一种金属表面用水性隔热涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金属表面用水性隔热涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。本发明专利技术所述金属表面用水性隔热涂料包括以下重量份的原料：丙烯酸乳液45～55份、分散剂0.1～0.5份、润湿剂0.1～0.6份、消泡剂0.2～0.4份、钛白粉15～30份、陶瓷微粒10～30份、空心玻璃微珠10～20份、改性气凝胶5～20份、中和剂0.1～0.3份、成膜剂1～5份以及增稠剂0.1～1份；所述改性气凝胶为含有氨基和乙氧基的二氧化硅纳米气凝胶。该产品以几种不同的无机填料搭配特殊的改性气凝胶作为主要功效组分，不仅有效提升产品的光反射效果，同时降低该产品的导热系数，与有机树脂基体的相容性好，整体产品稳定性高。性高。

【技术实现步骤摘要】
一种金属表面用水性隔热涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及涂料
，具体涉及一种金属表面用水性隔热涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着工业的发展，生产厂房以及临时建筑所采用的金属材料越来越多，而在高温环境下，这些金属材料需要采用空调或淋水的方式降温，特别一些金属制的石油化工储罐、管道和的反应釜，若不及时降温将可能造成安全事故，但传统的物理降温方式效率不高，同时还会造成能源浪费。
[0003]为了解决金属材料的降温需求，金属基材上的表面隔热涂料应运而生，这些反射隔热涂料一般由基料、热反射颜填料、保温隔热材料和助剂等组成，通过高效反射太阳光及延缓和阻隔热量传递来达到隔热目的，是一种新型降温涂料，一般能对400nm～2500nm范围的太阳红外线和紫外线进行高反射，不让太阳的热量在物体表面进行累积升温，又能自动进行热量辐射散热降温。
[0004]然而，由于这些涂料中主要的热反射颜填料主要为无机填料，考虑到涂料的比重、外观及力学性能等问题，该组分不能过量添加，同时该组分与有机涂料基体存在相容性问题，长时间使用后容易出现性能下降的问题。

