CN109943167A - 一种高反射隔热涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高反射隔热涂料，包括底漆层和面漆层，所述底漆层由以下组分(重量份)组成：平均粒径300nm金红石钛白粉10％～15％，平均粒径300nm空心玻璃微珠10％～20％，平均粒径200nm滑石粉5％～10％，二氯化铁0.5％～1.5％，有机硅改性丙烯酸40％～50％，纯净水15％～20％，所述面漆层由以下组分(重量份)组成：平均粒径10μm高岭土3％～12％，平均粒径10μm金红石钛白粉3％～12％，平均粒径20μm空心玻璃微珠组10％～25％，平均粒径20μm滑石粉5％～10％，二氯化铁0.5％～1.5％，有机硅改性丙烯酸40％～50％，纯净水15％～20％。本发明旨在提供一种高反射隔热涂料，该涂料具有：导热系数超低、隔热性能好、柔性好、耐久、耐沾污、施工安全便捷的效果。
Description
技术领域
本发明涉及水性涂料领域，具体的说，是涉及到一种高反射隔热涂料。
背景技术
建筑用太阳能反射隔热涂料是利用涂料组成成分中含有对来自太阳的辐射波谱中大部分波长具有高的反射率的性能来降低建筑物外墙壁的温度，减少室内外的温差，从而减低热量传递推动力，使室内温度低于水泥墙面或普通涂料墙面的室内温度，减少制冷设备用电消耗，达到节能的效果。
太阳光的能量主要集中在可见光和近红外线部分，这两部分占太阳能的90％以上。当太阳光线投射到物体表面时，遵循可见光规律，具有反射、吸收、透过性质，反射率(a)、吸收率(p)、透过率(r)符合如下规则：a+p+r＝1，对于非透明体太阳的热射线不能通过，故透过率(r)为0，故上述公式变为a+p＝1，由上式可知，一个物体其表面反射率高，其吸收率就会低。
由于构成物质材料的不同，对太阳射线的吸收是不同的，若某种材料对太阳光谱中大部分波长不吸收，而被反射掉，则所得到的能量就少，温度也就低，相反亦然。在制作涂料时，有选择的进行材料挑选，就可以使涂料表面对太阳光具有高的反射率，从而有效的降低表面温度，当材料对于所吸收的热量又具有高的辐射发射率时，就可以将吸收的热量又很好的辐射出去，在通常的温度下，物体辐射处于红外波段，可以利用大气窗口发射到建筑物外。
目前，我们检索到一些反辐射隔热涂料的公开文献，例如：
1.中国专利申请号CN201310655260.8，公开日2014年4月23 日，该申请案公开了一种高性能建筑反射隔热涂料及其制备方法和应用，该反射隔热涂料包含以下按重量份计算的原料：成膜物质：40-50 份，金红石型钛白粉：15-25份，功能性填料：5-15份，红外辐射粉： 5-15份，高岭土：5-10份，滑石粉：5-10份，消泡剂：0.2-0.5份，润湿剂：0.2-0.4份，分散剂：0.2-0.4份，增稠剂：0.3-0.6份，成膜助剂：1-3份，去离子水：添加至100。其中红外辐射粉是通过几种金属氧化物通过高温烧结得到的高辐射率的超细粉末。其不足之处在于：对纳米级可见光和红外光的反射能力弱。
2.中国专利申请号CN201710163313.2，公开日2017年7月7日，该申请案公开了一种保温隔热涂料复合一体板及其制备方法，它由丙烯酸乳液、硅丙乳液、二氧化硅凝胶、气凝胶、空心玻璃微珠、聚丙纤维、羟乙基纤维素(HEC)制备成胶浆后涂抹在耐碱玻纤网制备成保温隔热涂料层，以及由丙烯酸乳液、硅丙乳液、隔热颜料、保护胶、气凝胶、空心玻璃微珠、多功能助剂制备而成的隔热涂饰材料，将隔热涂饰材料喷涂在保温隔热涂料层上制得隔热涂饰材料层，得到保温隔热涂料复合一体板。其不足之处在于：对纳米级700nm～150nm红外光的反射能力弱。
发明内容
本发明针对上述技术问题提供一种高反射隔热涂料，该涂料具有：导热系数超低、隔热性能好、柔性好、耐久、耐沾污、施工安全便捷的效果。
为实现上述目的本发明采用如下技术方案：
一种高反射隔热涂料，包括底漆层和面漆层，所述底漆层由以下组分(重量份)组成：平均粒径300nm金红石钛白粉10％～15％，平均粒径300nm空心玻璃微珠10％～20％，平均粒径200nm滑石粉5％～ 10％，二氯化铁0.5％～1.5％，有机硅改性丙烯酸40％～50％，纯净水 15％～20％。
