一种具有纳米多孔结构助剂的透明隔热涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种具有纳米多孔结构助剂的透明隔热涂料及其制备方法，属于功能性涂料领域。该涂料由水性丙烯酸或环氧改性聚氨脂、具有纳米多孔结构的纳米陶瓷颗粒、半导体氧化物(ZnO、ATO、ITO粉体或浆料)、表面活性剂、流平剂、增稠剂和消泡剂等组成。该涂料的特点是将具有纳米多孔结构的纳米陶瓷颗粒和半导体氧化物等功能助剂均匀地分散到丙烯酸改性聚氨酯或环氧改性聚氨酯透明涂料中，充分发挥纳米材料特性，在保证涂料透光性的前提下，对热量传输的三种方式：传导、对流和辐射进行有效地隔绝，真正起到透明、隔热、环保等作用。该涂料具有优异的综合性能，施工简单，用于石油化工、建筑、汽车等行业，可保持物体表面高透光性的同时又能有较好的隔热效果，节能减排，使被晒物体表面温差可达8-10℃，内部温度可降低2-5℃，节能达30％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米功能性涂料领域，尤其涉及一种可简单刷涂、滚涂或喷涂于物体表面的具有纳米多孔结构助剂的透明隔热涂料及其制备方法。
技术介绍
目前，国内外已经有一些透明隔热涂料的相关研究和专利。其中透明隔热性能较好的是含纳米氧化铟锡(Ι )和氧化锡锑(ATO)的隔热涂层。纳米ΙΤ0、ΑΤ0制成的膜有较高的红外屏蔽效果和较高的透光性，但该材料价格昂贵，难以得到普及，并且其不能很好的实现对热传导的阻隔，即太阳光热量到达物体表面后，其仍然会通过热传导、对流和辐射传 递到内部空间。另外，有些添加了空心微珠和纳米颗粒的涂料，尽管其导热系数小，对于紫外及近红外线也有很好的反射性，隔热性良好，但由于空心微珠自身的不透明性，使这种涂料形成的涂层透光性能得不到满足。
技术实现思路
鉴于上述现有技术所存在的问题，本专利技术提供，可以解决现有的隔热涂料无法兼具高透光率与优良的隔热性的问题，其具有对热阻隔、对紫外光屏蔽，对红外光吸收与反射，对可见光透过之间的协同效应，从而实现既透明又隔热。实现本专利技术目的的技术方案具体如下本专利技术给出一种具有纳米多孔结构助剂的透明隔热涂料，该涂料由改性聚氨酯、纳米多孔结构的纳米陶瓷颗粒、半导体氧化物、表面活性剂、流平剂、增稠剂和消泡剂组成。上述隔热涂料各原料的用量按重量百分比计为改性聚氨脂51~93%纳米多孔结构的纳米陶瓷颗粒I ~ 5%半导体氧化物5 ~ 40%表面活性剂O. 2 ~ I %流平剂O. I ~ 1%增稠剂O. 01 ~ I %消泡剂O. 1~1%。上述隔热涂料中，所述纳米多孔结构的纳米陶瓷颗粒包括纳米多孔SiO2、纳米多孔Al2O3和纳米多孔TiO2中一种或多种组合。上述隔热涂料中，所述纳米多孔结构的纳米陶瓷颗粒包括两级颗粒，其一级颗粒大小为3 8nm, 二级颗粒由一级颗粒和气孔组成,大小为30 80nm ;纳米多孔结构的纳米陶瓷颗粒堆实密度小于O. 2g/cm3,孔隙率大于80%。上述隔热涂料中，所述改性聚氨酯采用水性丙烯酸改性聚氨酯或环氧改性聚氨酯中的任一种。上述隔热涂料中，所述水性丙烯酸改性聚氨酯中的水性丙烯酸采用聚丙乙烯；所述环氧改性聚氨酯中的环氧树脂采用环氧树脂E-44或E-12中的任一种。上述隔热涂料中，所述半导体氧化物采用半导体氧化物粉体或浆料；所述半导体氧化物粉体或浆料采用Ζη0、ΑΤ0、ΙΤ0粉体或浆料中一种或多种组合；所述采用半导体氧化物粉体的颗粒粒径范围为10 70nm。上述隔热涂料中，所述表面活性剂采用全氟烷基四乙基胺； 所述流平剂采用含羟基丙烯酸树脂；所述增稠剂采用聚氨酯缔合增稠剂；所述消泡剂采用聚醚嵌段型消泡剂％。本专利技术一种具有纳米多孔结构助剂的透明隔热涂料的制备方法，该方法包括按上述透明隔热涂料的配方取各原料组分；向占改性聚氨脂总重量30 80%的改性聚氨酯中，加入全部的纳米多孔结构的纳米陶瓷颗粒和表面活性剂，经高速搅拌研磨，充分分散后形成浆料I;将剩余的改性聚氨酯和全部半导体氧化物经高速搅拌充分分散后形成浆料2 ；将上述形成的浆料I与浆料2分别经真空抽虑后，加入流平剂、增稠剂和消泡剂，搅拌混合均匀后，即得到透明隔热涂料。本专利技术的有益效果是通过加入具有纳米多孔结构的纳米陶瓷颗粒和半导体氧化物，使得该透明隔热涂料透光性好，隔热效率高，具有优异的综合性能，用于物体表面时，可保持物体表面高透光性的同时又能有较好的隔热效果，节能减排，被晒物体表面温差可达8-1 (TC，内部温度可降低2-5 °C，节能达30%。