一種高性能隔熱涂料及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種高性能隔熱涂料及其制備方法，該高性能隔熱涂料的制備方法具體為：先用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)納米氧化錫銻粉體（納米ATO粉體）和空心玻璃微珠進(jìn)行改性，再將其與水、有機(jī)硅分散劑、有機(jī)硅消泡劑、締合型增稠劑等在高速攪拌作用下進(jìn)行分散，得到混合漿料；然后向混合漿料中依次加入締合型增稠劑、成膜劑、有機(jī)硅流平劑、成膜助劑等，在高速攪拌下制得隔熱涂料。該方法制備的涂料具有穩(wěn)定性好、隔熱能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)由于納米ATO粉體本身的特性，使其還具備了抗靜電、防輻射等其它效果。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及建筑節(jié)能技術(shù)，具體涉及。
技術(shù)介紹
能源是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代社會(huì)和現(xiàn)代文明的支撐。隨著科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，能源問題越來越受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。若不能很好地解決能源問題，我們的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展必將受到很大的制約，甚至國(guó)家安全都會(huì)受到很大的影響。 在我國(guó)，目前建筑相關(guān)能耗占全社會(huì)能耗45%左右，而調(diào)查顯示，建筑能耗中的第一殺手就是空調(diào)，占到50%以上，而西曬和玻璃幕墻被譽(yù)為建筑內(nèi)空調(diào)能耗劇增的主要原因。因此提高門窗等的保溫隔熱性能是降低能耗的有效途徑?，F(xiàn)有的隔熱涂料要么隔熱性能不高，往往在幾度到十幾度之間，要么就是其成本太高，不夠經(jīng)濟(jì)。劉成樓采用相關(guān)的制備工藝，制備了幾種納米氧化錫銻(以下簡(jiǎn)稱納米 ΑΤΟ)透明隔熱涂料，其隔熱性能在8°C 16°C (劉成樓.納米ATO透明隔熱涂料的研制 .現(xiàn)代涂料與裝飾.2010，13(2): 6-9)。曾慶琳專利技術(shù)了一種用于內(nèi)外墻的納米ATO建筑節(jié)能涂料，隔熱性能良好，隔熱效果最高可達(dá)到18°C，然而，其納米ATO的最高用量達(dá)到了 9%，高成本納米ATO用量太多，顯然是不夠經(jīng)濟(jì)的(曾慶琳.用于內(nèi)外墻面的建筑節(jié)能隔熱納米 ATO 涂料中國(guó)，200710036031. 2. 2009-05-06)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)存在的缺陷和不足，本專利技術(shù)提供，所制備的隔熱涂料具有較好的隔熱效果，較高透明度，耐候性好，且具有一定的抗靜電效果。本專利技術(shù)提供的高性能隔熱涂料，按原料總質(zhì)量計(jì)，各原料組分的質(zhì)量百分含量為成膜劑硅丙乳液60% 70% 改性納米ATO 2. 5% 4% 改性空心玻璃微珠10% 12. 5% 有機(jī)硅分散劑 3% 締合型增稠劑1% 1. 5% 有機(jī)硅消泡劑0. 4 0. 5% 成膜助劑0. 6^1% 有機(jī)硅流平劑0. 2% 0. 3% 其余為去離子水。所述成膜助劑為乙二醇丁醚；所述有機(jī)硅分散劑為系列分散劑；所述締合型增稠劑為DSX系列增稠劑；所述有機(jī)硅消泡劑為Β (系列消泡劑；所述有機(jī)硅流平劑為系列流平劑。3所述BI系列分散劑為BI-163、BYK-P104S或BI-161 ；所述BI系列消泡劑 BYK-141、BK52 或 BK66N ；所述 DSX 系列增稠劑為 DSX_3551、DSX_3116 或 DSX -3256 ； 所述BYK系列流平劑為BYK-333、BYK-323或BYK-306。所述BI系列分散劑為BI-163 ；所述BI系列消泡劑為劑BYk_347 ；所述DSX系列增稠劑為DSX-3551 ；所述BI系列流平劑為BI-333。所述硅丙乳液的固含量為45% 50%。本專利技術(shù)提供的上述高性能隔熱涂料的制備方法，技術(shù)方案如下(1)硅烷偶聯(lián)劑對(duì)納米ATO粉體和空心玻璃微珠的改性，得到改性氧化錫銻和改性空心玻璃微珠；(2)按原料配方將去離子水、部分締合型增稠劑、有機(jī)硅分散劑、有機(jī)硅消泡劑混合后進(jìn)行分散，再加入改性氧化錫銻和改性空心玻璃微珠，繼續(xù)進(jìn)行分散，分散時(shí)間為4 h 6h,調(diào)節(jié)pH值為8 9，得到混合漿料；(3)向混合漿料中按原料配方依次加入剩余的締合型增稠劑、成膜劑、成膜助劑、有機(jī)硅流平劑，高速攪拌4 6h，得到隔熱涂料；所述部分締合型增稠劑質(zhì)量占原料總質(zhì)量的0. 8% 1. 2%ο所述硅烷偶聯(lián)劑為KH-570、KH-560或KH-550。步驟(1)提及的硅烷偶聯(lián)劑對(duì)納米ATO粉體的改性參考相關(guān)文獻(xiàn)(劉成樓.納米 ATO透明隔熱涂料的研制.現(xiàn)代涂料與裝飾.2010，13(2): 6_9):空心玻璃微珠的改性方法與之類似，其具體步驟為將納米ATO粉體或空心玻璃微珠加入95%的乙醇中，攪拌均勻，加入占納米ATO粉體或空心玻璃微珠質(zhì)量1% 3%的硅烷偶聯(lián)劑，經(jīng)超聲分散0. 