反射隔热涂料及其制备方法与流程

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种反射隔热涂料及其制备方法。

背景技术：

目前建筑外墙装修主要以贴瓷砖为主，而瓷砖属于高能耗产品，目前节能降耗、提高经济效益及安全性是科学研究和技术开发的基本目标之一，涂料技术也不例外。因此，目前国家在大力推广建筑外保温节能技术材料，主要以各种泡沫塑料材料为主，如eps板、xps板及发泡聚氨酯板材等，但此类保温材料因自身强度和硬度差，且是直接钉在墙上，存在脱落的安全隐患，而传统质感涂料(含陶瓷彩色质感涂料)虽然解决了装饰问题，但仍存在无法降低建筑物能耗问题，故研发能替代瓷砖但又不影响外墙的设计性能且又符合国家节能降耗是外墙涂料的一个方向。

太阳热辐射会使物体表面温度升高，增加建筑能耗，目前建筑能耗占总能耗的40％，全球都在寻找建筑物的节能降耗方法。目前外墙反射隔热涂料主要采用高反射率+高辐射+低传导方案，常见材料的辐射率已经很高，提高辐射来降温的办法不是很多。因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种反射隔热涂料及其制备方法，旨在解决现有反射隔热涂料的能耗高的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种反射隔热涂料，以所述反射隔热涂料的总质量为100％计，所述反射隔热涂料包括如下质量百分含量的成分：

丙烯酸酯类乳液20～30％；

大理石砂50～60％；

二氧化硅气相凝胶3-5％

成膜助剂0.5～2％；

增稠剂0.1～1％；

润湿剂0.01～0.1％；

分散剂0.05～0.3％；

其它助剂0.5～2％；

余量为水。

本发明提供的反射隔热涂料是一种反射隔热水晶陶瓷彩色质感涂料，其对人体和环境没有危害，属于绿色环保产品，该涂料反射隔热涂料通过配方中各成分共同作用，使得该反射隔热涂料具有优越的耐候性、耐碱性、耐久性，而且色石颗粒均匀细腻，涂层表面平坦舒缓，有良好的耐污性；更重要的是，其具有高红外反射率和低导热系数，因此极大地阻隔了热量的传递，从而使得本发明的反射隔热涂料具有良好的反射隔热效果和装饰效果，可以将其用作建筑外墙的保温涂料，具有很好的应用前景。

本发明另一方面提供一种反射隔热涂料的制备方法，包括如下步骤：

按照本发明所述的反射隔热涂料所含的成分及其含量分别称取各成分原料；

将所述丙烯酸酯类乳液、二氧化硅气相凝胶、成膜助剂、增稠剂、润湿剂、分散剂和其它助剂加入一部分水中进行第一混料处理，得第一混料物；

将所述大理石砂加入所述第一混料物中，然后加入剩余的水进行第二混料处理，得所述反射隔热涂料。

本发明提供的反射隔热涂料的制备方法工艺简单，成本低，最终得到的反射隔热涂料具有高红外反射率和低导热系数，因此极大地阻隔了热量的传递，从而使得该反射隔热涂料具有良好的反射隔热效果和装饰效果，可以将其用作建筑外墙的保温涂料，具有很好的应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的反射隔热水晶陶瓷彩色质感涂料熊猫效果示意图；

图2是本发明实施例2提供的反射隔热水晶陶瓷彩色质感涂料细颗粒批刮效果示意图；

图3是本发明实施例3提供的反射隔热水晶陶瓷彩色质感涂料中颗粒批刮效果示意图；

图4是本发明实施例4提供的反射隔热水晶陶瓷彩色质感涂料粗颗粒批刮效果示意图；

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一方面，本发明实施例提供了一种反射隔热涂料，以所述反射隔热涂料的总质量为100％计，所述反射隔热涂料包括如下质量百分含量的成分：

