一種低碳節(jié)能涂料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種低碳節(jié)能涂料，涉及對太陽輻射及其他熱輻射的熱射線進行反射、隔熱及發(fā)射的涂料。本發(fā)明的涂料由表面包覆納米材料的空心二氧化硅材料、反射熱射線特性材料、自制紅外發(fā)射粉、功能填料和水性樹脂液組成。該涂料的隔熱系數(shù)為0.01～0.5W/m.k，對熱射線的反射率大于90％，熱發(fā)射率大于80％。
【專利說明】一種低碳節(jié)能涂料
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種低碳節(jié)能涂料，涉及對太陽輻射及其他熱輻射的熱射線進行反射、隔熱及發(fā)射的涂料。主要應(yīng)用在酒店、醫(yī)院、學(xué)校、倉庫、廠房、寫字樓、住宅等建筑的內(nèi)外墻；管道、油罐或船舶甲板、集裝箱等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】: [0002]中國政府提出2020年單位⑶P 二氧化碳排放比2005年降低40~45%的目標(biāo)，將其納入“十二五”和“十三五”規(guī)劃中，“十二五”節(jié)能將延續(xù)節(jié)能減排目標(biāo)責(zé)任制，可能試點實施能源消費總量控制。
[0003]建筑的能耗(包括建造能耗、生活能耗、采暖空調(diào)等)約占全社會總能耗的30%，其中最主要的是采暖和空調(diào)，占到20%。而這“30%”還僅僅是建筑物在建造和使用過程中消耗的能源比例，如果再加上建材生產(chǎn)過程中耗掉的能源(占全社會總能耗的16.7% )，和建筑相關(guān)的能耗將占到社會總能耗的46.7%?，F(xiàn)在我國每年新建房屋20億平方米中，99%以上是高能耗建筑；而既有的約430億平方米建筑中，只有4%采取了能源效率措施，單位建筑面積采暖能耗為發(fā)達(dá)國家新建建筑的3倍以上。根據(jù)測算，如果不采取有力措施，到2020年中國建筑能耗將是現(xiàn)在3倍以上。
[0004]此前，一些專利如CN1425720A、CN1546584A、CN1037613C等局限于膨脹珍珠巖、巖石棉纖維、空心玻璃微珠、粉煤灰漂珠、二氧化鈦、過渡金屬氧化物等填料在涂料配方中的用量對隔熱效果的影響，而沒有使用包覆及燒結(jié)等傳統(tǒng)技術(shù)來改進配方材料而使之具備更強的隔熱、反射及發(fā)射能力，導(dǎo)致涂料隔熱性能一般，限制了產(chǎn)品的應(yīng)用。還有一些發(fā)明新型專利，如 CN1927954A、CN101293755A、CN102391754A、CN1515633A、CN102174281A 等，雖采用了本專利亦使用的材料包覆技術(shù)，但載體主要是玻璃微珠或陶瓷微珠等之類的大分子復(fù)合化合物，這些化合物由不同化學(xué)式的晶粒組成，晶粒間有明顯的晶界，導(dǎo)致在外部復(fù)雜的氣候條件下很容易破裂，嚴(yán)重制約產(chǎn)品的實際效果及壽命。而且這些專利只注重了低熱導(dǎo)率和高反射率，未考慮產(chǎn)品的發(fā)射率，使得產(chǎn)品的隔熱保溫性能有缺陷。本專利公布了一種低碳節(jié)能涂料，通過使用表面包覆納米材料的空心二氧化娃及自制紅外發(fā)射粉等新材料新配方，使產(chǎn)品具備出色的隔熱保溫性能可有效實現(xiàn)節(jié)能降耗。
[0005]本發(fā)明的公布一種低碳節(jié)能涂料，其原理主要有以下幾個方面。其一是反射機理，選用高反射率的多種寬禁帶特殊陶瓷材料作為填料，多種材料同時協(xié)同參與反射，反射譜基本覆蓋太陽光全譜(400-2500納米)。且大比表面積微/納米功能材料顯著提高了涂層內(nèi)部界面，內(nèi)部形成多次反射和散射，顯著降低了涂層的蓄熱能力。其二是高熱阻，由于超細(xì)納米材料大的比表面積和邊界效應(yīng)能大幅降低涂層的導(dǎo)熱率。納米化界面和晶界放大了涂層的聲子散射作用，使涂層表面熱量無法向涂覆體內(nèi)部傳導(dǎo)。其三是發(fā)射機理，材料的紅外發(fā)射是因其內(nèi)部分子的振動引起偶極距變化而產(chǎn)生的。根據(jù)振動對稱性選擇定律:分子振動對稱性越低，偶極距的變化越大，其紅外發(fā)射就越強。由于陶瓷材料是由多原子組成的大分子結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，多原子在振動過程中易改變分子的對稱性而使偶極距發(fā)生變化，故而具有較高的發(fā)射率。采用自制紅外發(fā)射陶瓷粉，將吸收的熱能以8~14pm的紅外波長發(fā)射到大氣窗口中，顯著降低了涂層溫度?；瘜W(xué)自組裝原理使涂層表面自發(fā)納米化，每平方厘米面積內(nèi)形成的納米尺寸突起多達(dá)100億個，從微觀結(jié)構(gòu)上大幅提高了涂層的輻射散熱面積，因此涂層能有效把物體表面的熱量輻射到空氣中，顯著降低物體的溫度。
