專利名稱：一種反射隔熱粉末涂料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種反射隔熱涂料及其制備方法，尤其是涉及一種反射隔熱粉末涂料及其制備方法。
背景技術：
建筑節能是節能減排的重要方面。建筑節能包括建筑材料節能與建筑使用節能。反射隔熱涂料是實現建筑材料節能與使用節能的新型材料，只需要涂布在建筑外表面，就可以阻隔90%以上的太陽輻射，是實現建筑外遮陽的最簡便方法。太陽光經過大氣層的吸收后到達地面的射線成分中，紫外線占5%，可見光占45%，紅外線占45%，其它電磁輻射能占5%。其中紅外輻射能量的95%集中在波長為720-2500nm的范圍內，即近紅外范圍內?？梢姽馀c紅外線都是熱射線，被太陽光照射的物體 吸收太陽輻射的可見光與紅外光的能量轉變成熱能，使物體表面的溫度升高。夏季太陽輻射最強時，建筑外表面溫度可以升到70-80°C。建筑圍護結構的外表面積蓄的熱能通過墻壁傳導至室內，使室溫升高。為了抵御室內溫度升高，采用空調降溫達到室內舒適溫度環境是現代建筑的通用措施。這樣，建筑能耗大為增加。據相關數據統計，建筑能耗占社會總能耗的30%左右。為降低太陽熱輻射對建筑的影響，人們研究出了各種方法，其中，使用建筑隔熱涂料涂層進行外遮陽是基本的、經常采用的方法。目前，建筑涂料產品研發朝著水性化、高固含量、低VOC等方向發展。作為重要的水性涂料品種，乳膠漆由于使用方便、易于調色、耐水性好等特點，在建筑涂料市場上占有絕對份額。由于其是水性分散體系，固含量大多在45% 55%，其余均為水分和易揮發性物質，這樣不僅不利于包裝和運輸，而且在此過程中也易造成較大浪費。從乳液的成膜、冬季防凍等因素來考慮，乳膠漆中一般會添加成膜助劑、乙二醇、氨水等，這成為其VOC的主要來源，造成環境污染。干粉建筑涂料具有生產方便、零V0C、便于包裝、運輸等優點，逐漸得到建筑行業的重視。然而，干粉建筑涂料大多采用聚乙醇類產品作為主要成膜物質，產品主要有仿瓷涂料、內墻膩子等，這類產品普遍低檔化，其耐水性、耐候性差，不能適應外墻裝飾的要求?，F有的反射隔熱涂料是溶劑型及水性的涂料，還沒有粉末狀態的反射隔熱涂料應用于建筑圍護結構的隔熱。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種對太陽熱輻射的熱反射率大于80%和自身熱輻射率大于80%的反射隔熱粉末涂料及其制備方法。本發明解決其技術問題采用技術方案是
本發明之反射隔熱粉末涂料，由粉末涂料基本載體、熱反射材料、遠紅外輻射材料、熱阻隔材料、填料及助劑組成，所述粉末涂料基本載體分為無機基本載體和有機基本載體，其中無機基本載體的質量百分比為30 70% (優選35 65%)，有機基本載體的質量百分比為I 6% (優選2 5%);所述熱反射材料的質量百分比為10 30% (優選15 25%)，所述遠紅外輻射材料的質量百分比2 8% (優選3 5%)，所述熱阻隔材料的質量百分比為5 10% (優選6-8%)，所述填料的質量百分比為7 30% (優選10-25%)，所述助劑的質量百分比2 5% ;所述各組分配比之和為100%。進一步，所述無機載體可為普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽白水泥(優選硅酸鹽白水泥)；所述有機載體可為PVA膠粉、聚乙酸乙烯酯-乙烯膠粉(EVA膠粉)或聚丙烯酸酯膠粉(優選聚丙烯酸酯膠粉)。進一步，所述熱反射材料可為二氧化鈦或二氧化鈦包覆云母；所述遠紅外輻射材料為遠紅外發射粉(優選發射率> 90%的遠紅外發射粉)；所述熱阻隔材料為中空的微球材料(優選粒徑為30 50微米的中空玻璃微球或中空陶瓷微球)。進一步，所述填料可為高嶺土、碳酸鈣、云母粉中的一種或幾種的混合物(優選高 嶺土、碳酸鈣和云母粉的混合物，其中高嶺土的質量為反射隔熱粉末涂料總質量的I 10%,所述碳酸I丐的質量為反射隔熱粉末涂料總質量的2 10%,云母粉的質量為反射隔熱粉末涂料總質量的2 12%)。進一步，所述助劑包括保濕劑、抗裂劑和消泡劑，所述保濕劑的質量為反射隔熱粉末涂料總質量的O. 5-2% ;所述抗裂劑的質量為反射隔熱粉末涂料總質量的O. 5-1% ;所述消泡劑的質量為反射隔熱粉末涂料總質量的O. 2-0. 5%。(所述保濕劑優選纖維素醚類，所述抗裂劑優選木質纖維素。)