丙烯酸酯类乳液20～30％；

大理石砂50～60％；

二氧化硅气相凝胶3-5％

成膜助剂0.5～2％；

增稠剂0.1～1％；

润湿剂0.01～0.1％；

分散剂0.05～0.3％；

其它助剂0.5～2％；

余量为水。

本发明实施例提供的反射隔热涂料是一种反射隔热水晶陶瓷彩色质感涂料，其对人体和环境没有危害，属于绿色环保产品，该涂料反射隔热涂料通过配方中各成分共同作用，使得该反射隔热涂料具有优越的耐候性、耐碱性、耐久性，而且色石颗粒均匀细腻，涂层表面平坦舒缓，有良好的耐污性；更重要的是，其具有高红外反射率和低导热系数，因此极大地阻隔了热量的传递，从而使得本发明的反射隔热涂料具有良好的反射隔热效果和装饰效果，可以将其用作建筑外墙的保温涂料，具有很好的应用前景。

在一个实施例中，所述大理石砂是由红外反射钛白粉经红外反射冷颜料染色后煅烧得到的彩色大理石砂，煅烧温度≥800℃。采用红外反射钛白粉、红外反射冷颜料染色后高温(800摄氏度以上)煅烧而成的均匀彩色大理石砂，具有较高的太阳光反射比(tsr)和近红外反射比(nir)。具体地，最终煅烧得到的彩色大理石砂的太阳光反射比可以为：白色0.88，黑色0.21，其它颜色在0.3-0.8，如近红外反射比为0.6-0.8之间，具体与钛白粉的平均粒径(400nm-1000nm)有关。上述性能的大理石砂，具有颜色均匀一致，耐候性和保色性好，砂粒精细，硬度高，耐化学品优异的特点。采用人工煅烧的反射隔热彩色大理石砂可以多种颜色混合在一起，不但色彩层次感很强且清晰，更具有极强的耐候性与保色性，完全可以达像水晶般瓷砖的品质。本发明所提供的涂料可结合不同的施工工艺，做出各种风格的质感效果，如仿砖、叠影、批刮平搓、刮纹等。另外，该彩色大理石砂同时具有高红外反射率(针对波长在780-2500nm近红外光))和高半球发射率(针对波长在4-25um中远红外光)，具体地，所述大理石砂的红外反射率为0.6-0.8，半球发射率为0.8-0.9，因此可以配套相同反射红外颜料同色的底漆，从而达到双层红外反射的增强效果。

所述红外反射钛白粉的平均粒径为400nm-1000nm，该粒径范围内调节所述大理石砂的不同红外反射率。本发明所采用的反射隔热彩色大理石砂，其用反射红外反射钛白粉和红外反射冷颜料染色后高温(800℃以上)煅烧而成。反射隔热原理是：1.反射红外钛白粉不同于普通钛白粉，普通钛白粉平均粒径约280nm，而反射红外钛白粉有三种型号，其平均粒径约400nm(用于高明度的白色或浅色)、700nm和1000nm(中低明度深色)，可见光及近红外波长在300-2500nm，可见普通钛白粉是只能散射和吸收太阳热量，无法做到反射太阳热量。2.反射红外冷颜料是指复合无机颜料，由几种金属混合物经过高温(800℃以上)煅烧而成，具有极佳的耐候性、化学稳定性、高红外反射性。

在一个实施例中，所述二氧化硅气相凝胶的导热系数为0.06-0.07w/(mx℃)，具体地，可以为0.066w/(mx℃)。本发明采用极低导热系数的二氧化硅气相凝胶，使得本发明反射隔热涂料产品的导热系数低到只有0.08w/(m·k)，从而极大的阻隔了热量的传递，从而使得本发明具有良好的反射隔热效果和装饰效果。

