專利名稱：一種氟碳納米太陽能隔熱反射涂料及制備方法和使用方法
技術領域：
本發明涉及隔熱反射涂料領域，具體為一種氟碳納米太陽能隔熱反射涂料及其制備方法和使用方法。
背景技術：
根據波長的長短，太陽光可以分為紫外線、可見光和紅外線。紫外線的波長小于400nm,約占太陽總能量的5%。可見光波長在400nm_760nm，約占太陽總能量的45%。而紅外線的波長大于760nm，約占太陽總能量的50%。可見，太陽能主要集中于可見光區和紅外區，隔熱反射涂料也主要是反射可見光和紅外線。
節能高的反射隔熱涂料，是在鋁基反光隔熱涂料基礎上發展而來，通過選擇合適的樹脂、金屬或金屬氧化物顏、填料及生產工藝，制得高反射率涂層，反射太陽光來達到隔熱目的。夏季陽光照在建筑物屋頂上，頂樓房間的室內溫度要比樓下房間高出3 5°C。許多發達國家中，噴淋裝置、空調、冷氣機和電風扇等降溫制冷設備所耗用的能量，占全年總能耗的20%以上。采用太陽熱反射涂料則可克服或緩解這些問題，因此具有廣闊的前景。據美國一家公司測算，使用太陽熱反射涂料可以節約15% 20%的空調費。它的性能特點決定了其目標市場在石油化工領域、糧儲倉庫部門、建筑業及車輛、船舶的制造業等方面，市場范圍相當廣泛。改革開放以來，建筑業、石油工業、運輸業、兵器工業等迅速發展，要求使用反射太陽能的新型涂料，以降低暴露在太陽輻射熱下的裝備表面涂層溫度，從而阻止熱能傳導，達到改善工作環境，提高安全性等目的。目前，國外在太陽熱反射涂料的理論研究方面較完善，已廣泛應用于很多領域。例如，建筑業的屋頂和玻璃幕墻用熱反射涂料、石油工業的海上鉆井平臺、油罐、石油管道用太陽熱反射涂料，運輸業的汽車、火車、飛機表面用太陽熱反射涂料、造船工業的船殼、甲板用太陽熱反射涂料，以及兵器及航天工業的坦克、軍艦、火箭、宇宙飛船用太陽熱反射涂料。國內研制太陽熱反射涂料的報道近幾年數量有所增多，現有蘭州涂料研究所研制用于火箭液氧貯罐表面的涂料，以防止貯罐溫度升高，液氧汽化，熱反射率近75% (白色)。華北石油化工建筑材料廠研制的HC太陽能屏蔽防腐涂料，用于石油制品貯罐的熱反射涂料，以及天津大學分析中心、北京化工大學材料科學與工程學院、中科院廣州太陽研究所、海洋化工研究院等單位，在熱反射涂料方面都有報道。目前，有代表性的產品品牌，如美國的Therma-Cover,德國的ThermoShield,澳大利亞的Insulseal。由于成本較高，目前在國內均沒有大量推廣應用。

發明內容
本發明的目的在于提供一種施工作業簡單、反射率高、隔熱效果好、高防腐性、高耐候性、高自潔性、低摩擦性的雙組份氟碳納米太陽能隔熱反射涂料及其制備方法和使用方法，可以提升現有太陽能隔熱反射涂料技術的關鍵性能指標。本發明的技術方案如下
一種氟碳納米太陽能隔熱反射涂料，該涂料含有單獨包裝的組份A和組份B，組份A有氟碳樹脂、納米TiO2濃縮漿、紅外線反射顏料、空心微珠、助劑、有機溶劑，組份B為交聯劑；其中，組份A中各種原料的質量份數為氟碳樹脂4(Γ70份；納米TiO2濃縮漿1 10份；紅外線反射顏料10 30份；空心微珠3 10份；助劑Γ5份；有機溶劑1(Γ20份；組份A與組份B的質量比=100 :10 15。所述的氟碳納米太陽能隔熱反射涂料，氟碳樹脂由三氟氯乙烯、脂肪酸乙烯酯、羥·基乙烯基醚和脂肪族烯酸四元共聚而成。所述的氟碳納米太陽能隔熱反射涂料,納米TiO2濃縮衆由納米TiO2、聚合物分散劑和丙二醇甲醚醋酸酯均勻混合而成，按質量比計，納米TiO2:聚合物分散劑丙二醇甲醚醋酸酯=1:0.1 O. 2:2 3，納米TiO2的粒度為50-200nm。所述的氟碳納米太陽能隔熱反射涂料，聚合物分散劑為聚丙烯酸鹽聚合物分散劑或聚氨酯嵌段聚合物分散劑。所述的氟碳納米太陽能隔熱反射涂料，交聯劑為縮二脲。所述的氟碳納米太陽能隔熱反射涂料，機溶劑為醋酸正丁酯、二甲苯、乙二醇乙醚醋酸酯，按質量比1:1:1混合的有機溶劑。所述的氟碳納米太陽能隔熱反射涂料，助劑是分散劑、流平劑和消泡劑的混合物，分散劑用量為組份A各原料總質量的O. 005、. 02倍，流平劑用量為組份A各原料總質量的
