一种高折射率玻璃微球的应用、采用其的红外反射涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高折射率玻璃微球的应用、采用其的红外反射涂层及其制备方法。本发明专利技术所述高折射率玻璃微球的应用，通过在红外反射涂层中添加高折射率玻璃微球来提高涂层明度和红外反射性能；该红外反射涂层由下至上依次包括底涂层、中涂层及表涂层；其中涂层全部采用透明高折射率玻璃微球与基料混合组成；表涂层基料中加入高折射率玻璃微球及非圆型冷彩砂或红外反射微球，且表涂层表面被嵌入高折射率玻璃微球。本发明专利技术在红外反射涂层中添加高折射率玻璃微球能实现提高红外反射涂料明度的效果，且在使用高折射率玻璃微球作为明度提高调节剂后，能大幅度地提高红外反射涂料涂层的半球发射率、总太阳热反射率、近红外反射率，从而实现建筑节能目的。从而实现建筑节能目的。从而实现建筑节能目的。

【技术实现步骤摘要】
一种高折射率玻璃微球的应用、采用其的红外反射涂层及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑节能领域，具体涉及红外反射颜料、太阳反射隔热涂料领域， 特别涉及一种高折射率玻璃微球的应用、采用其的红外反射涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]水性建筑太阳反射隔热涂料又称水性建筑红外反射隔热涂料(简称：红外反 射隔热涂料或太阳反射隔热涂料。涂料涂层干膜后称其为：红外反射隔热涂层或 太阳反射隔热涂层)，其涂层能够反射和辐射太阳光辐照的能量。红外反射隔热 水性涂料是以合成树脂为基料，以水为分散介质，反射功能主要依靠加入红外反 射颜料以及其他辅料来实现，并经一定工艺过程制成的新型功能涂料。红外反射 面漆分为平涂型和质感型(质感分“真石颗粒质感型”和“粉料厚涂质感型”两 类)，质感型较平涂型难于实现太阳红外反射效果。
[0003]红外反射颜料(简称IR颜料Infrared Reflective Pigment)是一种颜料 可以反射可见光区的光，吸收紫外区的光，透射红外区的光，或是任何其中三种 情况的组合。这样它们既有一定的彩色，甚至是较深的颜色，又能反射一部分红 外光，减少热量的集结，起到降温作用。我们把在可见光区呈现一定的色彩，在 红外区具有反射红外光性能的颜料称为“红外反射颜料”。红外反射颜料可赋予 任何颜色的涂料或聚合物产品反射太阳光的能力。
[0004]就目前国内外红外反射颜料的反射性能而言，反射效果最好的是钛白粉(又 细分普通钛白粉、高折射率钛白粉又叫反射钛白粉)。混合使用普通钛白粉和反 射钛白粉的白色平面涂料，太阳光的总反射率(TSR)最高能达到90％；白色真 石漆质感涂料，太阳光总反射率(TSR)会下降约10％，最高能达到80％左右， 再提高就困难了，就是提高幅度也有限。涂层太阳反射隔热性能，目前都是用专 门仪器测量涂层干膜后的太阳反射率多少来表征的(主要是测量总太阳热反射率 (TSR)、近红外反射率(NIR)和半球发射率三个指标)。白色对所有波段的 光，包括可见光跟红外段的光是都反射的。但实际上，建筑外墙面、外屋面也并 不都是白色的。大量实验已证实，彩色颜料加到涂料中对太阳光的反射率(负面) 影响是最大的。任何彩色对太阳光的反射率目前来说还不可能达到白色那样高， 且加进去后，涂膜对太阳光的反射率因而会下降非常厉害。
[0005]国内外一些著名建筑研究单位和彩砂制造企业，通过对不规则形状白砂颗粒 外表面用包膜红外反射颜料的方法制成“冷彩砂”(美国把红外反射颜料称作“冷 颜料”。用它做成的人工合成彩砂在国内被称为“非圆型真石冷彩砂”，简称“冷 彩砂”)。由于天然彩石颗粒表面绝大多数是不规则和多孔结构的，太阳光照在其 上时，很难形成对可见光的聚集和镜面反射效果，也难于形成对红外光进行有效 的反射。
[0006]对照GB/T 25261
