專利名稱：高耐污耐洗刷水性丙烯酸降溫涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂料及其制備方法，特別是一種以水性丙烯酸乳液為成膜基料的散熱降溫涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
在炎熱的夏季，陽光輻照會引起建筑物及設(shè)備溫度升高，從舒適和安全角度來講， 需要對其進行降溫。采用噴淋裝置、空調(diào)、冷氣機和電風扇等傳統(tǒng)制冷措施對建筑物和設(shè)備進行降溫會帶來巨大的能源損耗，據(jù)統(tǒng)計，在許多發(fā)達國家中，單是建筑物夏季的制冷能耗就占其全年總能耗的20%以上。為適應(yīng)建筑業(yè)、石油工業(yè)、運輸業(yè)、兵器工業(yè)等的迅速發(fā)展，更重要的是為了節(jié)約能源，自上世紀七十年代起，發(fā)達國家軍工和民用領(lǐng)域的研究工作者對散熱降溫涂料進行了廣泛的研究，而我國對降溫涂料的研究則始自上世紀九十年代。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，國際范圍內(nèi)，雖說已有反射型、輻射型、阻隔型和熱轉(zhuǎn)換型散熱降溫涂料問世，但只是在反射型降溫涂料的研究方面較為完善，并且已廣泛應(yīng)用于建筑物屋頂和玻璃幕墻、海上鉆井平臺、油罐、石油管道、汽車、火車、飛機、船殼、甲板、坦克、軍艦、火箭以及宇宙飛船上。即便如此，反射型散熱降溫涂料目前在穩(wěn)定性、降溫效果、耐候性、耐洗刷性和耐玷污性等方面仍存在著不足。此外，目前市場上存在的多數(shù)散熱降溫涂料降溫機理單一，只局限于反射、輻射、隔熱或熱轉(zhuǎn)換中的一種加工而成，無法將這些降溫機理有機結(jié)合起來， 發(fā)揮互補優(yōu)勢。此外，現(xiàn)有散熱降溫涂料為實現(xiàn)降溫效果，多數(shù)設(shè)計為多層結(jié)構(gòu)，不利于施工。更不容忽視的是，許多此類產(chǎn)品仍然采用有機物作溶劑，如二甲苯，造成了嚴重的環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種高耐污耐洗刷水性丙烯酸降溫涂料及其制備方法，要解決現(xiàn)有散熱涂料降溫效果差、力學(xué)性能不佳、施工不方便、污染環(huán)境的技術(shù)問題。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
這種高耐污耐洗刷水性丙烯酸降溫涂料，由以下原料按重量份配制而成丙烯酸乳液20 65份；玻璃微珠6 20份；納米紅外陶瓷粉I 5份；相變材料I 9份；顏料10 40份；填料8 20份；助劑O. I 2份；水15 30份。
所述丙烯酸乳液為單組分水性純丙烯酸乳液，其固含量為45 48%，粘度為I 6 Pa. s，pH值為7. 5 9. 5，最低成膜溫度23° C。所述玻璃微珠是內(nèi)部真空的空心玻璃微珠，其粒徑為2 85 μ m，真密度為O. 40 g/cm3,抗壓強度為28 33 MPa。所述相變材料為三聚氰胺完全封端型樹脂膠囊，其相變溫度在18°C 60°C范圍內(nèi)，相變潛熱值在90 160 J/g之間，粒徑在74 μπι以下。 所述顏料為鈦白粉、炭黑和耐曬黃中的其中一種或一種以上的混合物。所述鈦白粉為金紅石型鈦白粉，其二氧化鈦含量不小于91%，吸油值為17 g/100 g，于水懸浮液中的pH值為7. 5 9. 5。所述填料為二氧化硅、滑石粉和硅灰石粉中的一種或一種以上的混合物。所述填料為二氧化硅、滑石粉和硅灰石粉三者的組合物，二氧化硅、滑石粉和硅灰石粉在降溫涂料中所占重量份分別為I 3份、2 6份和5 11份。所述助劑為潤濕劑、分散劑、消泡劑、增稠劑、防閃銹劑、流平劑和成膜助劑中的其中一種或一種以上的混合物。這種高耐污耐洗刷水性丙烯酸降溫涂料的制備方法，制備步驟如下
步驟一，將分散劑、潤濕劑和三分之一的消泡劑在三分之一的水中攪拌分散30分鐘； 步驟二，加入全部的丙烯酸乳液攪拌分散均勻；
