一种水性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水性辐射降温涂料及其制备方法和应用。所述水性辐射降温涂料由包括如下质量份数的组分制备得到：10～25份具有红外辐射的水性成膜树脂、35～42份太阳光反射材料、1～9助剂和30～42份水。本发明专利技术所述的水性辐射降温涂料制备成涂层后干燥，形成众多微空隙，协同太阳光反射材料产生空气

【技术实现步骤摘要】
一种水性辐射降温涂料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于节能涂料领域，尤其涉及一种水性辐射降温涂料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]辐射冷却(RC)作为一种被动冷却方法，是一种具有巨大潜力的方法。与需要消耗电力的主动冷却不同，辐射冷却通过大气透明窗口向外太空(3k)发射热辐射而不消耗任何能量。它达到了减少碳排放和保护环境的目的，具有巨大应用价值。截至到目前已经开发了各种辐射冷却器：多层辐射冷却结构需要高生产成本和复杂的工艺设计。PDMS，PMMA，PVF，PEO等聚合物薄膜由于官能团的固有吸收通常具有0.95的高发射率。然而，由于对低VOCs的需求，聚合物涂料并不环保，且这类涂料往往还需要一层金属镀层材料，价格昂贵。
[0003]现有技术中Bao等人研究制备的辐射冷却器：顶层为二氧化钛，底层为二氧化硅或碳化硅。上层用于反射阳光。由于钛白粉固有的紫外线吸收，其反射率只能达到90.7％，无法实现大幅度降温，且涂层吸收紫外易老化，无法长期保持辐射降温效果。Liu等人研制的辐射冷却器也是双层结构，上层使用透明环氧树脂来达到高的发射率，而下层需要添加金属银层来反射太阳光，使成本增加，且现场工艺较复杂。另外现如今的涂料由于反射率不能达到90％以上，且内部的热量释放不出去，导致虽然覆盖涂料后能降温，但是其屋内温度任然会产生蓄热，无法降至环境温度以下。
[0004]因此，寻求一种制备简单、成本低、可降温至亚环境温度的外墙涂料是目前行业内待解决的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术不足，本专利技术的目的在于提出一种水性辐射降温涂料及其制备方法和应用。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0007]一种水性辐射降温涂料，由包括如下质量份数的组分制备得到：10～25份具有红外辐射的水性成膜树脂、35～42份太阳光反射材料、1～9助剂和30～42份水。
[0008]优选的，水性辐射降温涂料，由包括如下质量份数的组分制备得到：10～21份具有红外辐射的水性成膜树脂、36～41份太阳光反射材料、6～9助剂和36～42份水。
[0009]优选的，具有红外辐射的水性成膜树脂为水性丙烯酸树脂、水性氟碳树脂、水性环氧树脂、水性丁苯橡胶乳液、水性有机硅树脂和水性聚氨酯树脂中的至少一种。
[0010]优选的，太阳光反射材料为二氧化锆、硫酸钡、碳酸钙、二氧化硅、空心二氧化锆、二氧化锆包覆空心微珠、空心硫酸钡、空心碳酸钙和空心二氧化硅中的至少一种。
[0011]优选的，助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂、防闪锈剂、成膜助剂和固化剂中的至少一种。
[0012]优选的，消泡剂为山东优索化工科技有限公司生产的型号为NXZ的消泡剂。
[0013]优选的，润湿剂为上海汇众科技集团生产的型号为QY934的润湿剂。
[0014]优选的，分散剂为山东优索化工科技有限公司生产的型号为5050的分散剂。
[0015]优选的，成膜剂为南京古田化工有限公司生产的醇酯十二。
[0016]上述一种水性辐射降温涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0017](1)首先将水和70～90wt％的助剂混合并分散均匀，再加入具有红外辐射的水性成膜树脂，搅拌后得到浆料；
[0018](2)在步骤(1)浆料中加入太阳光反射材料并搅拌均匀，再加入剩余的助剂并搅拌均匀，最后过筛，得到水性辐射降温涂料。
[0019]优选的，步骤(1)水和70～90wt％的助剂混合并分散均匀的方式为：将其加入分散机中，以5～10m/s的线速度搅拌5～10min。
[0020]优选的，步骤(1)加入具有红外辐射的水性成膜树脂，以5～10m/s的线速度搅拌30～100min，得到浆料。
[0021]优选的，步骤(2)加入太阳光反射材料后，以5～10m/s的线速度搅拌30～100min。
[0022]优选的，步骤(2)加入剩余的助剂后，以5～10m/s的线速度搅拌5～10min。
[0023]优选的，步骤(2)过筛的目数为100～800目。
