单组分水性热反射隔热多彩涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种单组分水性热反射隔热多彩涂料及其制备方法，通过干法改性玻璃空心微球，使玻璃空心微球在涂层中形成三维的具有一定厚度的致密层，在此基础上，结合分级混料的方式，一方面使玻璃空心微球悬浮于产品中，另一方面减少了玻璃空心微球之间的树脂和填料，避免形成热流通路，产生微型轴承效应，使其流动性极佳，在涂料中充分分散，紧密排列起来形成一个完整的空心隔离层，从而提高隔热效果，同时还具有优异的隔音效果，在10nm～2500nm范围的太阳光紫外光区、可见光区和红外光区均具有高反射率，且产品的力学性能、耐候性、耐酸碱、抗老化及防水硬度等指标要求均满足高级外墙涂料的性能。墙涂料的性能。墙涂料的性能。

【技术实现步骤摘要】
单组分水性热反射隔热多彩涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑涂料
，具体而言涉及一种单组分水性热反射隔热多彩涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]20世纪70年代以来，世界气候变暖，气温逐年上升，同时能源消耗也是当今世界面临的重大难题。因此，开发出能令被涂物在太阳光照射下产生降温效果的隔热节能涂料已成主流趋势。
[0003]热反射隔热涂料是一种具有较高太阳反射比和较高红外发射率的涂料，能对400nm～2500nm范围的太阳红外光区和可见光区进行高反射，热反射率高，又能自动进行热量辐射散热从而降低物体的温度，同时涂料中热导率极低的空心微珠起到隔热的功能，确保了物体内部空间能保持较低温度的状态。
[0004]目前市场上常见的热反射隔热涂料填料选用金红石型钛白粉，其化学性质极为稳定且作为白色着色剂，具有补强、防老化和填充等作用，更能在400nm～2500nm范围的太阳光可见光区和红外光区具有高反射率，但是其在10nm～400nm的紫外光区吸光度高反射率低的缺点，无法有效阻挡高频率和高能量的紫外线。
[0005]作为具备较高太阳光反射率的玻璃空心微球密度较低且不溶于水，在水性涂料中分散性较差。目前常见的改性方式包括化学反应改性、表面包覆改性、机械力化学改性和高能表面改性等。这些改性方法虽然提高了玻璃空心微球的分散性能，但仍然不能充分分散，从而无法获得满意的隔热效果，并且以上方式采用有机溶剂作为分散剂进行湿法改性，不仅产生消耗大量有机溶剂造成浪费，而且产生大量废液造成环境污染。r/>
技术实现思路

[0006]本专利技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种单组分水性热反射隔热多彩涂料及其制备方法，通过干法改性玻璃空心微球，使玻璃空心微球在涂层中形成三维的具有一定厚度的致密层，从而实现有效隔热的目的，且解决了使用大量无水乙醇并产生大量有机废液的问题，同时缩短了生产周期。
[0007]第一方面，本专利技术涉及一种单组分水性热反射隔热多彩涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]填料浆料的制备：将碳酸钙、硫酸钡、分散剂、流平剂、消泡剂和水混合研磨、过滤后备用；
[0009]改性玻璃空心微球的制备：将玻璃空心微球置于保持第一温度区间的容器中，抽除真空并搅拌，搅拌结束后卸除真空，降温至第二温度区间，再在搅拌的条件下滴加乙醇和硅烷偶联剂的混合液，直至硅烷偶联剂均匀的包裹在玻璃空心微球上，得到混合物，将所述混合物进行真空干燥，得到改性玻璃空心微球；
[0010]多彩色浆的制备：将炭黑和/或氧化铁黄、分散剂、消泡剂和水混合研磨、过滤后备
用；
[0011]成品的制备：将制备好的填料浆料、改性玻璃空心微球、多彩色浆、水性丙烯酸酯乳液和增稠剂混合，并进行搅拌分散、过滤，得到单组分水性热反射隔热多彩涂料。
[0012]优选地，填料浆料的制备中，按照以下组分和重量份数备料：
[0013]碳酸钙20～40份；硫酸钡8～15份；分散剂5～10份；流平剂0.1～0.5份；消泡剂0.1～0.5份；水30～50份。
[0014]优选地，改性玻璃空心微球的制备中，按照以下组分和重量份数备料：
[0015]玻璃空心微球94～96份；乙醇4～5份；硅烷偶联剂0.9～1.1份。
[0016]优选地，多彩色浆的制备中，按照以下组分和重量份数备料：
[0017]炭黑0.8～1.0份和/或氧化铁黄0.8～1.0份；分散剂5～10份；消泡剂0.1～0.5份；水90～95份。
[0018]优选地，成品的制备中，按照以下组分和重量份数备料：
[0019]填料浆料35～40份；改性玻璃空心微球5～15份；多彩色浆0.5～1.0份；水性丙烯酸酯乳液35～50份；增稠剂0.1～0.5份。
[0020]优选地，改性玻璃空心微球的制备中，所述第一温度区间为[75,85]，第二温度区间为[57,63]；抽真空至真空度≥
‑
0.08MPa。
[0021]优选地，玻璃空心微球的粒径为20～30μm。