步驟三，加入顏料、填料和三分之一的消泡劑，再加入事先已在三分之一的水中分散好的納米紅外陶瓷粉漿料，繼續(xù)高速攪拌30分鐘；
步驟四，加入成膜助劑、流平劑和剩余的消泡劑，高速攪拌30分鐘；
步驟五，加入相變材料和玻璃微珠，低速攪拌30分鐘；
步驟六，加入剩余的水調(diào)節(jié)粘度，過80目篩網(wǎng)分裝即可。本發(fā)明的有益效果如下
本發(fā)明采用水性純丙烯酸乳液作為成膜基料，具有抗老化性能好、戶外使用壽命長、無毒環(huán)保的優(yōu)點。本發(fā)明采用空心玻璃微珠作為隔熱填料，不僅能夠降低涂層的導(dǎo)熱系數(shù)，阻隔熱量向涂層內(nèi)部傳遞，還可以提高涂層的耐磨擦、耐洗刷、耐堿性和耐水性。本發(fā)明采用納米級紅外陶瓷粉作為紅外發(fā)射材料，該陶瓷粉在8000 13500 nm 范圍內(nèi)具有很好的紅外發(fā)射性能，有助于被涂敷物體將吸收的熱量以紅外輻射的形式經(jīng) “大氣窗口”散發(fā)到外層空間，進一步增強涂料的散熱降溫效果。本發(fā)明還特別添加有相變材料，相變材料為三聚氰胺完全封端型樹脂膠囊，當涂層溫度高于其相變溫度時，膠囊內(nèi)的有機物可從固態(tài)融化轉(zhuǎn)化成液態(tài)，從而吸收消散掉一部分能量，起到進一步降溫的目的；當涂層溫度低于其相變溫度時，膠囊內(nèi)的有機物則從液態(tài)融化成固態(tài)，放出部分能量，起到提高涂層溫度的作用。配方中的顏料采用鈦白粉，優(yōu)選為金紅石型鈦白粉，該顏料具有很高的折光指數(shù)， 并且對可見光有強烈的反射，所以降溫效果最好。不僅如此，二氧化鈦還是遮蓋力最強的顏料之一。此外，它還能吸收紫外線，有很好的耐候性。配方中的填料可采用二氧化硅、滑石粉和硅灰石粉三種。這三種填料的折光指數(shù)分別為I. 54，I. 59和I. 63，與成膜基料的折光指數(shù)(I. 45 I. 5)相近。因此，它們在整個可見光和近紅外區(qū)域是透明的，不產(chǎn)生反射，并且不干擾其它顏填料的性能。這三種填料對 800 13500nm波段的光吸收率
較大，因此具有很好的輻射性能。其中，硅灰石粉具有一定的屏蔽紫外線功能，對于提高涂料的耐候性有一定的作用，將其與納米紅外陶瓷粉混合使用，不僅可以大大降低涂料成本， 還能夠形成理想的輻射致冷涂層。添加二氧化硅能夠提高涂料的耐磨性和耐堿性。滑石粉與其他兩種配合使用可降低填料的成本。本發(fā)明的散熱降溫涂料具有優(yōu)良的耐玷污性、耐洗刷性、耐堿性和耐水性，對混凝土、金屬、木材、玻璃等基材均有很好的附著力。此外，該散熱降溫涂料采用底面一體設(shè)計， 涂層薄，一次噴涂即可，施工便利。本發(fā)明集反射、輻射、隔熱和相變降溫四種散熱機理于一體，多種降溫機理的協(xié)同作用使其在混凝土和金屬等基材上均有很好的散熱降溫效果。該涂料具有良好的耐玷污、 耐洗刷、耐堿性、耐水性和施工性能，可直接用于建筑屋頂及外墻體的夏季降溫，起到節(jié)能減排的作用。若作為面漆，與防腐底漆配合使用，可用于成品油、液化氣、天然氣、化工原料及糧油儲罐的防腐降溫，起到環(huán)保、節(jié)水、節(jié)約能源的效果。本發(fā)明的性能和質(zhì)量檢測實驗如下
本發(fā)明參照中華人民共和國建材行業(yè)標準JC / T 1040 — 2007、中華人民共和國建筑工業(yè)行業(yè)標準JC / T 235 — 2008和中華人民共和國國家標準GB/T25261-2010進行了相關(guān)的性能測試。表I對兩個行業(yè)標準要求的性能指標和實測結(jié)果進行了對比，為了增加測試結(jié)果的可信度，表I同時列出了各項性能測試所采用的標準測試方法。需要特別說明的是， 該散熱降溫涂料的太陽反射比、半球發(fā)射率和耐人工氣候老化這三項關(guān)鍵性能由具有國家級檢測資質(zhì)的中國建筑材料測試中心檢測。表I高耐玷污耐洗刷水性丙烯酸散熱降溫涂料及涂層的質(zhì)量和性能指標
權(quán)利要求
1.一種高耐污耐洗刷水性丙烯酸降溫涂料，其特征在于由以下原料按重量份配制而成