所述面漆层由以下组分(重量份)组成：平均粒径10μm高岭土 3％～12％，平均粒径10μm金红石钛白粉3％～12％，平均粒径20 μm空心玻璃微珠组10％～25％，平均粒径20μm滑石粉5％～10％，二氯化铁0.5％～1.5％，有机硅改性丙烯酸40％～50％，纯净水15％～20％。
所述底漆层的各原料所占质量份数最佳为：平均粒径300nm金红石钛白粉13％，平均粒径300nm空心玻璃微珠16％，平均粒径 200nm滑石粉7％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸46％，纯净水 17％。
所述面漆层的各原料所占质量份数最佳为：平均粒径10μm高岭土5％，平均粒径10μm金红石钛白粉10％，平均粒径20μm空心玻璃微珠组18％，平均粒径20μm滑石粉8％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸42％，纯净水16％。
所述底漆层的喷涂厚度为70～90μm；所述面漆层的喷涂厚度为 90～120μm。
本发明应用的光学原理：
照射到地球表面的太阳光含53％红外线，44％可见光，3％紫外线。从热传导理论可知：热传递方式有三种：即传导、辐射、对流。隔热涂料的设计原理采用反射材料对400nm--2500nm范围的太阳光线进行高反射，不让太阳的热量在物体表面进行累积升温，又能自动进行热量辐射散热降温，把物体表面的热量辐射到太空中去，降低物体的温度。
经大量研究发现，发射率和反射材料的粒径与光的波长之比α有关，α在0.1～1之间具有反射作用，隔热效果最好；α<0.1时为漫反射，隔热效果较差。
其次不同颜色对光的反射也不相同，比如白色或灰色对可见光反射率高，黑色对光的吸收强，发射率低。
最后从隔热的特性原理上涂料分为两种：1、隔绝传导型：热传导率极低，使热能传导几乎隔绝，将温差环境隔离；2、反射热光型：对红外线和热性可见光(太阳光线产生热量的主要部分)有效的反射，达到隔热的目的。
本发明与现有技术相比的有益效果：
1.不同粒径的原料反射不同波长的光，但如果把不同粒径的原料放置在一起，小粒径的原料会占据大粒径原来形成的空间，反而不利于对光的反射，因此本发明中底漆层和面漆层添加的原料粒径不一致，使反射可见光和红外光的功能区域分开，底漆层主要反射可见光，面漆层主要反射红外光，综合反射效率高。
2.本发明添加的空心玻璃微珠内部含有稀薄的气体，其导热系数低，使涂料具有非常好的隔热保温效果。
3.本发明使用部分价格低廉的高岭土替代钛白粉，反射效果不变，降低了制造成本。
4.本发明采用的有机硅改性丙烯酸拥有优良的附着力、耐冲击性和柔韧性、卓越的耐候性和保色保光性，手感滑爽，耐沾污，耐划伤性好，突出的耐热性，可长期经受200℃的工作温度。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述，但不限制本发明的保护范围和应用范围：
实施例1：
本实施例包括底漆层和面漆层，底漆层由以下组分(重量份)组成：所述底漆层的各原料所占质量份数为：平均粒径300nm金红石钛白粉13％，平均粒径300nm空心玻璃微珠16％，平均粒径200nm滑石粉7％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸46％，纯净水17％。
面漆层的各原料所占质量份数为：平均粒径10μm高岭土5％，平均粒径10μm金红石钛白粉10％，平均粒径20μm空心玻璃微珠组18％，平均粒径20μm滑石粉8％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸42％，纯净水16％。
喷涂时，底漆层的喷涂厚度为80μm，面漆层的喷涂厚度为100 μm。
实施例2：
本实施例包括底漆层和面漆层，底漆层由以下组分(重量份)组成：所述底漆层的各原料所占质量份数为：平均粒径300nm金红石钛白粉13％，平均粒径300nm空心玻璃微珠16％，平均粒径200nm滑石粉7％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸46％，纯净水17％。
面漆层的各原料所占质量份数为：平均粒径10μm高岭土8％，平均粒径10μm金红石钛白粉7％，平均粒径20μm空心玻璃微珠组 18％，平均粒径20μm滑石粉8％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸 42％，纯净水16％。