O.00Γ0. 005倍，消泡劑用量為組份A各原料總質量的O. 00Γ0. 007倍。所述的氟碳納米太陽能隔熱反射涂料的制備方法，包括如下步驟I)納米漿的制備將納米TiO2、聚合物分散劑、丙二醇甲醚醋酸酯，按質量比1: (0.1 0.2): (2 3)混合后，進行納米珠磨處理3-8遍，制得納米二氧化鈦漿；2)組份A的制備按組份A配方質量比，在容器中加入氟碳樹脂的40_60wt%、納米TiO2濃縮漿、助劑中的分散劑、有機溶劑的20-40wt%，攪拌均勻后加入紅外線反射顏料、空心微珠，預分散、研磨，至細度30微米以下；再加入剩余的氟碳樹脂和其他助劑，并用剩余的有機溶劑調節粘度至200-2000mPa· S，攪拌均勻后經200目篩網過濾得組份A;3)氟碳納米太陽能隔熱反射涂料的制備將組份A與組份B按比例均勻混合，經各項技術指標檢驗合格后計量包裝。所述的氟碳納米太陽能隔熱反射涂料的使用方法，該涂料采用噴涂或刷涂施工，干燥條件為常溫自干或低溫烘烤，烘烤溫度80°C 105°C，烘烤時間6(Γ120分鐘。本發明中，原材料如下1、氟碳樹脂是由三氟氯乙烯、脂肪酸乙烯酯、羥基乙烯基醚和脂肪族烯酸四元共聚而成的氟碳樹脂(如臺灣長興公司的ETERFL0N4101樹脂)，產品指標羥值60mgK0H/g，固體含量60% ;其它公司生產的氟碳樹脂，只要性能指標合格，亦可采用。2、納米TiO2濃縮漿可以采用中科納米涂料技術(蘇州)有限公司生產的NanoslOOO型納米氧化鈦濃縮漿。其中，聚合物分散劑為聚羧酸鹽聚合物分散劑或聚氨酯嵌段聚合物分散劑，如英國ICI公司的Solsperse-2000或Solsperse-4000,德國畢克化學公司的 Disperbykl80 等。3、紅外線反射顏料為美國薛特顏料公司(The Sheoherd Color Company)的ARCTIC酷冷系列紅外線反射無機顏料，如黃YellowlOC112顏料、棕Brownl57、藍Blue424、綠Greenl87B、黑Black411A等，或者美國福祿公司(Ferro)的Cool Color&Eclipse系列紅外線反射無機顏料，也可以選用其它公司性能相當的紅外線反射顏料，只要性能指標合格，亦可采用。如鈦鎳銻黃、鈦鎳黃或綠光鈦黃等。4、空心微珠為上海格潤亞納米材料有限公司的空心微珠(Cenospheres)產品，也可以選用其它公司性能相當的空心微珠(Cenospheres)產品，只要性能指標合格,亦可采用；空心微珠主要成分是二氧化硅(55-65wt%)和三氧化二鋁(26-35wt%)，經過1400°C高溫燒制分選而成，直徑在5-300微米之間。5、助劑是分散劑、流平劑和消泡劑的混合物，分散劑、流平劑和消泡劑為涂料領域常用助劑，如海明斯特殊化學(ELEMENTIS SPECIALTIES)公司產品，其中(I)分散劑，成份為聚合物，聚合物可以為聚羧酸、聚羧酸鹽或聚丙烯酸等潤濕分散劑，如海明斯特殊化學公司(ELEMENTIS SPECIALTIES)的 Disponer9250 或 NU0SPERSEFX9086潤濕分散劑，用量為組份A各原料總質量的0. 005 0. 02倍；(2)流平劑，成份為氟改性丙烯酸酯共聚物，如海明斯特殊化學(ELEMENTISSPECIALTIES)公司的LeVelol837丙烯酸酯流平劑，用量為組份A各原料總質量的