本發明之反射隔熱粉末涂料的制備方法，在攪拌分散設備開啟后，先按預定質量配比依次加入粉末涂料基本載體、填料、助劑，攪拌均勻后，再按預定質量配比依次加入熱反射材料、遠紅外輻射材料、熱阻隔材料，混勻后，過篩，包裝。本發明之反射隔熱粉末涂料，所用粉末涂料基本載體為粘結料，是熱反射材料、遠紅外輻射材料、熱阻隔材料、填料及助劑的載體。其中，無機載體是粉末涂料基本載體的主體，是靠成膜物質的化學反應成為涂料成膜結構。有機載體主要是水分散性聚合物膠粉，膠粉在水的作用下成為乳膠，起著與常規涂料中乳液樹脂相同的作用。水分散性聚合物膠粉是粉末涂料的次要成膜物質，其主要作用是提供粉末涂料初期的涂布性與成膜性；同時聚合物膠粉的分子鏈的柔韌性，可解決無機載體涂膜的剛性與脆性，使制備的粉末涂料具有無機-有機互穿網絡的膜性能。從外墻涂料要求的耐水與耐候性考慮，本發明優先選用聚丙烯酸酯乳膠粉。所用熱反射材料、遠紅外輻射材料和熱阻隔材料為主要隔熱功能材料。在熱反射材料中，二氧化鈦是熱反射效果好的材料；中國專利ZL200910303077. 5中的二氧化鈦包覆的扁平狀微粒(有代表性的是二氧化鈦包覆云母)，熱反射效果更好。本發明采用的熱反射材料優先選用二氧化鈦、二氧化鈦包覆云母這兩種材料。在遠紅外輻射材料中，已經有多種類型的材料，常用的遠紅外發射粉的遠紅外發射率達85%以上，本發明優選市售的發射率^ 90%的遠紅外發射粉。考慮到遠紅外輻射材料的價格較高，遠紅外輻射材料用量為反射隔熱粉末涂料總質量的2-8%時性價比最好。熱阻隔材料在本發明中使用的為中空微球，靠微球中空部分的氣體的低導熱系數實現涂料層的隔熱效果；常規的中空微球的粒徑為2-200微米。從隔熱效果考慮，本發明優先選用粒徑為30-50微米的中空玻璃微球、中空陶瓷微球作為熱阻隔性材料。
所用填料的主要作用是增加涂膜的體積、降低成本及改善涂料的某些性能。碳酸鈣的熱反射效率雖較低，但是熱輻射效率較高。高嶺土是白色顏料的代用品，還可以增加涂料中顆粒粒子的懸浮性。本發明選用碳酸鈣、高嶺土為填料，其價格便宜，對涂膜的熱反射與熱輻射效果影響不大。為了改善涂膜的涂布性、增加涂膜的抗滲性，本發明中加入云母類的片狀的功能填料。云母粉的片狀物理結構及化學結構，在涂料中起到涂膜的致密性與防水性外，還具有導熱系數小的特點，本發明中云母粉作為涂料的一種致密、防水、隔熱特殊的填料使用。所用助劑包括保濕劑、抗裂劑及消泡劑。保濕劑主要作用是在一定時間內保持涂膜中的水分，提供水泥等無機基材進行水化反應之用。本發明所用保濕劑為纖維素醚類，纖維素醚類在水中分散或溶解后，由于其纖維素醚分子鏈的極性基團的活性作用吸附在膠凝材料粒子表面,使涂料中的粉末材料粒子有效地分散均勻。纖維素醚除了作為保濕劑外,還起到分散劑的作用。纖維素醚作為一種保護膠體，“包裹”住固體顆粒，并在其外表面形成一層潤滑膜，使水泥及無機材料粒子體系更穩定，可提高粉末涂料在攪拌過程的流動性和施工的滑爽性。纖維素醚溶液由于自身分子高吸水性結構特點，使粉末涂料漿料中的水分不易揮發失去，并在較長的一段時間內逐步釋放，賦予粉末涂料漿料良好的保水性和可施工操作性。采用纖維醚素類保濕劑，還對涂料有增稠效果以及防止涂布時抗飛濺性。本發明 所用纖維素醚可選用羥乙基甲基纖維素醚、羥丙基甲基纖維素醚。