一种微态激发低碳节能涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及化工涂料技术领域，提供了一种微态激发低碳节能涂料及其制备方法，采用有机或无机硅源制备成水溶液，控制合成条件，加入微态粉体从化学成核、结晶过程开始，形成包覆型的高辐射气凝胶，即在化学合成气凝胶的过程中对微态粉体材料进行包覆处理，得到微态激发低碳气凝胶粉体，然后再采用湿化学法调配得到微态激发低碳节能涂料。本发明专利技术制备的微态激发低碳节能涂料具有优异的辐射热量及隔热的功能，能将涂刷物表面的热量以8

【技术实现步骤摘要】
一种微态激发低碳节能涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及化工涂料
，具体涉及一种功能性绝热涂料及其制备方法，尤其涉及一种微态激发低碳节能涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]近些年，随着工业和建筑业的发展，对功能性化工涂料的需求越来越大，其具有节能作用的绝热涂料更是受到了人们的青睐。绝热涂料又称隔热涂料，是通过阻隔、反射、辐射等热传导机理来降低被涂物体内部的热量积累，从而达到节能、降低内部温度或提高设备安全性等目的的一种功能性涂料。隔热涂料多被涂刷使用在建筑外墙、安装在户外的工业设备的外壁、汽车列车的外壁、航空飞行器外壁等器物或设施的外表面，通过将太阳光中的红外光部分反射回大气中，尽量减少太阳光辐射的热能对建筑物、工业设备、汽车列车或航天飞行器的侵袭，当被太阳炙烤后，以尽量降低建筑物、工业设备、汽车列车或航天飞行器内部的温度，从而减少建筑物、汽车列车或航空飞行器内的空调使用时间，减少使用工业冷却水冷却户外工业设备的水资源消耗量。
[0003]目前，隔热涂料一般分为阻隔型、反射型和辐射型三大类。其中，阻隔型隔热涂料通常是采用玻璃棉、泡沫塑料等材料制备，利用玻璃棉和泡沫塑料中的多孔特性阻隔热能。反射型隔热通常是采用具有反光特性的材料制备，利用化学涂料中的反光材料将部分太阳光反射出器物或设施的外表面。而辐射型隔热涂料的原理为将被涂物体表面吸收到的太阳光中的紫外光、可见光及近红外光转化为热能，将热能以红外辐射的方式穿过大气红外窗口，高效地发射到大气外层，从而达到降低温度的目的。辐射型隔热涂料能够以热发射的形式将吸收的热量辐射至太空，从而使建筑物、工业设备、汽车列车或航天飞行器内部与周围环境一同降温，从而可减轻城市的“热岛”效应。
[0004]因辐射型隔热涂料具有减轻城市“热岛”效应的特点，故近些年已越来越多的得到了人们的重视和研究。但现有的隔热涂料大多采用物理固相合成法，即将填料按配方比例称量后加入有机或无机乳液等辅料混合搅拌配制成涂料，大多通过简单物理混合制成，受扩散动力学的影响，其接触不够充分，难以形成纳米级的空间结构，如公开号为CN87102864A的专利文献公布的复合硅酸盐隔热保温材料及其制备方法，其采用多种轻体非金属矿物，应用静电技术制成的主要成分是含水硅酸镁铝的纤维糊状材料；又如公开号CN1105380A的专利文献公布的复合绝热膏及其制备方法，采用具有危害性的石棉做骨料，其干燥收缩率高，干燥体密度大，导热系数高，保温效果不够理想。
[0005]即现有的绝热型节能涂料在隔热及综合性能方面还有待提高。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于既提供一种隔热及综合性能更优的微态激发低碳节能涂料，又提供该节能涂料的制备方法，采用有机或无机硅源制备成水溶液，控制合成条件，加入微态粉体从化学成核、结晶过程开始，形成包覆型的高辐射气凝胶，即在化学合成气凝胶的过程
中对微态粉体材料进行包覆处理，得到微态激发低碳气凝胶粉体，然后再采用湿化学法调配得到微态激发低碳节能涂料。本专利技术制备的高热辐射节能涂料具有优异的辐射热量及隔热的功能，能将涂刷物表面的热量以8
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13.5μm的波长，以红外辐射的方式发射出去。从而能有效的阻隔热量的传导，达到显著的隔热降温效果。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种微态激发低碳节能涂料，按质量份，包括：
[0009]复合气凝胶粉体
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50
‑
70％
[0010]辅助添加剂
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30
‑
50％；
[0011]其中，复合气凝胶粉体，是将气凝胶浆料放入干燥釜，在干燥釜内充入氮气赶氧，直至干燥釜内氧含量小于2％，然后对干燥釜内的物料进行干燥制得；
[0012]所述气凝胶浆料，是将溶胶浆料在反应釜内进行搅拌并加入浓度为5％～10％的硫酸溶液或硝酸溶液，调节浆料的酸碱度至PH7～8，控制反应釜内的气压值在1～2Mpa范围内，反应2h；然后将反应釜内的气压值调至常压后，通入CO2气体，老化12～24h，再澄清过滤制得；
[0013]所述溶胶浆料，是在硅酸钠溶液中加入微态粉体制得；
[0014]所述微态粉体，按质量份，包括以下组分：
[0015][0016]所述硅酸钠溶液，是采用模数为2～3的硅酸钠或偏硅酸钠固体溶于水中，搅拌加入溶液质量2～3％的氢氧化钙进行除杂，待反应过滤后制得；