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2018《建筑用反射隔热涂料》和JG/T 235
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2014《建筑反 射隔热涂料》测试“红外反射隔热真石漆涂层”的太阳反射性能，除个别白颜色 外，大多数彩色真石漆涂层很难达标，特别是高明度多彩真石漆涂料。少数厂家 为了所谓涂料性能“达标”，人为刻意压低红外反射涂层的明度，以降低太阳总 反射率(TSR)来满足标准，这种做法违
背了反射隔热涂料用于建筑节能的宗旨。
[0007]从图3中的GB/T 25261
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2018《建筑用反射隔热涂料》和图4中的JG/T235
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2014《建筑反射隔热涂料》两个标准可知，总太阳热反射率(TSR)、近红 外反射率(NIR)这两个数值的高低直接与反射涂料明度的高低成正相关。即在 绝大多数情况下，提高红外反射涂料的明度，涂料的红外反射性能也会相应地提 高；降低反射涂料的明度，涂料的红外反射性能也随之相应地降低。
[0008]目前世界主流、成熟的太阳光波辐射，红外反射涂料技术，主要是靠“红外 反射颜填料”来实现其反射辐射效果。每一支红外反射颜料其成分配比确定，其 红外反射性能就基本固定了，调配红外反射涂料时，如果颜料选择不当(如加入 炭黑、铁黑等高红外吸收材料)红外反射性能不但不会增加，反而会大幅度地下 降。当红外反射颜料性能固定、不能再提高时，只能寻求新的“填料技术”，有 新突破才能取得最终想要产品和目标。
[0009][0010][0011][0012]
技术实现思路

[0013]针对上述问题，本专利技术提供了一种高折射率玻璃微球的应用、采用其的红外 反射涂层及其制备方法；本专利技术通过选用高折射率玻璃微球、红外反射微球等特 殊功能填料，在涂层中进行巧妙设计与分布：将太阳光线(主要是可见光、红外 光和紫外光线)照射进透明或半透明涂料表涂层、中涂层、直至底涂层上，太阳 光线射入遇阻再折回，在涂层内部进行定向回归反射和折射，从内部照亮中涂层 和表涂层，从而实现了提高涂层明度的效果，涂层明度的提高，加上红外反射颜 料与红外反射微球的运用，能综合地提高了涂料的红外反射性能。
[0014]本专利技术通过以下技术方案来实现：
[0015]本专利技术提供了一种高折射率玻璃微球的应用，通过在红外反射涂层中添加高 折射率玻璃微球，提高涂层明度和红外反射性能；
[0016]该红外反射涂层由下至上依次包括底涂层、中涂层及表涂层；其中涂层全部 采用透明高折射率玻璃微球与基料混合，表涂层基料中加入质量比1：1的高折 射率玻璃微球及非圆型冷彩砂或红外反射微球，且表涂层15％
‑
25％的涂布面积 被嵌入高折射率玻璃微球；
[0017]所述高折射率玻璃微球是指折射率大于的透明光学微球或近似圆球体；
[0018]所采用的高折射率玻璃微球的粒径为0～4000μm的任意单一窄粒径和或多种 规格粒径物理混合组成的宽粒径群。
[0019]进一步地，所采用的高折射率玻璃微球优选的粒径为10
‑
1000μm的任意单 一窄粒径和或多种规格粒径物理混合组成的宽粒径群。
[0020]进一步地，所述高折射率玻璃微球是指折射率等于1.93
±
0.005的透明光学微 球或近似圆球体。
[0021]对于<120目的超细玻璃微球，受固体物料及物理筛网技术限制，无法完全 做到
100％准确获得“任意单一粒径群微球”，只能获得“近似单一窄粒径群微球”。 在实际制造过程中，只要能控制微球粒径上下两头粒径微球占总微球质量<5％， 中间主体“窄粒径微球”占微球总质量≥95％，就基本可以满足使用要求了。
[0022]更具体的，高折射率玻璃微球是指在约20
‑