喷涂时，底漆层的喷涂厚度为80μm，面漆层的喷涂厚度为100 μm。
实施例3：
本实施例包括底漆层和面漆层，底漆层由以下组分(重量份)组成：所述底漆层的各原料所占质量份数为：平均粒径300nm金红石钛白粉13％，平均粒径300nm空心玻璃微珠16％，平均粒径200nm滑石粉7％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸46％，纯净水17％。
面漆层的各原料所占质量份数为：平均粒径10μm高岭土11％，平均粒径10μm金红石钛白粉4％，平均粒径20μm空心玻璃微珠组 18％，平均粒径20μm滑石粉8％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸 42％，纯净水16％。
喷涂时，底漆层的喷涂厚度为80μm，面漆层的喷涂厚度为100 μm。
实验1：
按每个实施例1-3中原料的比例配好涂料，在刮板上按喷涂厚度照喷涂后，放在太阳下直晒，测量不同时间刮板的温度。
从上表中可以看出，随着高岭土加入的比重越来越大，本发明隔热性能逐渐降低。
实施例4：
本实施例包括底漆层和面漆层，底漆层由以下组分(重量份)组成：所述底漆层的各原料所占质量份数为：平均粒径300nm金红石钛白粉13％，平均粒径300nm空心玻璃微珠16％，平均粒径200nm滑石粉7％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸46％，纯净水17％。
面漆层的各原料所占质量份数为：平均粒径10μm高岭土5％，平均粒径10μm金红石钛白粉10％，平均粒径20μm空心玻璃微珠组18％，平均粒径20μm滑石粉8％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸42％，纯净水16％。
喷涂时，底漆层的喷涂厚度为80μm，面漆层的喷涂厚度为100 μm。
实施例5：
本实施例包括底漆层和面漆层，底漆层由以下组分(重量份)组成：所述底漆层的各原料所占质量份数为：平均粒径300nm金红石钛白粉13％，平均粒径300nm空心玻璃微珠16％，平均粒径200nm滑石粉7％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸46％，纯净水17％。
面漆层的各原料所占质量份数为：平均粒径10μm高岭土5％，平均粒径10μm金红石钛白粉10％，平均粒径20μm空心玻璃微珠组14％，平均粒径20μm滑石粉10％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸44％，纯净水16％。
喷涂时，底漆层的喷涂厚度为80μm，面漆层的喷涂厚度为100 μm。
实施例3：
本实施例包括底漆层和面漆层，底漆层由以下组分(重量份)组成：所述底漆层的各原料所占质量份数为：平均粒径300nm金红石钛白粉13％，平均粒径300nm空心玻璃微珠16％，平均粒径200nm滑石粉7％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸46％，纯净水17％。
面漆层的各原料所占质量份数为：平均粒径10μm高岭土5％，平均粒径10μm金红石钛白粉10％，平均粒径20μm空心玻璃微珠组22％，平均粒径20μm滑石粉7％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸40％，纯净水15％。
喷涂时，底漆层的喷涂厚度为80μm，面漆层的喷涂厚度为100 μm。
实验2：
按每个实施例4-6中原料的比例配好涂料，在刮板上按喷涂厚度照喷涂后，放在太阳下直晒，测量不同时间刮板的温度。
从上表中可以看出，在钛白粉和高岭土添加比例固定，仅改变玻璃微珠的添加量，涂料的隔热性能变化不大。
实施例7：
本实施例包括底漆层和面漆层，底漆层由以下组分(重量份)组成：所述底漆层的各原料所占质量份数为：平均粒径300nm金红石钛白粉13％，平均粒径300nm空心玻璃微珠16％，平均粒径200nm滑石粉7％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸46％，纯净水17％。