技术实现思路

[0005]基于现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供了一种金属表面用水性隔热涂料，该产品以几种特定不同的无机填料搭配特殊的改性气凝胶作为主要功效组分，一方面有效提升产品的光反射效果，另一方面降低该产品的导热系数，同时与有机树脂基体的相容性好，整体产品稳定性高。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0007]一种金属表面用水性隔热涂料，包括以下重量份的原料：
[0008]丙烯酸乳液45～55份、分散剂0.1～0.5份、润湿剂0.1～0.6份、消泡剂0.2～0.4份、钛白粉15～30份、陶瓷微粒10～30份、空心玻璃微珠10～20份、改性气凝胶5～20份、中和剂0.1～0.3份、成膜剂1～5份以及增稠剂0.1～1份；
[0009]所述改性气凝胶为含有氨基和乙氧基的二氧化硅纳米气凝胶。
[0010]本专利技术所述金属表面用水性隔热涂料中，以钛白粉、陶瓷微粒、空心玻璃微珠以及改性气凝胶四种无机填料颗粒相互作用，其中钛白粉和陶瓷微粒可以有效反射外界紫外线，降低外界光线带来的热量积累，而空心玻璃微珠和改性气凝胶这两种特殊的轻量组分可以有效降低整体产品的导热系数，四种关键组分协同实现了产品的优异保温效果，若配比不当或选择不当，均难以实现预期效果。
[0011]而在所述原料中，气凝胶是一种特殊的纳米多孔网状结构固体材料，尤其是常用的二氧化硅纳米气凝胶，其具有极高的孔隙率和基底的密度，相比于常见的二氧化硅填料
具有更好的隔热防护功效，但相对而言其与丙烯酸乳液的接触面积更大，存在相容性问题，非常容易造成产品在使用一段时间后，气凝胶组分漂移至体系表面，导致产品的组分不稳定甚至漆膜开裂现象，而本申请技术方案中，所述改性气凝胶含有特定的氨基和乙氧基，氨基在与丙烯酸乳液接触时发生氧化交联反应，提升涂料固化后改性气凝胶的稳定性，而乙氧基则会在产品中与有机丙烯酸乳液、改性气凝胶或其他无机填料组分上含有的羟基发生缩合反应，使得整体有机和无机原料均连接在一起，相容性提升，同时导热系数也因为气凝胶的分散程度提升而进一步降低。
[0012]优选地，丙烯酸乳液为苯丙乳液、纯丙乳液中的至少一种。
[0013]更优选地，所述丙烯酸乳液的固含量为40～50％，pH为7～9，玻璃化温度为30～40℃。
[0014]对于有机主体丙烯酸乳液而言，为了保障产品在使用过程中具有良好的耐候、耐酸耐碱性以及能够满足隔热涂料的标准，优选使用上述范围内的丙烯酸乳液种类。
[0015]更优选地，所述丙烯酸乳液为蓝德堡集团生产的MT
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102A、MT
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6806、D
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0107
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1、新光新材料生产的XG
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9068、XG
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9728、万华集团生产的Wantipro 0626、Wantipro 0628、Wantipro 0630、恒和永盛集团生产的LR
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8800、LR
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2052、湛新树脂生产的DTM 6919、DTM 6754、陶氏化学生产HG
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100、HG
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200中的至少一种。
[0016]优选地，所述分散剂为阴离子羧酸盐类分散剂、阳离子季铵盐类分散剂、非离子型分散剂中的至少一种。
[0017]优选地，所述润湿剂为羧酸盐类润湿剂、有机硅类润湿剂中的至少一种。
[0018]优选地，所述消泡剂为有机硅类消泡剂和矿物消泡剂的混合物。
[0019]在本专利技术产品中，有机硅类消泡剂消泡能力强，但容易产生缩孔现象，因需要配合矿物消泡剂在产品制备过程中的不同时期搭配添加。
[0020]优选地，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
[0021]更优选地，所述金红石型钛白粉的密度为0.7～0.9g/cm3，D90为6～10μm。
[0022]常见使用的钛白粉主要分为金红石型和锐钛矿型，本专利技术所述产品中在对比性能后发现，金红石型钛白粉更适合于本专利技术产品体系，其具有更好的紫外线反射效果，从而达到隔热功效。
[0023]优选地，所述陶瓷微粒的密度为0.3～0.9g/cm3，D90为3～120μm。
[0024]更优选地，所述陶瓷微粒为3M生产的陶瓷微粒G
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3125或上海汇精亚纳米新材料生产的改性陶瓷微粒。
[0025]3M生产的陶瓷微粒G
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3125具有较低的密度，颗粒尺寸适中，因此使用时的比重也更低，导热系数低，而上海汇精亚纳米新材料生产的改性陶瓷微粒相对而言具有更强的光反射能力，两者基于导热和反射两种原理可在特定环境下实现优异的隔热保温效果。
[0026]优选地，所述中空玻璃微珠的密度为0.15～0.4g/cm3，D90为60～110μm。
[0027]不同的中空玻璃微珠在本专利技术所述产品中的效果有所差异，当密度和粒径不同时，中空玻璃微珠的密度越小，产品的保温效果越好，但相对而言其粒径较大，产品的均匀性有所影响，也会增加产品的施工难度。
[0028]优选地，所述改性气凝胶为硅烷偶联剂改性的二氧化硅纳米气凝胶。
[0029]更优选地，所述改性气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0030]将二氧化硅纳米气凝胶溶于溶剂中，随后加入硅烷偶联剂于70～90℃下搅拌反应至完全，得改性气凝胶；
[0031]所述硅烷偶联剂的分子式为NH2(CH2)
n
Si(OC2H5)3，n＝1～5；
[0032]所述硅烷偶联剂与二氧化硅纳米气凝胶的质量比为1∶(0.25～0.35)。
[0033]更优选地，所述二氧化硅纳米气凝胶为中凝科技生产AG
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DC15、AG
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...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属表面用水性隔热涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：丙烯酸乳液45～55份、分散剂0.1～0.5份、润湿剂0.1～0.6份、消泡剂0.2～0.4份、钛白粉15～30份、陶瓷微粒10～30份、空心玻璃微珠10～20份、改性气凝胶5～20份、中和剂0.1～0.3份、成膜剂1～5份以及增稠剂0.1～1份；所述改性气凝胶为含有氨基和乙氧基的二氧化硅纳米气凝胶。2.如权利要求1所述金属表面用水性隔热涂料，其特征在于，丙烯酸乳液为苯丙乳液、纯丙乳液中的至少一种；优选地，所述丙烯酸乳液的固含量为40～50％，pH为7～9，玻璃化温度为30～40℃。3.如权利要求1所述金属表面用水性隔热涂料，其特征在于，包括以下(a)～(g)中的至少1项：(a)所述分散剂为阴离子羧酸盐类分散剂、阳离子季铵盐类分散剂、非离子型分散剂中的至少一种；(b)所述润湿剂为羧酸盐类润湿剂、有机硅类润湿剂中的至少一种；(c)所述消泡剂为有机硅类消泡剂和矿物消泡剂的混合物；(d)所述中和剂为醇胺类中和剂；(e)所述成膜剂为十二醇酯、二丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、丙二醇二乙酸酯中的至少一种；(f)所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂、碱性溶胀类增稠剂、纤维素类增稠剂、膨润土类增稠剂；(g)所述金属表面用水性隔热涂料的原料还包括10～20重量份水。4.如权利要求1所述金属表面用水性隔热涂料，其特征在于，所述钛白粉为金红石型钛白粉；优选地，所述金红石型钛白粉的密...

【专利技术属性】
技术研发人员：官慧，余飞，严梦华，雷德华，张习文，李可，
申请(专利权)人：广州集泰化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：