5h Ih后，再在80°C 85°C攪拌4 h 6 h，于70°C 80°C下真空干燥，即得到改性氧化錫銻或改性空心玻璃微珠；所述納米ATO粉體或空心玻璃微珠與乙醇的用量關(guān)系為每克納米氧化錫銻粉體或空心玻璃微珠加入細(xì)1 6 ml95%乙醇中。。納米ATO粉體顆粒小、比表面積很大、表面能很高，使其極易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，這在一定程度限制了它的使用。通過對(duì)納米ATO粉體進(jìn)行表面改性，可有效阻止納米ATO粉體顆粒的團(tuán)聚，使其更容易分散開來，始終保持著納米材料的特性。同時(shí)也能增強(qiáng)體系的穩(wěn)定性，從而提高產(chǎn)品的性能。空心玻璃微珠是一種優(yōu)良隔熱材料，也常用于隔熱涂料中，它是由含硅、鋁等元素的氧化物材料經(jīng)特殊工藝制成的薄壁、封閉的微小球體，球體內(nèi)部包裹一定量的氣體，具有低密度、低導(dǎo)熱、熱穩(wěn)定性好、耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)，且有較好的紅外光反射性及紅外發(fā)射率。成膜干燥后玻璃微珠會(huì)緊密排列形成一層對(duì)熱具有阻隔效果的封閉型中空氣體層，阻斷“熱橋”，從而使涂層具有良好的隔熱效果。本專利技術(shù)采用經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑改性的改性ATO粉體和改性空心玻璃微珠，可以將偶聯(lián)劑分子連接到固體的表面，增大固體粒子之間的位阻，阻礙顆粒的碰撞團(tuán)聚，可有效防止固體顆粒的重力沉降。同時(shí)，固體顆粒表面的有機(jī)硅分子可以使得固體顆粒與成膜劑硅丙乳液更加有效的結(jié)合，進(jìn)一步增強(qiáng)了體系的穩(wěn)定性，從而提高產(chǎn)品的性能。納米ATO具有良好的可見光透過和近紅外光屏蔽效果，將其用于涂料制備中，可以制備得到隔熱效果良好，同時(shí)又具有很好光透過性的透明隔熱涂料。將其用在門窗上，可起到很好的保溫隔熱作用，從而降低能耗。另外，由于納米ATO本身的高導(dǎo)電性、抗輻射性等，使它也能被用在其它領(lǐng)域，如抗靜電涂料，顯示器抗輻射涂層等。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本專利技術(shù)制得的隔熱漿料穩(wěn)定性好；(2)隔熱性能好，成本低。與單一的ATO透明隔熱涂料相比，本專利技術(shù)通過引入改性空心玻璃微珠使其隔熱性能更好，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的透光性影響較?。?3)應(yīng)用范圍廣，納米ATO粉體由于其獨(dú)特的性能，使得本專利技術(shù)所制備的涂料不僅僅具有單一的功能，它也能被用在其它領(lǐng)域。如抗靜電涂料，顯示器抗輻射涂層等。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的隔熱涂料制備流程圖2實(shí)施例1至實(shí)施例4所制備的4種隔熱涂料的隔熱效果圖。具體實(shí)施例方式以下通過具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但不限于此。ATO粉體和空心玻璃微珠的改性取50g ATO粉體加入到200ml 95%乙醇中，攪拌均勻，再加入Ig硅烷偶聯(lián)劑KH-570，經(jīng)超聲分散Ih后，移入80°C帶回流的三口燒瓶中攪拌4h，于80°C下真空干燥，即得到改性納米ATO粉體。取50g空心玻璃微珠加入到300ml 95%乙醇中，攪拌均勻，再加入Ig硅烷偶聯(lián)劑 KH-560，經(jīng)超聲分散Ih后，移入80°C帶回流的三口燒瓶中攪拌4h，于80°C下真空干燥，即得到改性空心玻璃微珠。隔熱涂料的制備 實(shí)施例1在攪拌器中加入20g的去離子水、2. 2g的肌κ-163、0. 8g的DSX_3551、0. 55g的 BYK-141攪拌均勻，加入15g的KH-570改性空心玻璃微珠，高速攪拌分散他，調(diào)節(jié)PH為8， 制得混合漿料；向混合漿料中繼續(xù)加入0. 3g的DSX-3551、70g硅丙乳液、1. Ig的乙二醇丁醚、0. 3g的BI-333，高速度攪拌Mi，制得含ATO 0%的隔熱涂料。實(shí)施例2在攪拌器中加入20g的去離子水、2. 2g的BI-P104S、0. 8g的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．高性能隔熱涂料，其特征在于，按原料總質(zhì)量計(jì)算，各原料組分的質(zhì)量百分含量為：成膜劑硅丙乳液：６０％～７０％改性納米氧化錫銻粉體：２．５％～４％改性空心玻璃微珠：１０％～１２．５％有機(jī)硅分散劑：２％～３％締合型增稠劑：１％～１．５％有機(jī)硅消泡劑：０．４～０．５％成膜助劑：０．６～１％有機(jī)硅流平劑：０．２％～０．３％其余為去離子水。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曾和平，朱雪鋒，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華南理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：81