[0022]优选地，水性丙烯酸酯乳液的pH为6.0～8.0；
[0023]碳酸钙的粒径为3000目，硫酸钡的粒径为3000目；
[0024]炭黑粒子的粒径在50～150nm，氧化铁黄粒子的粒径在80～150nm。
[0025]第二方面，本专利技术涉及一种前述制备方法制备的单组分水性热反射隔热多彩涂料。
[0026]优选地，包括以下重量份数的组分：水性丙烯酸酯乳液35～50份；碳酸钙7～16份；硫酸钡3～6份；改性玻璃空心微球5～15份；分散剂2～4份；流平剂0.04～0.2份；消泡剂0.04～0.2份；增稠剂0.1～0.5份；炭黑0.002～0.01份和/或氧化铁黄0.002～0.01份；水10～20份。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的显著有益效果在于：
[0028]本专利技术的制备方法，通过干法改性，在加热环境下，采用少量乙醇和硅烷偶联剂的混合液与玻璃空心微球混合，硅烷偶联剂亲无机物的基团发生水解并生成Si
‑
OH基，其与玻璃空心微球的二氧化硅形成氢键并形成一层紧密的包裹，如此不仅提高了与乳液基体树脂和其他物料的亲和性，而且增加玻璃空心微球本身的比重和有效玻璃空心微球的比例。在此基础上，结合分级混料的方式，一方面使玻璃空心微球悬浮于产品中，另一方面减少了玻璃空心微球之间的树脂和填料，避免形成热流通路，产生微型轴承效应，使其流动性极佳，在涂料中充分分散，紧密排列起来形成一个完整的空心隔离层，从而提高隔热效果。
[0029]本专利技术的单组分水性热反射隔热多彩涂料，不仅具有良好的隔热效果，还具有优异的隔音效果，在10nm～2500nm范围的太阳光紫外光区、可见光区和红外光区均具有高反射率；并且本专利技术的涂料为单组分产品，无需添加固化剂或其他助剂，采用喷涂、辊涂或刮涂工艺直接施工即可，应用方便；其水性体系中不含对人体有害物质、不会对环境造成污染且色彩多样性可以很好的对建筑外墙进行美化装饰。
[0030]本专利技术的涂料，可根据不同的需要加入不同配方和不同浓度的无机颜料色浆，以得到不同颜色的产品，满足不同环境下的特殊要求。
附图说明
[0031]图1是本专利技术的单组分水性热反射隔热多彩涂料的工艺流程图。
[0032]图2是本专利技术可选的实施例中物料分散混合器的结构示意图。
[0033]图3是本专利技术可选的实施例中物料分散混合器的釜体的剖面图。
[0034]图4是本专利技术可选的实施例中物料分散混合器的机头的结构示意图。
[0035]图5a是本专利技术实施例1中的玻璃空心微球改性前的SEM图(3000倍)。
[0036]图5b是本专利技术实施例1中的玻璃空心微球改性前的SEM图(1000倍)。
[0037]图6a是本专利技术实施例1中的玻璃空心微球改性后的SEM图(3000倍)。
[0038]图6b是本专利技术实施例1中的玻璃空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单组分水性热反射隔热多彩涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：填料浆料的制备：将碳酸钙、硫酸钡、分散剂、流平剂、消泡剂和水混合研磨、过滤后备用；改性玻璃空心微球的制备：将玻璃空心微球置于保持第一温度区间的容器中，抽除真空并搅拌，搅拌结束后卸除真空，降温至第二温度区间，再在搅拌的条件下滴加乙醇和硅烷偶联剂的混合液，直至硅烷偶联剂均匀的包裹在玻璃空心微球上，得到混合物，将所述混合物进行真空干燥，得到改性玻璃空心微球；多彩色浆的制备：将炭黑和/或氧化铁黄、分散剂、消泡剂和水混合研磨、过滤后备用；成品的制备：将制备好的填料浆料、改性玻璃空心微球、多彩色浆、水性丙烯酸酯乳液和增稠剂混合，并进行搅拌分散、过滤，得到单组分水性热反射隔热多彩涂料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，填料浆料的制备中，按照以下组分和重量份数备料：碳酸钙20～40份；硫酸钡8～15份；分散剂5～10份；流平剂0.1～0.5份；消泡剂0.1～0.5份；水30～50份。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，改性玻璃空心微球的制备中，按照以下组分和重量份数备料：玻璃空心微球94～96份；乙醇4～5份；硅烷偶联剂0.9～1.1份。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，多彩色浆的制备中，按照以下组分和重量份数备料：炭黑0.8～1.0份和/或氧化铁黄0.8～1.0份；分散剂5～10份；消泡剂0.1～0.5份；水90～95份。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永强，李广振，王柱，
申请(专利权)人：南京星起源新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：