一種隔熱涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于涂料領域，具體涉及一種隔熱涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著全球不可再生資源的減少、溫室效應的加劇以及全球環境的惡化，節能環保逐漸成為大家所追求的目標。一方面，城市化的飛速發展，給經濟、社會和環境帶來了巨大挑戰，而城市環境的惡化和城市熱島效應的加劇已成為全球所面臨的重大問題。夏季，建筑物外墻溫度可達40-50°C，這使得建筑物內溫度也較高，需要人工強制降溫，消耗大量電能。據估計，大約40%的能源消耗來自于建筑物，大約15%的電力消耗用于建筑物降溫和取暖。另一方面，夏季太陽輻射強度較高，儲油罐表面溫度可高達70-80°C，而高溫容易造成儲油罐中原油的蒸發損失。因此研究隔熱涂料來降低建筑物能耗和儲油罐原油蒸發損失對節能環保有著重要的意義。
[0003]我國海洋面積廣闊，海岸線長，貝殼資源豐富，每年會有大量貝殼廢棄。貝殼是由碳酸I丐和有機質構成的材料，其中碳酸I丐含量大約為95%，蛋白質、多糖等有機質占有5 %左右。貝殼粉中的碳酸鈣為天然碳酸鈣，也稱為重質碳酸鈣。研究發現，重質碳酸鈣可改善涂料的耐水性和漆膜的強度，細度小的重質碳酸鈣可提高涂料的耐洗刷性，且超細的重質碳酸鈣可提高涂料的流平性、耐化學性、光澤等性能。而且貝殼熱導率低，化學性質穩定，耐磨損性和耐腐蝕性好，因此，以貝殼粉為隔熱涂料的填料能夠顯著地提高隔熱涂料的綜合性能。
[0004]目前商品化的隔熱涂料，部分存在著耐久性和耐污性較差，隔熱性能一般的問題，而且成本較高，使得隔熱涂料的發展受到了一定的限制。如申請號為201310719985.9的中國發明專利，其發明隔熱涂料的反射率只有83%，而本發明的隔熱涂料反射率達到86%;申請號為201410124721.3的中國發明專利，用粉煤灰漂珠作為填料，耐久性和耐污性較差。為了改善這一現狀，使用貝殼粉作為隔熱涂料的填料，可以充分發揮貝殼粉量大易獲取、化學性質穩定、熱導率低和成本低的特點，不僅可以提高涂料的隔熱性能，改善其耐污性和耐洗刷性，還能讓廢棄的貝殼粉變廢為寶，降低涂料生產成本。因此，以貝殼粉為填料的隔熱涂料具有廣泛的應用價值和前景。

【發明內容】

[0005]技術問題:為了克服現有涂料存在的問題，本發明提供一種隔熱涂料及其制備方法，使用一定配比的貝殼粉作為填料，合理優選具有高反射率的顏料，以水性氟碳乳液為成膜樹脂，研制出隔熱性能良好，耐污、耐水，耐洗刷、耐老化、耐酸堿等綜合性能優異的涂料。
[0006]技術方案:本發明的上述目的主要是通過以下技術方案予以實現的:
[0007]本發明的隔熱涂料，按質量百分比計算，各組分組成為:
[0008]成膜樹脂:
[0009]水性氟碳乳液30 %?50 %
[0010]顏料:
[0011]二氧化鈦5%?20%
[0012]隔熱填料:
[0013]貝殼粉10%?30%
[0014]空心微珠5%?20%
[0015]功能助劑:
[0016]潤濕劑0.5%?5%
[0017]分散劑0.5%?5%
[0018]消泡劑0.5%?5%
[0019]增稠劑0.5%?5%
[0020]成膜助劑0.5 %?5 %
[0021]水余量。
[0022]其中:
[0023]所述的水性氟碳乳液為三氟氯乙烯、四氟乙烯或全氟丙烯中的一種或多種混合溶液。
[0024]所述的貝殼粉為200目至2000目中的一種或多種混合粉末。
[0025]本發明的一種隔熱涂料的制備方法，按照以下步驟進行制備:
[0026]首先將貝殼粉與水按照比例混合，使貝殼粉均勻分散在水中后，加入水性氟碳乳液并攪拌均勻，隨后加入潤濕劑、消泡劑和分散劑，得到貝殼粉均勻分散的體系，使用研磨機以50至3000r/min的轉速攪拌，使貝殼粉在漿體中充分分散；