40倍光学显微镜的一个视野内， 被目测微球数量等于和不少于150粒，且缺陷微球总数小于统计总数的5％，成 圆率≥95％，失透率<3％，比重4.2
±
0.1克/立方厘米的TiO2‑
BaO
‑
SiO2‑
Al2O3或 BaO
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高折射率玻璃微球的应用，其特征在于：通过在红外反射涂层中添加高折射率玻璃微球，提高涂层明度和红外反射性能；该红外反射涂层由下至上依次包括底涂层、中涂层及表涂层；其中涂层全部采用透明高折射率玻璃微球与基料混合，表涂层基料中加入质量比1：1的高折射率玻璃微球及非圆型冷彩砂或红外反射微球，且表涂层15％
‑
25％的涂布面积被嵌入高折射率玻璃微球；所述高折射率玻璃微球是指折射率大于的透明光学微球或近似圆球体；所采用的高折射率玻璃微球的粒径为0～4000μm的任意单一窄粒径和或多种规格粒径物理混合组成的宽粒径群。2.根据权利要求1所述的一种高折射率玻璃微球的应用，其特征在于，所采用的高折射率玻璃微球粒径为10
‑
1000μm的任意单一窄粒径和或多种规格粒径物理混合组成的宽粒径群。3.根据权利要求1所述的一种高折射率玻璃微球的应用，其特征在于，所述高折射率玻璃微球是指折射率等于1.93
±
0.005的透明光学微球或近似圆球体。4.根据权利要求1所述的一种高折射率玻璃微球的应用，其特征在于，所述高折射率玻璃微球是指在约20
‑
40倍光学显微镜的一个视野内，被目测微球数量等于和不少于150粒，且缺陷微球总数小于统计总数的5％，成圆率≥95％，失透率<3％，比重4.2
±
0.1克/立方厘米的TiO2‑
BaO
‑
SiO2‑
Al2O3或BaO
‑
SiO2‑
TiO2或其它配方配比的高折射率玻璃微球；缺陷微球是指出现缺损、析晶、碎屑、杂质、气泡、条纹等的玻璃微球。5.一种权利要求1至4任一项所述应用所得的红外反射涂层，其特征在于：其结构包括铝板、其上依次涂覆固化的底涂层、中涂层、表涂层及表涂层中被嵌入的高折射率玻璃微球组成；所述底涂层涂料包括底涂层涂料用基料、普钛白和反射钛白，底涂层膜厚40
‑
100μm；所述中涂层涂料包括中涂层用基料及高折射率玻璃微球，中涂层膜厚400
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600μm；所述表涂层涂料包括表涂层用基料、高折射率玻璃微球及非圆型冷彩砂或红外反射微球，表涂层膜厚400
‑
500μm；表涂层突出部分膜干厚50
‑
200μm。6.根据权利要求5所述的一种红外反射涂层，其特征在于，各涂层涂料用基料分别独立选择下述组成按以下质量份数组成：所述底涂层涂料中普通钛白质量份为1
‑
50，反射钛白质量份为2
‑
100，与底涂层涂料用基料中的质量份数基准一致；所述表涂层涂料中非圆型冷彩砂或红外反射微球质量份为100
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800，高折射率玻璃微球质量份为100
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800，与表涂层用基料中的质量份数基准一致；
所述中涂层涂料中高折射率玻璃微球质量份为100
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800，与中涂层用基料中的质量份数基准一致；所述表涂层中被嵌入的高折射率玻璃微球占表涂层涂布面积15％
‑
25％，嵌入深度以实际批刮操作被树脂部分侵没，不掉微球即可，高折射率玻璃微球被嵌入深度为其粒径的1/3～1/2。7.根据权利要求6所述的一种红外反射涂层，其特征在于，所述非圆型冷彩砂是选用粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：张清，张敏，陈荣，
申请(专利权)人：南京冠世晶彩科技有限公司，
类型：发明
国别省市：