳光反射材料、20～40份红外辐射材料、3～5份助剂、60～100份去离子水组成，通过高速分散混合均匀，经滤网过滤，得到所述的凝胶型辐射降温涂料。将该凝胶型辐射降温涂料按200～800μm的厚度涂布到基材上，密闭封装后交联形成的水凝胶涂层具有0.92～0.96的太阳光反射率，污染后经过清水冲洗即可恢复太阳光反射功能。本发明专利技术的辐射降温涂料工艺简单、成本低廉、适用于异形和平面，适用于居民建筑、商业建筑、工业厂房等场合，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种凝胶型辐射降温涂料及其制备方法和应用
本专利技术属于功能涂料
，特别涉及一种凝胶型辐射降温涂料及其制备方法和应用。
技术介绍
辐射降温材料作为无需能耗的被动式降温材料，在太阳辐照下实现低于大气温度的降温效果，能够降低空调能耗，并在一定条件下能够替代空调、喷淋等方式，节能效果显著，具有巨大的应用价值。然而现有的辐射降温材料往往是含有金属镀层材料，工艺复杂、价格昂贵、而且仅适用于平整表面。中国专利技术专利CN201810238449.X公开了一种室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料，通过添加微米级球形微珠、微米级镀金属片状体，和/或微米级镀金属球形体于涂料体系中，通过用分层涂布的方式，使得镀金属片状结构实现太阳光高反射及红外高辐射，从而达到被动式制冷的效果。然而由于使用微米级镀金属反射材料，因此该专利技术的反射率相对偏低，同时采用分层涂布的方式，现场工艺较为复杂。而涂料形式的辐射降温材料能够适用于任意表面。以溶剂型PVDF为成分的辐射降温材料具有极高的太阳光反射率和红外发射率，但其溶剂污染不适合现场大规模应用。中国专利技术专利CN201810317662.X公开了一种散射辐射降温随机堆积微球涂层及其制备方法，该涂层由粒径为0.15-100μm的金属氧化物、水和表面活性剂组成的涂料经喷涂或刷涂而成，涂层的堆积密度为40～80％，厚度为20～2000μm，具有高达0.9～0.98的反射率，可实现5℃的表面降温。然而该涂层表面无成膜物质，灰尘极易渗入微球涂层，无法长期保持辐射降温效果。专利
技术实现思路
本专利技术提供了一种凝胶型辐射降温涂料及其制备方法和应用，通过构建密闭的水凝胶涂层，利用功能填料产生的太阳光反射和红外辐射，实现长期稳定的辐射降温功能。本专利技术的技术方案如下：将水性聚合物、太阳光反射材料、红外辐射材料和助剂加入到去离子水中，高速分散混合均匀，经滤网过滤，得到凝胶型辐射降温涂料。将该凝胶型辐射降温涂料涂布到基材上，形成的凝胶层具有超高的太阳光反射率和半球发射率，具有辐射降温功能。一种凝胶型辐射降温涂料，由以下重量份的组分组成：作为优选，所述的凝胶型辐射降温涂料，由以下重量份的组分组成：应用上述技术方案，所述的水性聚合物为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、海藻酸钠、聚氧化乙烯、壳聚糖、透明质酸、明胶中的一种或一种以上(一种或两种以上，包括两种)。所述的水性聚合物可以在特定的条件下(如化学交联、物理交联等)形成水凝胶，并在密闭条件下可长期稳定，满足室外长期应用。所述的水性聚合物优选为聚乙烯醇或海藻酸钠，具有合适的交联速度和良好的抗紫外线性能。所述的水性聚合物为聚乙烯醇，所述的聚合物助剂为戊二醛。应用上述技术方案，所述的太阳光反射材料为氧化铝、碳酸钙、氧化锆、硅酸钙、二氧化硅、氧化锌、硅酸锆、铝酸锌、氢氧化镁、氢氧化铝、锡酸锌、硅酸铝、硅酸锌、钼酸钙、碳酸镁、碳酸锌、钛酸钾中的一种或一种以上(一种或两种以上，包括两种)。所述的太阳光反射材料在0.25～2.5μm为极弱的吸收光谱，并且具有较高的折射率，赋予涂层具有强太阳光反射功能。应用上述技术方案，所述的红外辐射材料为硫酸钡、硅酸铝钠、磷酸钙、磷酸铝、磷酸锌、磷酸镁、二氧化钛、氧化镁中的一种或一种以上(一种或两种以上，包括两种)。所述的红外辐射材料在2.5～25μm为较强的吸收光谱，尤其是8～13μm为强吸收光谱，赋予涂层具有强红外线辐射功能。应用上述技术方案，所述的助剂为交联剂、分散剂、消泡剂、润湿剂、增稠剂中的一种或一种以上(一种或两种以上，包括两种)。助剂能够调节涂料的批次稳定性和应用效果。应用上述技术方案，所述的凝胶型辐射降温涂料的制备方法，包括以下步骤：1)搅拌：将去离子水和助剂添加至高速分散机中，在5～10m/s的线速度下加入太阳光反射材料和红外辐射材料，搅拌2min～10min，得到浆料；2)分散：将上述浆料在5～20m/s的速度下分散45min～75min，再加入水性聚合物和聚合物助剂，搅拌10～30min，经300～500目的筛网过滤，得到凝胶型辐射降温涂料。最优选的，一种凝胶型辐射降温涂料的制备方法，包括以下步骤：往高速分散机中加入去离子水100重量份，在5m/s的线速度下加入润湿剂1重量份、分散剂2重量份、消泡剂1重量份，搅拌5min，再在10m/s的速度下加入二氧化硅7重量份、氧化铝20重量份、氧化锌10重量份、硫酸钡10重量份、磷酸锌10重量份，分散60min；再加入聚乙烯醇8重量份，戊二醛2重量份，pH值调节至3～4，搅拌20min，经400目的筛网过滤，得到本专利技术凝胶型辐射降温涂料。该方法制备的凝胶型辐射降温涂料制备具有辐射降温功能的凝胶制品后，产品外观为不流动性凝胶，长期稳定，太阳光反射比为0.96，半球发射率为0.95，性能十分优异。应用上述技术方案，所述的凝胶型辐射降温涂料在制备具有辐射降温功能的凝胶制品中的应用，包括以下步骤：1)涂布：将凝胶型辐射降温涂料按200～800μm的厚度涂布到基材上；所述的涂布方式包括喷涂、辊涂、刷涂，所述的基材包括异形和平面的金属、无机非金属、有机高分子材料；2)封装：将涂布有凝胶型辐射降温涂料的基材进行封装，形成密闭的环境，得到具有辐射降温功能的凝胶制品。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术将该凝胶型辐射降温涂料涂布到基材上，密闭封装后交联形成的水凝胶涂层具有0.92～0.96的太阳光反射率，污染后经过清水冲洗即可恢复太阳光反射功能。本专利技术采用的水性聚合物具有长期耐久性，与太阳光反射材料协同产生极高的太阳光反射率，工艺简单、成本低廉、适用于异形和平面，适用于居民建筑、商业建筑、工业厂房等场合，具有广阔的应用前景。具体实施方式下面结合实施案例对本专利技术进行进一步说明。下列实施例中的“份”均指重量份。实施例1往高速分散机中加入去离子水100份，在5m/s的线速度下加入润湿剂1份(上海圣诺普科，126)、分散剂2份(上海圣诺普科，5040)、消泡剂1份(上海圣诺普科，NXZ)，搅拌5min。再在10m/s的速度下加入沉淀二氧化硅7份(赢创德固萨氧化铝20份(山东铝业，纯度99.5％)、氧化锌10份(山东海顺新材料，纯度99.7％)、硫酸钡10份(河南钡丰化工)、磷酸锌10份(杭州思坦颜料化工)，分散60min。再加入聚乙烯醇8份(安徽皖维，1788)，戊二醛2份(老河口新景科技，纯度50％)，pH值调节至3～4，搅拌20min，经400目的筛网过滤，得到本专利技术凝胶型辐射降温涂料。实施例2往高速分散机中加入去离子水80份，在5m/s的线速度下加入润湿剂1份(上海圣诺普科，126)、分散剂1.5份(上海圣诺普科，5040)、增稠剂1.2份(日本信越，羟乙基纤维素)、消泡剂1份(上海圣诺普科，NXZ)，搅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凝胶型辐射降温涂料，其特征在于，由以下重量份的组分组成：/n