[0027]然后加入二氧化鈦、增稠劑和成膜助劑后，以50至3000r/min的轉速攪拌，最后加入空心微珠，為避免空心微珠破損，以50至3000r/min的轉速攪拌即可得到所述的隔熱涂料。
[0028]有益效果:本發明與現有技術相比，具有以下優點:
[0029](I)本發明首次使用了一種生物質填料一一貝殼粉，設計了一種新型的隔熱涂料。以一定配比的貝殼粉作為填料，既提高了涂料的隔熱性能，耐老化性和耐污性，又解決了現有隔熱涂料耐候性不好和成本較高的問題，并且環保安全，施工方便，具有突出的綜合性會K。
[0030](2)本發明使用一定粒徑分布的貝殼粉作為隔熱填料，不同粒徑大小的貝殼粉具有緊密堆積效應，提升涂層的致密性，同時，低熱導率的貝殼粉能阻礙涂層中熱量的傳遞，具有顯著的隔熱降溫效果。
[0031](3)本發明的隔熱涂料使用了水性氟碳乳液作為成膜樹脂，不僅具有優異的耐候性、耐污性和阻燃抗菌等性能，而且健康環保。
[0032](4)本發明使用二氧化鈦作為涂料顏料，在可見光波段和近紅外波段具有較高的反射率，能有效提尚涂層的隔熱性能。
[0033](5)本發明通過大量的實驗和分析，研究了所用貝殼粉粒徑大小對于涂料隔熱性能的影響，得到了原材料選取和用量的最佳配方，確保涂料具有優異的隔熱降溫性能。
【具體實施方式】
[0034]下面結合實例對本發明進行詳細的描述:
[0035]本發明實施例選用如下原料及關鍵實驗設備:
[0036].水性氟碳乳液，
[0037].二氧化鈦，
[0038].貝殼粉，
[0039].空心微珠，
[0040].消泡劑(乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯復合物)
[0041].分散劑(三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸鈉、甲基戊醇)
[0042].增稠劑(丙烯酸、甲基丙烯酸)
[0043].成膜助劑(丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯)
[0044].高速研磨分散攪拌機，
[0045].斯托默粘度計，型號為STM-1V。
[0046]實施例1
[0047]—.涂料的各組分及配方如下:
[0048](I)水性氟碳乳液10g
[0049](2) 二氧化鈦 40g
[0050](3)貝殼粉(1500 目)30g
[0051](4)空心微珠1g
[0052](5)分散劑 Ig
[0053](6)消泡劑 Ig
[0054](7)增稠劑 Ig
[0055](8)成膜助劑Ig
[0056](9)水 16g
[0057]二.制備步驟如下:
[0058]首先將涂層的各個組分按照上述的配比進行稱量和配料，將貝殼粉(1500目)與水按照比例混合，使貝殼粉均勻分散在水中后，加入水性氟碳乳液并攪拌均勻，隨后加入潤濕劑、消泡劑和分散劑，得到貝殼粉均勻分散的體系，使用裝有鋸齒圓盤式葉輪的研磨機以1000r/min的轉速攪拌，使貝殼粉在漿體中充分分散。
[0059]然后加入鈦白粉、增稠劑和成膜助劑后，以1000r/min的轉速攪拌，最后加入空心微珠，為避免空心微珠破損，以500r/min的轉速攪拌，即可得到1500目貝殼粉隔熱涂料。
[0060]三.涂層性能檢測
[0061]1.太陽反射比測試
[0062]將乳液涂覆在鋁合金板表面，鋁板試樣長寬尺寸為40mmX40mm。
[0063]然后使用紫外分光光度計對涂層太陽反射比進行測量，本實施例的隔熱涂層在可見光波段(400nm?720nm)和近紅外波段(720nm?2500nm)的太陽反射比分別達到了 86%和82%