本發明所用抗裂劑可為木質纖維素，木質纖維素是一維形態的纖維，木質纖維素無序的分散在涂料中，在成膜過程中，木質纖維素分子鏈間形成三維結構。木質纖維素用于本發明的粉末涂料，提高涂料的防沉性和膜的耐擦洗性能及防止涂膜開裂。消泡劑是對粉末涂料攪拌過程中防止起泡，使粉末涂料涂層更加致密光亮的助劑。另一種技術方案一種反射隔熱粉末涂料是由反射隔熱粉末涂料A組分、反射隔熱水性面涂涂料B組分兩部分組成；其中，反射隔熱粉末涂料A組分的組成與上述反射隔熱粉末涂料的組成相同，反射隔熱水性面涂涂料B組分由聚合物乳液樹脂、熱反射材料、遠紅外輻射材料、填料、助劑和水組成。進一步，所述反射隔熱水性面涂涂料B組分中，聚合物乳液樹脂的質量百分比為20-50% (優選30-40%)，熱反射材料的質量百分比為10 30%，遠紅外輻射材料的質量百分比2 8%，填料的質量百分比0-15%，助劑的質量百分比為3-5% ;水的質量百分比為20-40% ;所述各組分配比之和為100%。進一步，所述聚合物乳液樹脂可為聚丙烯酸酯類乳液、有機硅改性丙烯酸樹脂乳液或氣碳樹脂乳液等。進一步，所述熱反射材料可為二氧化鈦或二氧化鈦包覆云母；所述遠紅外輻射材料為遠紅外發射粉，優選發射率> 90%的遠紅外發射粉。進一步，所述助劑包括分散劑、消泡劑、防腐劑、成膜助劑和增稠劑；所述分散劑的質量為反射隔熱水性面涂涂料B組分總質量的O. 1-0. 4%，所述消泡劑的質量為反射隔熱水性面涂涂料B組分總質量的O. 1-0. 3%，所述防腐劑的質量為反射隔熱水性面涂涂料B組分總質量的O. 05-0. 2%，所述成膜助劑的質量為反射隔熱水性面涂涂料B組分總質量的O. 5-6%，所述增稠劑的質量為反射隔熱水性面涂涂料B組分總質量的O. 5-2%。所述反射隔熱水性面涂涂料B組分的制備方法，先按預定質量配比在涂料生產設備中加入計量的水，然后按預定質量配比依次加入計量的分散劑、消泡劑、防腐劑，攪拌分散均勻后，再按預定質量配比依次加入填料、熱反射材料、遠紅外輻射材料、成膜助劑，攪拌分散30分鐘后，最后在攪拌下按預定質量配比依次加入聚合物乳液樹脂、增稠劑，過濾、包裝。所述反射隔熱水性面涂涂料B組分的主要作用是增強本發明的反射隔熱粉末涂料A組分的表面性能，如提高涂料膜表面的光潔度、耐水性、耐玷污性等。本發明之反射隔熱粉末涂料是一種用于降低建筑維護結構太陽輻射下外表面溫度，降低建筑能耗的新材料。其中，反射隔熱粉末涂料A組分是單組分使用的干粉料，加水攪拌成涂料狀態涂布于建筑外圍護結構，水分揮發后涂料成膜，所制備的涂料膜具有建筑外墻涂料的特性外，還具有較高的反射太陽輻射熱與自身的高熱輻射的降溫效應，有效的降低建筑外表面溫度及減少室內降溫的空調能耗。為了更高的涂膜致密、耐水、耐玷污效果，可以與反射隔熱水性面涂涂料B組分復合使用。
使用方法
反射隔熱粉末涂料A組分單獨使用，先按照料粉水=100: (40-60)比例加水調制，用電動攪拌器攪拌均勻后，再攪拌8-15分鐘，最后用水調整到施工粘度，即可涂布施工。施工時可以采用噴涂、滾涂、刷涂、刮涂等施工方法施工。施工厚度按照需要，一般O. 2-3mm厚就有好的隔熱效果。施工時按照涂層厚度要求可以采用多遍施工的方法達到要求的厚度。反射隔熱粉末涂料A組分與反射隔熱水性面涂涂料B組分配套使用，在反射隔熱粉末涂料涂層硬化后，將涂膜表面打磨平整，即可涂布反射隔熱水性面涂涂料B組分。本發明的反射隔熱粉末涂料B組分按照一般的外墻涂料施工方法施工。反射隔熱水性面涂涂料B組分涂布遍數按照需要可以涂布一到二遍，涂膜厚度O . 1-0. 15mm即有較好的涂膜致密性、耐水性、耐玷污性等涂膜效果。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明作進一步說明。實施例1-4
實施例1-4之反射隔熱粉末涂料的各成分材料配比(質量百分比)見表I。表I反射隔熱粉末涂料的各成分材料配比(質量百分比)