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高耐污耐洗刷水性丙烯酸降溫涂料，其特征在于所述丙烯酸乳液為單組分水性純丙烯酸乳液，其固含量為45 48%，粘度為I 6 Pa. s, pH值為7.5 9. 5，最低成膜溫度23° C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高耐污耐洗刷水性丙烯酸降溫涂料，其特征在于所述玻璃微珠是內(nèi)部真空的空心玻璃微珠，其粒徑為2 85 μ m，真密度為O. 40 g/cm3，抗壓強度為 28 33 MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高耐污耐洗刷水性丙烯酸降溫涂料，其特征在于所述相變材料為三聚氰胺完全封端型樹脂膠囊，其相變溫度在18°C 60°C范圍內(nèi)，相變潛熱值在90 "160 J/g之間，粒徑在74 μπι以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高耐污耐洗刷水性丙烯酸降溫涂料，其特征在于所述顏料為鈦白粉、炭黑和耐曬黃中的其中一種或一種以上的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高耐污耐洗刷水性丙烯酸降溫涂料，其特征在于所述鈦白粉為金紅石型鈦白粉，其二氧化鈦含量不小于91%，吸油值為17 g/100 g,于水懸浮液中的 pH值為7. 5 9. 5。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高耐污耐洗刷水性丙烯酸降溫涂料，其特征在于所述填料為二氧化硅、滑石粉和硅灰石粉中的一種或一種以上的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高耐污耐洗刷水性丙烯酸降溫涂料，其特征在于所述填料為二氧化硅、滑石粉和硅灰石粉三者的組合物，二氧化硅、滑石粉和硅灰石粉在降溫涂料中所占重量份分別為I 3份、2 6份和5 11份。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高耐污耐洗刷水性丙烯酸降溫涂料，其特征在于所述助劑為潤濕劑、分散劑、消泡劑、增稠劑、防閃銹劑、流平劑和成膜助劑中的其中一種或一種以上的混合物。
10.一種如權(quán)利要求9所述高耐污耐洗刷水性丙烯酸降溫涂料的制備方法，其特征在于制備步驟如下步驟一，將分散劑、潤濕劑和三分之一的消泡劑在三分之一的水中攪拌分散30分鐘；步驟二，加入全部的丙烯酸乳液攪拌分散均勻；步驟三，加入顏料、填料和三分之一的消泡劑，再加入事先已在三分之一的水中分散好的納米紅外陶瓷粉漿料，繼續(xù)高速攪拌30分鐘；步驟四，加入成膜助劑、流平劑和剩余的消泡劑，高速攪拌30分鐘；丙烯酸乳液玻璃微珠納米紅外陶瓷粉相變材料20 65份；6 20份； I 5份；I 9份；10 40份； 8 20份； O. I 2份； 15 30份。顏料填料助劑水2步驟五，加入相變材料和玻璃微珠，低速攪拌30分鐘；步驟六，加入剩余的水調(diào)節(jié)粘度，過80目篩網(wǎng)分裝即可。
全文摘要
一種高耐污耐洗刷水性丙烯酸降溫涂料及其制備方法，該涂料由以下原料按重量份配制而成丙烯酸乳液20～65份；玻璃微珠6～20份；納米紅外陶瓷粉1～5份；相變材料1～9份；顏料10～40份；填料8～20份；助劑0.1～2份；水15～30份。本發(fā)明集反射、輻射、隔熱和相變降溫四種散熱機理于一體，具有良好的耐玷污、耐洗刷、耐堿性、耐水性和施工性能，可直接用于建筑屋頂及外墻體的夏季降溫，起到節(jié)能減排的作用。該涂料若作為面漆，與防腐底漆配合使用，可用于成品油、液化氣、天然氣、化工原料及糧油儲罐的防腐降溫，起到環(huán)保、節(jié)水、節(jié)約能源的效果。
文檔編號C09D5/33GK102585642SQ201210052510
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者宋中南, 宋建榮, 屈建, 張衛(wèi)東, 徐立進, 李艷穩(wěn), 王忠德, 石云興 申請人:中國建筑股份有限公司