附图说明下面给出实施例描述中所需要使用的附图。图I为本专利技术实施例提供的具有纳米多孔结构的纳米陶瓷颗粒的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的具有纳米多孔结构的纳米陶瓷颗粒的透光隔热原理示意图；图3为本专利技术实施例提供的透明隔热材料涂覆使用后的温度变化对比图；图4为本专利技术实施例提供的透明隔热材料的制备方法流程图。具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此为应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术做各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本专利技术实施例给出一种具有纳米多孔结构助剂的透明隔热涂料，该涂料可应用于多种场合，达到既保证高透光率又保证良好隔热性的效果，该涂料由改性聚氨脂、纳米多孔结构的纳米陶瓷颗粒、半导体氧化物、表面活性剂、流平剂、增稠剂和消泡剂组成。本专利技术给出一种具有纳米多孔结构助剂的透明隔热涂料，该涂料由改性聚氨酯、纳米多孔结构的纳米陶瓷颗粒、半导体氧化物、表面活性剂、流平剂、增稠剂和消泡剂组成。上述隔热涂料各原料的用量按重量百分比计为改性聚氧脂51-93%纳米多孔结构的纳米陶瓷颗粒I ~ 5%半导体氧化物5~40% 表面活性剂O. 2 ~ 1%流平剂O. I ~ 1%增稠剂O. 01 ~ I %消泡剂O. 1~1%。上述隔热涂料中的纳米多孔结构的纳米陶瓷颗粒包括纳米多孔SiO2、纳米多孔Al2O3和纳米多孔TiO2中一种或多种组合。上述隔热涂料中的纳米多孔结构的纳米陶瓷颗粒包括两级颗粒，其一级颗粒大小为3 8nm, 二级颗粒由一级颗粒和气孔组成,大小为30 80nm ;纳米多孔结构的纳米陶瓷颗粒堆实密度小于O. 2g/cm3，孔隙率大于80%。上述隔热涂料中的改性聚氨酯采用水性丙烯酸改性聚氨酯或环氧改性聚氨酯中的任一种。其中，水性丙烯酸改性聚氨酯中的水性丙烯酸采用聚丙乙烯；环氧改性聚氨酯中的环氧树脂采用环氧树脂E-44或E-12中的任一种。上述隔热涂料中的半导体氧化物采用半导体氧化物粉体或浆料；所述半导体氧化物粉体或浆料采用ZnO、ATO、ITO粉体或浆料中一种或多种组合；所述采用半导体氧化物粉体的颗粒粒径范围为10 70nm。半导体氧化物若采用半导体氧化物浆料，则可以将颗粒粒径范围为10 70nm的半导体氧化物粉体均匀分布在浆料中形成半导体氧化物浆料。上述隔热涂料中的表面活性剂采用全氟烷基四乙基胺，表面活性剂的用量按重量百分比为O. 2 1% ;所述的流平剂采用含羟基丙烯酸树脂％ ；所述的增稠剂采用聚氨酯缔合增稠剂；增稠剂可以根据粘度加入，若粘度符合要求也可以不加增稠剂。所述的消泡剂采用聚醚嵌段型消泡剂。上述具有纳米多孔结构助剂的透明隔热涂料的制备方法，具体包括以下步骤按上述透明隔热涂料的配方取各原料组分；向占改性聚氨脂总重量30 80%的改性聚氨酯中，加入全部的纳米多孔结构的纳米陶瓷颗粒和表面活性剂，经高速搅拌研磨，充分分散后形成浆料I ;将剩余的改性聚氨酯和全部半导体氧化物经高速搅拌充分分散后形成浆料2 ；将上述形成的浆料I与浆料2分别经真空抽虑后，加入流平剂、增稠剂和消泡剂，搅拌混合均匀后，即得到透明隔热涂料。本专利技术的透明隔热涂料中，通过向改性聚氨酯加入具有纳米多孔结构的纳米陶瓷颗粒和半导体氧化物，使得该透明隔热涂料透光性好，隔热效率高，具有优异的综合性能，用于物体表面时，可保持物体表面高透光性的同时又能有较好的隔热效果，节能减排，被晒物体表面温差可达8-10°C，内部温度可降低2-5°C，节能达30%。下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例I本实施例提供一种透明隔热涂料，是一种具有纳米多孔结构助剂的纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有纳米多孔结构助剂的透明隔热涂料，其特征在于，该涂料由改性聚氨酯、纳米多孔结构的纳米陶瓷颗粒、半导体氧化物、表面活性剂、流平剂、增稠剂和消泡剂组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨大祥，魏梧淞，
申请(专利权)人：中国人民解放军装甲兵工程学院，北京博弈飞科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：