面漆层的各原料所占质量份数为：平均粒径10μm高岭土5％，平均粒径10μm金红石钛白粉10％，平均粒径20μm空心玻璃微珠组18％，平均粒径20μm滑石粉8％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸42％，纯净水16％。
喷涂时，底漆层的喷涂厚度为80μm，面漆层的喷涂厚度为100 μm。
实施例8：
本实施例包括底漆层和面漆层，底漆层由以下组分(重量份)组成：所述底漆层的各原料所占质量份数为：平均粒径300nm金红石钛白粉13％，平均粒径300nm空心玻璃微珠16％，平均粒径200nm滑石粉7％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸46％，纯净水17％。
面漆层的各原料所占质量份数为：平均粒径10μm高岭土5％，平均粒径10μm金红石钛白粉10％，平均粒径20μm空心玻璃微珠组18％，平均粒径20μm滑石粉8％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸42％，纯净水16％。
喷涂时，底漆层的喷涂厚度为70μm，面漆层的喷涂厚度为90 μm。
实施例9：
本实施例包括底漆层和面漆层，底漆层由以下组分(重量份)组成：所述底漆层的各原料所占质量份数为：平均粒径300nm金红石钛白粉13％，平均粒径300nm空心玻璃微珠16％，平均粒径200nm滑石粉7％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸46％，纯净水17％。
面漆层的各原料所占质量份数为：平均粒径10μm高岭土5％，平均粒径10μm金红石钛白粉10％，平均粒径20μm空心玻璃微珠组18％，平均粒径20μm滑石粉8％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸42％，纯净水16％。
喷涂时，底漆层的喷涂厚度为90μm，面漆层的喷涂厚度为110 μm。
实验3：
按每个实施例7-9中原料的比例配好涂料，在刮板上按喷涂不同的厚度后，放在太阳下直晒，测量不同时间刮板的温度。
从上表中可以看出，在钛白粉和高岭土添加比例固定，仅改变喷涂厚度，涂料的隔热性能变化不大。
另外，经检测，实施例1提供的涂料的对比率(遮盖率)≥0.96，耐沾污性≤8％，耐人工气候老化性(≥600h)，耐水性(≥96h)、耐碱性 (≥48h)，耐洗刷性(≥2000次)，满足GB/T9755-2014《合成树脂乳液外墙涂料》"优等品"要求。
Claims (4)
1.一种高反射隔热涂料，其特征在于：包括底漆层和面漆层，所述底漆层由以下组分(重量份)组成：平均粒径300nm金红石钛白粉10％～15％，平均粒径300nm空心玻璃微珠10％～20％，平均粒径200nm滑石粉5％～10％，二氯化铁0.5％～1.5％，有机硅改性丙烯酸40％～50％，纯净水15％～20％。
所述面漆层由以下组分(重量份)组成：平均粒径10μm高岭土3％～12％，平均粒径10μm金红石钛白粉3％～12％，平均粒径20μm空心玻璃微珠组10％～25％，平均粒径20μm滑石粉5％～10％，二氯化铁0.5％～1.5％，有机硅改性丙烯酸40％～50％，纯净水15％～20％。
2.根据权利要求1所述的高反射隔热涂料，其特征在于：所述底漆层的各原料所占质量份数最佳为：平均粒径300nm金红石钛白粉13％，平均粒径300nm空心玻璃微珠16％，平均粒径200nm滑石粉7％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸46％，纯净水17％。
3.根据权利要求1所述的高反射隔热涂料，其特征在于：所述面漆层的各原料所占质量份数最佳为：平均粒径10μm高岭土5％，平均粒径10μm金红石钛白粉10％，平均粒径20μm空心玻璃微珠组18％，平均粒径20μm滑石粉8％，二氯化铁1％，有机硅改性丙烯酸42％，纯净水16％。
4.根据权利要求1-3任一所述的高反射隔热涂料，其特征在于：所述底漆层的喷涂厚度为70～90μm；所述面漆层的喷涂厚度为90～120μm。
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