【技术特征摘要】
1.一种凝胶型辐射降温涂料，其特征在于，由以下重量份的组分组成：





2.根据权利要求1所述的凝胶型辐射降温涂料，其特征在于，由以下重量份的组分组成：





3.根据权利要求1或2所述的凝胶型辐射降温涂料，其特征在于，所述的水性聚合物为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、海藻酸钠、聚氧化乙烯、壳聚糖、透明质酸、明胶中的一种或两种以上。


4.根据权利要求3所述的凝胶型辐射降温涂料，其特征在于，所述的水性聚合物为聚乙烯醇或海藻酸钠；
当所述的水性聚合物为聚乙烯醇时，所述的聚合物助剂为戊二醛。


5.根据权利要求1或2所述的凝胶型辐射降温涂料，其特征在于，所述的太阳光反射材料为氧化铝、碳酸钙、氧化锆、硅酸钙、二氧化硅、氧化锌、硅酸锆、铝酸锌、氢氧化镁、氢氧化铝、锡酸锌、硅酸铝、硅酸锌、钼酸钙、碳酸镁、碳酸锌、钛酸钾中的一种或两种以上。


6.根据权利要求1或2所述的凝胶型辐射降温涂料，其特征在于，所述的红外辐射材料为硫酸钡、硅酸铝钠、磷酸钙、...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐意，
申请(专利权)人：杭州净碳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33