[0017]其中，所述辅助添加剂，按质量份，包括以下组分：
[0018][0019][0020]所述微态粉体的各组分的粒径分别为：纳米二氧化钛粉体1～1000nm，硅酸锆微粉1～5μm，堇青石粉体5～10μm，稀土复合型氧化铝粉体10～15μm。
[0021]优选的，在制备所述溶胶浆料时，所述微态粉体在硅酸钠溶液中的固含量为40～60％。
[0022]进一步的，在制备所述气凝胶浆料时，加入正己烷、正庚烷、甲醇、乙醇中的一种或者多种具有低表面张力的溶剂进行溶剂置换，后加入硅烷偶联剂和双(三甲硅基)乙酰胺进
行改性。
[0023]优选的，所述硅烷偶联剂为六甲基二硅氮烷。
[0024]更进一步的，在制备复合气凝胶粉体时，调节干燥釜内的气压至负压0.08—0.12MPa，温度为30～50℃，进行微波真空干燥，制得固态粉末状的微态激发低碳的复合气凝胶粉体。
[0025]优选的，在制备所述硅酸钠溶液，硅酸钠或偏硅酸钠固体与所溶于水液的固液质量比为1：2～3。
[0026]第二方面，本专利技术还提供了一种微态激发低碳节能涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0027]步骤S100.选取模数为2～3的硅酸钠或偏硅酸钠固体溶于水中，搅拌并加入溶液质量为2～3％的氢氧化钙继续搅拌10～60min，搅拌转速为100r/min以上，反应1～3小时后过滤，得到硅酸钠溶液；
[0028]步骤S200.在硅酸钠溶液中，加入粒径为：纳米二氧化钛粉体1～1000nm、硅酸锆微粉1～5μm、堇青石粉体5～10μm和稀土复合型氧化铝粉体10～15μm，搅10～60min，搅拌转速为1000r/min以上，粉体加入量的质量比依次为：0.1～0.5：0.1～0.2：0.1
‑
0.5：0.3
‑
0.7，控制溶液中的固含量为0.4～0.6；
[0029]步骤S300.搅拌并加入浓度为5％～10％的硫酸溶液或硝酸溶液，调节浆料的酸碱度至PH7～8，控制反应釜内的气压值在1～2Mpa范围内，反应2h；然后将反应釜内的气压值调至常压后，通入CO2气体，老化12～24h，再澄清过滤获得气凝胶浆料；
[0030]步骤S400.向气凝胶浆料中加入低表面张力的溶剂进行溶剂置换，然后加入硅烷偶联剂和双(三甲硅基)乙酰胺进行表面改性；
[0031]步骤S500.将改性后的气凝胶浆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微态激发低碳节能涂料，其特征在于，按质量份，包括：复合气凝胶粉体
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50
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70％辅助添加剂
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50％；其中，复合气凝胶粉体，是将气凝胶浆料放入干燥釜，在干燥釜内充入氮气赶氧，直至干燥釜内氧含量小于2％，然后对干燥釜内的物料进行干燥制得；所述气凝胶浆料，是将溶胶浆料在反应釜内进行搅拌并加入浓度为5％～10％的硫酸溶液或硝酸溶液，调节浆料的酸碱度至PH7～8，控制反应釜内的气压值在1～2Mpa范围内，反应2h；然后将反应釜内的气压值调至常压后，通入CO2气体，老化12～24h，再澄清过滤制得；所述溶胶浆料，是在硅酸钠溶液中加入微态粉体制得；所述微态粉体，按质量份，包括以下组分：所述硅酸钠溶液，是采用模数为2～3的硅酸钠或偏硅酸钠固体溶于水中，搅拌加入溶液质量2～3％的氢氧化钙进行除杂，待反应过滤后制得；其中，所述辅助添加剂，按质量份，包括以下组分：所述微态粉体的各组分的粒径分别为：纳米二氧化钛粉体1～1000nm，硅酸锆微粉1～5μm，堇青石粉体5～10μm，稀土复合型氧化铝粉体10～15μm。2.根据权利要求1所述的一种微态激发低碳节能涂料，其特征在于：在制备所述溶胶浆料时，所述微态粉体在硅酸钠溶液中的固含量为40～60％。3.根据权利要求1所述的一种微态激发低碳节能涂料，其特征在于：在制备所述气凝胶浆料时，加入正己烷、正庚烷、甲醇、乙醇中的一种或者多种具有低表面张力的溶剂进行溶剂置换，后加入硅烷偶联剂和双(三甲硅基)乙酰胺进行改性。4.根据权利要求3所述的一种微态激发低碳节能涂料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为六甲基二硅氮烷。5.根据权利要求1所述的一种微态激发低碳节能涂料，其特征在于：在制备复合气凝胶粉体时，调节干燥釜内的气压至负压0.08—0.12MPa，温度为30～50℃，进行微波真空干燥，
制得固态粉末状的微态激发低碳的复合气凝胶粉体。6.根据权利要求1所述的一种微态激发低碳节能涂料，其特征在于：在制备所述硅酸钠溶液，硅酸钠或偏硅酸钠固体与所溶于水液的固液质量比为1：2～3。7.一种微态激发低碳节能涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S100.选取模数为2～3的硅酸钠或偏硅酸钠固体溶于水中...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘闽瑶，
申请(专利权)人：刘闽瑶，
类型：发明
国别省市：