[0024]上述一种水性辐射降温涂料在制备居民建筑、商业建筑和工业厂房外墙面漆中的应用。
[0025]优选的，上述应用，包括如下步骤：将水性辐射降温涂料涂布于外墙面上，涂布的厚度为200～500μm，常温干燥即可。
[0026]优选的，常温干燥1～3h，涂层表干，18～30h，涂层实干。
[0027]优选的，涂布的方式为刷涂、喷涂和辊涂中的至少一种。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0029](1)本专利技术以水性树脂为成膜物质，以水为溶剂，降低环境污染。通过添加太阳光反射材料，溶剂蒸发形成干膜后，引入了微小空隙。这些空隙协同太阳光反射材料产生空气
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树脂、空气
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填料、树脂
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填料多界面，缩短了光的传输路径，增强光的散射效果，产生了超高的太阳光反射率。由于树脂自身化学键在大气透明窗口内的振动使得涂层在红外区域也可达到超高的发射率。
[0030](2)本专利技术选用的太阳光反射材料为宽带隙材料，大量的填充于树脂中，增强了涂层的抗紫外老化能力，使得涂层的抗紫外性能良好，同时结合水性氟碳树脂的优异性能，使得该水性辐射降温涂料拥有良好的耐候性，可实现长期的辐射降温效果。
[0031](3)本专利技术在具有超高反射率和发射率的同时，工艺简单，成本低廉，适用于异形和平面基材上，具有广阔的应用前景。
附图说明
[0032]图1为4块马口铁的背面温度和环境温度随时间变化的曲线。
[0033]图2为对比商业涂层模拟小房子测试中，各涂料表面温度与时间的曲线变化图。
[0034]图3为对比商业涂层模拟小房子测试中，各涂料对应的木屋内部温度与时间的曲线变化图。
[0035]图4为涂层的耐紫外老化测试中，样品1的光泽度随时间的变化曲线图。
具体实施方式
[0036]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0037]实施例1
[0038]一种水性辐射降温涂料的制备方法，步骤如下：
[0039]将40重量份的去离子水加入到分散机中，在5m/s的线速度下加入1.5份消泡剂(购于山东优索化工科技有限公司，NXZ)，1.5份润湿剂(购于上海汇众科技集团，QY934)，2份分散剂(购于山东优索化工科技有限公司，5050)，搅拌5min。在10m/s的线速度下加入13份的水性氟碳树脂(购于万博新材料科技有限公司，WF
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FM261)，搅拌60min形成浆料。在20m/s的线速度下加入10份的粒径为200nm的二氧化锆(购于上海麦克林生化科技有限公司)，20份的粒径为500nm的二氧化锆(购于上海沪试化工有限公本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性辐射降温涂料，其特征在于，由包括如下质量份数的组分制备得到：10～25份具有红外辐射的水性成膜树脂、35～42份太阳光反射材料、1～9助剂和30～42份水。2.根据权利要求1所述一种水性辐射降温涂料，其特征在于，由包括如下质量份数的组分制备得到：10～21份具有红外辐射的水性成膜树脂、36～41份太阳光反射材料、6～9助剂和36～42份水。3.根据权利要求1～2任一项所述一种水性辐射降温涂料，其特征在于，所述具有红外辐射的水性成膜树脂为水性丙烯酸树脂、水性氟碳树脂、水性环氧树脂、水性丁苯橡胶乳液、水性有机硅树脂和水性聚氨酯树脂中的至少一种。4.根据权利要求3所述一种水性辐射降温涂料，其特征在于，所述太阳光反射材料为二氧化锆、硫酸钡、碳酸钙、二氧化硅、空心二氧化锆、二氧化锆包覆空心微珠、空心硫酸钡、空心碳酸钙和空心二氧化硅中的至少一种；所述助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂、防闪锈剂、成膜助剂和固化剂中的至少一种。5.权利要求1～4任一项所述一种水性辐射降温涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)首先将水和70～90wt％的助剂混合并分散均匀，再加入具有红外辐射的水性成膜树脂，搅拌后得到浆料；(2)在步骤(1)所述浆料中加入太...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓芳，何英杰，曾一鹿，孙华君，岳婉婷，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：