0.001 0. 005 倍；(3)消泡劑，成份為聚醚改性聚硅氧燒，如海明斯特殊化學(ELEMENTISSPECIALTIES)公司的Dedom5300或Dedom5400聚硅氧烷溶劑型消泡劑，用量為組份A各原料總質量的0. 001-007倍。6、交聯劑為縮二脲，如德國BAYER公司的DESM0DEYN75等。本發明相比現有太陽能隔熱反射涂料技術具有如下優點1、本發明氟碳納米太陽能隔熱反射涂料，通過引入氟碳樹脂與納米TiO2濃縮漿、高性能紅外線反射顏填料，比傳統的太陽能隔熱反射涂料性能有重大提升，主要體現在其形成的涂膜具有反射率高、隔熱效果好、高防腐性、高耐候性、高自潔性、低摩擦性等優勢。2、本發明氟碳納米太陽能隔熱反射涂料，可用于建筑業的屋頂和玻璃幕墻，石油工業的海上鉆井平臺、油罐、石油管道，運輸業的汽車、火車、飛機表面，造船工業的船殼、甲板，以及兵器及航天工業的坦克、軍艦等。3、本發明氟碳納米太陽能隔熱反射涂料，適合常溫干燥或低溫烘烤干燥，其形成的涂膜具有反射率高、隔熱效果好、高防腐性、高耐候性、高自潔性、低摩擦性等特性。本發明氟碳納米太陽能隔熱反射涂料，具有如下特點1、施工工藝簡單，可噴涂、輥涂、刷涂；2、涂膜反射率高、隔熱效果好；3、耐鹽霧性和耐老化性優異；4、漆膜表面自潔性高、抗污性好，易清洗；5、漆膜表面摩擦性低。
具體實施例方式下面通過實施例和比較例對本發明加以進一步說明，但本發明不只限于這些實施例。實施例1在500ml的燒杯中，加入氟碳樹脂ETERFL0N4101 (臺灣長興公司)35克，納米TiO2濃縮漿中科納米涂料技術(蘇州)有限公司3克，分散劑(助劑)NU0SPERSE FX908海明斯特殊化學(ELEMENTIS SPECIALTIES)公司lg，混合溶劑3g，攪拌均勻后加入紅外線反射顏料黃YellowlOC11美國薛特顏料公司Shepherd
20g，空心微珠上海格潤亞納米材料有限公司5g，預分散、研磨，達到規定細度30 μ m時，按配方量加入剩余ETERFL0N4101氟碳樹脂25g和流平劑Levelol83海明斯特殊化學(ELEMENTIS SPECIALTIES)公司O. 2g、消泡劑Dedom5400海明斯特殊化學(ELEMENTIS SPECIALTIES)公司O. 3g及混合溶劑7. 5g調節粘度至300-400mPa · s，攪拌均勻后經200目篩網過濾得組份A ;將組份A與組份 BDESM0DEYN75，德國BAYER公司按質量比例100:10配比均勻混合，經各項技術指標檢測，檢驗合格后計量包裝。本實施例中，納米TiO2濃縮衆可以為納米TiO2、聚合物分散劑Solsperse-4000英國ICI公司和丙二醇甲醚醋酸酯均勻混合而成，按質量比計，納米TiO2:聚合物分散劑丙二醇甲醚醋酸酯=1:0. 2:3，納米TiO2的粒度為50-100nm。本實施例中，混合溶劑為醋酸正丁酯、二甲苯、乙二醇乙醚醋酸酯，按質量比1:1:1混合的有機溶劑。本實施例中，涂料采用噴涂或刷涂施工，干燥條件為常溫自干或低溫烘烤，烘烤溫度90°C，烘烤時間90分鐘。實施例2 5操作步驟和反應條件同實施例1，原料具體用量如表I。制得的氟碳納米太陽能隔熱反射涂料，性能如表2。表1.實施例1 5原料配比(wt/wt)
權利要求
1.一種氟碳納米太陽能隔熱反射涂料，其特征在于，該涂料含有單獨包裝的組份A和組份B，組份A有氟碳樹脂、納米TiO2濃縮漿、紅外線反射顏料、空心微珠、助劑、有機溶劑，組份B為交聯劑；其中， 組份A中各種原料的質量份數為 氟碳樹脂40 70份；納米TiO2濃縮漿I 10份；紅外線反射顏料10 30份；空心微珠3~10份；助劑Γ5份；有機溶劑1(Γ20份； 組份A與組份B的質量比=100 :1(Γ 5。