在一个实施例中，所述丙烯酸酯类乳液为纯丙弹性聚合乳液；纯丙弹性聚合乳液，具有优异的弹性和良好的耐玷污性能，所形成的涂膜能有效抵抗裂纹，且耐候性优良。

在一个实施例中，所述润湿剂为聚氧乙烯醚类润湿剂；分散剂为高分子量的聚丙烯酸铵盐分散剂。

在一个实施例中，所述增稠剂为碱溶胀性类增稠剂或大分子量羟乙基纤维素。增稠剂主要为碱溶胀性类增稠剂或大分子量羟乙基纤维素。hec(羟乙基纤维素)为自纤维素衍生的非离子型水溶性聚合物，纤维素是由脱水葡萄糖单元组成，经羟乙基醚化后能溶于水，具有极高的增稠效率，提供抗流挂性及防沉性，还能提反射隔热水晶陶瓷彩色质感涂料的施工性和保水性，通过控制hec的添加量，可以控制反射隔热水晶陶瓷彩色质感涂料的表干时间，满足不同气候、不同地域、不同施工工艺的要求，同时不影响反射隔热水晶陶瓷彩色质感涂料本身的性能。

在一个实施例中，以所述反射隔热涂料的总质量为100％计，所述助剂包括以下组分：

纤维素0.1～0.3％；

防冻剂0.05～1％；

消泡剂0.03～0.06％；

防腐剂0.1～0.15％；

ph调节剂0.04～0.06％。

本发明实施例中还提供上述反射隔热水涂料的应用，将所述反射隔热涂料用于建筑外墙涂料，可用来替代建筑外墙上花岗岩石材、瓷砖等高能耗板材。该涂料采用人工煅烧的彩色大理石砂来展现颜色，色彩层次感很强与清晰，所述涂料还具有防水透气、装饰和保护等作用，特别适用于建筑外保温工程，减轻载重，提高安全性。

另一方面，本发明实施例还提供了一种反射隔热涂料的制备方法，包括如下步骤：

s01：按照本发明实施例所述的反射隔热涂料所含的成分及其含量分别称取各成分原料；

s02：将所述丙烯酸酯类乳液、二氧化硅气相凝胶、成膜助剂、增稠剂、润湿剂、分散剂和其它助剂加入一部分水中进行第一混料处理，得第一混料物；

s03：将所述大理石砂加入所述第一混料物中，然后加入剩余的水进行第二混料处理，得所述反射隔热涂料。

本发明实施例提供的反射隔热涂料的制备方法工艺简单，成本低，最终得到的反射隔热涂料具有高红外反射率和低导热系数，因此极大地阻隔了热量的传递，从而使得该反射隔热涂料具有良好的反射隔热效果和装饰效果，可以将其用作建筑外墙的保温涂料，具有很好的应用前景。

具体地，所述第一混料处理的条件包括：在常温下，以350-450rpm(如400rpm)搅拌10-15分钟；所述第二混料处理的条件包括：在常温下，以以750-850rpm(如800rpm)的速度搅拌15-30分钟。上述条件下混合的效果最佳。

具体地，先按照配方比例称取原料，低速阶段依次加入部分去离子水，纤维素，低速搅拌10-15分钟，添加分散剂、润湿剂、防冻剂、二氧化硅气相凝胶、反射隔热丙烯酸酯类乳液、成膜助剂、ph调节剂、消泡剂、增稠剂，待以上原料加入完毕，进行低速分散，加入反射隔热彩色大理石砂，低速搅拌下加入剩余的水和组分，再搅拌15-30min；过滤。

总之，本发明实施例所提供的反射隔热涂料对人体和环境没有危害，属于绿色环保产品。涂料具有优越的耐候性、耐碱性、耐久性；色石颗粒均匀细腻，涂层表面平坦舒缓，有良好的耐污性；采用红外反射钛白粉、红外反射冷颜料染色后高温煅烧而成的均匀彩色大理石砂来展现色彩和质感效果，具有较高的红外反射率(太阳光的热量主要集中在红外波长部分)和高半球发射率，同时配套相同反射红外颜料同色的底漆，从而达到双层红外反射的增强效果。而且导热系数只有0.08w/(m·k)，极大的阻隔了热量的传递。从而使得该具有良好的反射隔热涂料反射隔热效果和装饰效果。