權利要求
1.一種反射隔熱粉末涂料，其特征在于由粉末涂料基本載體、熱反射材料、遠紅外輻射材料、熱阻隔材料、填料及助劑組成，所述粉末涂料基本載體分為無機基本載體和有機基本載體，其中無機基本載體的質量百分比為30 70%，有機基本載體的質量百分比為I 6% ;所述熱反射材料的質量百分比為10 30%，所述遠紅外輻射材料的質量百分比2 8%，所述熱阻隔材料的質量百分比為5 10%，所述填料的質量百分比為7 30%，所述助劑的質量百分比為2 5% ;所述各組分配比之和為100%。
2.根據權利要求I所述的反射隔熱粉末涂料，其特征在于所述無機載體為普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽白水泥；所述有機載體為PVA膠粉、聚乙酸乙烯酯-乙烯膠粉或聚丙烯酸酯膠粉。
3.根據權利要求I或2所述的反射隔熱粉末涂料，其特征在于所述熱反射材料為二氧化鈦或二氧化鈦包覆云母，所述遠紅外輻射材料為遠紅外發射粉，所述熱阻隔材料為中空的微球材料。
4.根據權利要求I或2所述的反射隔熱粉末涂料，其特征在于所述填料為高嶺土、碳酸鈣、云母粉中的一種或幾種的混合物。
5.根據權利要求I或2所述的反射隔熱粉末涂料，其特征在于所述助劑包括保濕劑、抗裂劑和消泡劑，所述保濕劑的質量為反射隔熱粉末涂料總質量的O. 5-2% ;所述抗裂劑的質量為反射隔熱粉末涂料總質量的O. 5-1% ;所述消泡劑的質量為反射隔熱粉末涂料總質量的 O. 2-0. 5%ο
6.一種權利要求I所述反射隔熱粉末涂料的制備方法，其特征在于在攪拌分散設備開啟后，先按預定質量配比依次加入粉末涂料基本載體、填料、助劑，攪拌均勻后，再按預定質量配比依次加入熱反射材料、遠紅外輻射材料、熱阻隔材料，混勻后，過篩，包裝。
7.一種反射隔熱粉末涂料，其特征在于由反射隔熱粉末涂料A組分、反射隔熱水性面涂涂料B組分兩部分組成；其中，反射隔熱粉末涂料A組分的組成與權利要求I所述反射隔熱粉末涂料的組成相同，反射隔熱水性面涂涂料B組分由聚合物乳液樹脂、熱反射材料、遠紅外輻射材料、填料、助劑和水組成。
8.根據權利要求7所述的反射隔熱粉末涂料，其特征在于所述反射隔熱水性面涂涂料B組分中，聚合物乳液樹脂的質量百分比為20-50%，熱反射材料的質量百分比為10 30%，遠紅外輻射材料的質量百分比2 8%，填料的質量百分比0-15%，助劑的質量百分比為3-5%，水的質量百分比為20-40% ;所述各組分配比之和為100%。
9.根據權利要求7或8所述的反射隔熱粉末涂料，其特征在于所述聚合物乳液樹脂為聚丙烯酸酯類乳液、有機硅改性丙烯酸樹脂乳液或氟碳樹脂乳液。
10.根據權利要求7或8所述的反射隔熱粉末涂料，其特征在于所述熱反射材料為二氧化鈦或二氧化鈦包覆云母；所述遠紅外輻射材料為遠紅外發射粉。
全文摘要
一種反射隔熱粉末涂料及其制備方法，該粉末涂料由粉末涂料基本載體、熱反射材料、遠紅外輻射材料、熱阻隔材料、填料及助劑組成。所述粉末涂料基本載體分為無機基本載體和有機基本載體，其中無機基本載體的質量百分比為30～70%，有機基本載體的質量百分比為1～6%，所述熱反射材料的質量百分比為10～30%，所述遠紅外輻射材料的質量百分比2～8%，所述熱阻隔材料的質量百分比為5～10%，所述填料的質量百分比為7～30%，所述助劑的質量百分比2～5%；所述各組分配比之和為100%。本發明還包括所述反射隔熱粉末涂料的制備方法。本發明之反射隔熱粉末涂料可用于降低建筑維護結構太陽輻射下外表面溫度，降低建筑能耗。
文檔編號C04B14/30GK102826810SQ20121036173
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者馬承銀 申請人:馬承銀