[0006]本發(fā)明采用空心二氧化硅作為主要隔熱填料，主要有以下幾方面原因:(I)極低的導(dǎo)熱系數(shù)可以起到較好的隔熱效果；(2)是一種原子晶體，結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，不會像空心玻璃微珠或陶瓷微珠那樣易碎而影響隔熱效果；(3)耐候性極強，用于外墻時酸雨亦無法腐蝕，而玻璃微珠或陶瓷微珠則易被腐蝕。再者本發(fā)明采用了自制紅外發(fā)射粉，材料本身紅外發(fā)射率可以達(dá)到90%，它是通過將幾種過渡金屬氧化物混合均勻后進行煅燒，得到反尖晶石相摻雜氧化物，再與具備高發(fā)射率的堇青石混合得到的，將其制備到本專利所述的一種低碳節(jié)能涂料中，比起單用上述過渡金屬氧化物等傳統(tǒng)紅外發(fā)射粉擁有更加出色的發(fā)射效果。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種低碳節(jié)能涂料，該涂料能將太陽輻射的熱射線及其他熱輻射進行反射、隔熱及發(fā)射，對基體起到隔熱保溫之效果，實現(xiàn)低碳節(jié)能之號召。
[0008]本發(fā)明是通過如下方式實現(xiàn)的:
[0009]一種低碳節(jié)能涂料，該涂料包括按重量比的下述各原料:
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種低碳節(jié)能涂料，其特征在于，該涂料包括按重量比的下述各原料:Hj?質(zhì)量百分比(％)水性樹脂20~50表面包覆納米材料的空心二氧化桂15~35反射熱射線特性材料3~15自制紅外發(fā)射粉3^Τδ填料3 — 20分散劑0.5- 1.5防凍劑1~2增稠劑1~3消泡劑0.1~0.3潤濕劑0.1~0.3防腐劑0.1~0.5PH值調(diào)節(jié)劑0.1~0.5成膜助劑1~2水5~50
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳節(jié)能涂料，其特征在于，所述表面包覆納米材料的空心二氧化硅，其中納米材料主要是指金屬、金屬氧化物、金屬鹽等類型，金屬有如銀、鋁等，金屬氧化物如氧化鋅、氧化鈦、氧化鎂、三氧化二銻、氧化銦、氧化錫等，金屬鹽如硫酸鋇、碳酸鈣等，空心二氧化硅粒徑為0.01~200 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳節(jié)能涂料，其特征在于，所述自制紅外發(fā)射粉是通過高溫煅燒三氧化二鐵、二氧化錳、氧化銅、三氧化二鈷等幾種過渡金屬氧化物混合物，再將上述產(chǎn)物與堇青石均勻混合得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳節(jié)能涂料，其特征在于，所述水性樹脂至少是以下樹脂中的一種:聚氨酯、丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂、有機硅改性聚氨酯、丙烯酸改性聚氨酯、有機硅改性丙烯酸樹脂、有機氟改性丙烯酸樹脂、有機氟改性聚氨酯、有機氟/丙烯酸改性聚氨酯、有機硅/丙烯酸改性聚氨酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳節(jié)能涂料，其特征在于，所述反射熱射線特性材料主要是指金屬、金屬氧化物、金屬鹽等類型，金屬有如銀、鋁等，金屬氧化物如氧化鋅、氧化鈦、氧化鎂、三氧化二鋪、氧化銦、氧化錫等，金屬鹽如硫酸鋇、碳酸鈣等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳節(jié)能涂料，其特征在于，所述填料為高嶺土、滑石粉、石英粉、硫酸鋇、碳酸鈣、云母粉、水合氫氧化鋁、水合氫氧化鎂、聚磷酸銨、磷酸酯類、三氧化二銻、水滑石。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳節(jié)能涂料，其特征在于，所述分散劑為聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、多元酸均聚物銨鹽。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳節(jié)能涂料，其特征在于，所述增稠劑為堿溶脹型增稠劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳節(jié)能涂料，其特征在于，所述成膜助劑為丙二醇、乙二醇、乙二醇二醚、十二醇酯，所述防凍劑為醇酯十二，所述消泡劑為礦物油型消泡劑或有機硅消泡劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳節(jié)能涂料，其特征在于，所述潤濕劑為陰離子表面活性劑、多元醇型表面活性劑、聚氧乙烯型表面活性劑，所述防腐劑為異噻唑啉酮衍生物或苯并唑酯類多功能 型防腐劑，所述PH調(diào)節(jié)劑為有機胺類PH調(diào)節(jié)劑。
【文檔編號】C09D133/00GK103788849SQ201210430587
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月1日
【發(fā)明者】唐永炳, 李紅劍, 聶杰, 程先華 申請人:深圳市潤物科技有限公司