2.根據權利要求1所述的氟碳納米太陽能隔熱反射涂料，其特征在于，氟碳樹脂由三氟氯乙烯、脂肪酸乙烯酯、羥基乙烯基醚和脂肪族烯酸四元共聚而成。
3.根據權利要求1所述的氟碳納米太陽能隔熱反射涂料，其特征在于，納米TiO2濃縮漿由納米TiO2、聚合物分散劑和丙二醇甲醚醋酸酯均勻混合而成，按質量比計，納米TiO2:聚合物分散劑丙二醇甲醚醋酸酯=1:0.1 O. 2:2 3，納米TiO2的粒度為50-200nm。
4.根據權利要求3所述的氟碳納米太陽能隔熱反射涂料，其特征在于，聚合物分散劑為聚丙烯酸鹽聚合物分散劑或聚氨酯嵌段聚合物分散劑。
5.根據權利要求1所述的氟碳納米太陽能隔熱反射涂料，其特征在于，交聯劑為縮二脲。
6.根據權利要求1所述的氟碳納米太陽能隔熱反射涂料，其特征在于，有機溶劑為醋酸正丁酯、二甲苯、乙二醇乙醚醋酸酯，按質量比1:1:1混合的有機溶劑。
7.根據權利要求1所述的氟碳納米太陽能隔熱反射涂料，其特征在于，助劑是分散齊U、流平劑和消泡劑的混合物，分散劑用量為組份A各原料總質量的O. 005、. 02倍，流平劑用量為組份A各原料總質量的O. 001 O. 005倍，消泡劑用量為組份A各原料總質量的O.001 O. 007 倍。
8.根據權利要求1所述的氟碳納米太陽能隔熱反射涂料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 O納米漿的制備 將納米TiO2、聚合物分散劑、丙二醇甲醚醋酸酯，按質量比1: (O.1 O. 2): (2 3)混合后，進行納米珠磨處理3-8遍，制得納米二氧化鈦漿； 2)組份A的制備 按組份A配方質量比，在容器中加入氟碳樹脂的40-60wt%、納米TiO2濃縮漿、助劑中的分散劑、有機溶劑的20-40wt%，攪拌均勻后加入紅外線反射顏料、空心微珠，預分散、研磨，至細度30微米以下；再加入剩余的氟碳樹脂和其他助劑，并用剩余的有機溶劑調節粘度至200-2000mPa · s，攪拌均勻后經200目篩網過濾得組份A ; 3)氟碳納米太陽能隔熱反射涂料的制備 將組份A與組份B按比例均勻混合，經各項技術指標檢驗合格后計量包裝。
9.根據權利要求1所述的氟碳納米太陽能隔熱反射涂料的使用方法，其特征在于，該涂料采用噴涂或刷涂施工，干燥條件為常溫自干或低溫烘烤，烘烤溫度80°C 105°C，烘烤時間6(Tl20分鐘。
全文摘要
本發明涉及一種氟碳納米太陽能隔熱反射涂料及其制備方法和使用方法，該涂料可用于建筑業的屋頂和玻璃幕墻，石油工業的海上鉆井平臺、油罐、石油管道，運輸業的汽車、火車、飛機表面，造船工業的船殼、甲板，以及兵器及航天工業的坦克、軍艦等。按質量百分比計，組份A包括氟碳樹脂40%~70%，納米TiO2濃縮漿1%~10%，紅外線反射顏料10％～30%，空心微珠3~10%，助劑1%~5％，有機溶劑10%~20%；組份B為交聯劑。1)將組分A各種原材料按比例配好，分散、研磨至細度30微米以下；2)將組份A與組份B混合固化制備成氟碳納米太陽能隔熱反射涂料。本發明涂料適合常溫干燥或低溫烘烤干燥，其形成的涂膜具有反射率高、隔熱效果好、高防腐性、高耐候性、高自潔性、低摩擦性等特性。
文檔編號C09D127/12GK103013241SQ201210495988
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月28日 優先權日2012年11月28日
發明者韓行勇, 邱再明, 于清章, 劉欣, 郭積鋮 申請人:大連裕祥科技集團有限公司