本发明先后进行过多次试验，现举一部分试验结果作为参考对发明进行进一步详细描述，下面结合具体实施例进行详细说明。以下实施例中，检测标准为合成树脂乳液砂壁状建筑涂料jg/t24-2018及建筑反射隔热涂料jg/t235-2014。

实施例1

一种反射隔热水晶陶瓷彩色质感涂料，其配方配比如下表1(重量百分比)：

表1

按照配方比例称取原料，低速阶段依次加入去离子水20份，纤维素0.18份，低速搅拌1-15分钟，添加湿润剂0.06份，分散剂0.09份，二氧化硅气相凝胶3份，反射隔热纯丙烯酸乳液20份，成膜助剂1.5份，ph调节剂0.06份，消泡剂0.06份，碱溶胀增稠剂0.13份，待以上原料加入完毕，进行低速分散10分钟，加入反射隔热彩色大理石砂50份，低速搅拌下加入剩余水4.7份和防冻剂0.1份，再搅拌15-30min，再经过滤，称重包装。

其中，反射隔热彩色大理石砂是平均粒径约400nm的红外反射钛白粉经红外反射冷颜料染色后800℃煅烧而成。

实施例1测试结果：施工性：批刮流畅无障碍；表干时间：≤1h；耐水性/耐碱性：120h无起鼓、开裂、剥落及变色；耐冲击性：50cm冲击无裂纹、剥落及明显变形；柔韧性：￠5cm缠绕不开裂、剥落；耐玷污性：7％；耐人工老化性：530h正常，600h有轻微黄变。太阳光反射比(tsr)：低明度0.28，中明度0.45，高明度0.75；近红外反射比(nir)：低明度0.48，高明度0.85；半球发射率(he)0.88；污染后太阳反射比变化率：中明度11％，高明度16％；人工气候老化后太阳光反射比变化率3％。符合国标要求。

实施例2

反射隔热水晶陶瓷彩色质感涂料，其配方配比如下表2(重量百分比)：

表2

按照配方比例称取原料，低速阶段依次加入去离子水10份，纤维素0.24份，低速搅拌1-15分钟，添加湿润剂0.03份，分散剂0.06份，二氧化硅气相凝胶5份，反射隔热纯丙烯酸乳液25份，成膜助剂0.9份，ph调节剂0.05份，消泡剂0.03份，碱溶胀增稠剂0.18份，待以上原料加入完毕，进行低速分散10分钟，加入反射隔热彩色大理石砂55份，低速搅拌下加入剩余水3.3份和防冻剂0.09份，再搅拌15-30min，再经过滤，称重包装。

其中，反射隔热彩色大理石砂是平均粒径约400nm的红外反射钛白粉经红外反射冷颜料染色后800℃煅烧而成。

实施例2测试结果：施工性：批刮流畅无障碍；表干时间：≤1h；耐水性/耐碱性：120h无起鼓、开裂、剥落及变色；耐冲击性：50cm冲击无裂纹、剥落及明显变形；柔韧性：￠5cm缠绕不开裂、剥落；耐玷污性：12％；耐人工老化性：500h正常，550h有轻微黄变。太阳光反射比(tsr)：低明度0.3，中明度0.51，高明度0.85；近红外反射比(nir)：低明度0.5，高明度0.9；半球发射率(he)0.91；污染后太阳反射比变化率：中明度11％，高明度16％；人工气候老化后太阳光反射比变化率3％。符合国标要求。

实施例3

反射隔热水晶陶瓷彩色质感涂料，其配方配比如下表3(重量百分比)：

表3

按照配方比例称取原料，低速阶段依次加入去离子水10份，纤维素0.2份，低速搅拌1-15分钟，添加湿润剂0.03份，分散剂0.06份，二氧化硅气相凝胶4份，反射隔热纯丙烯酸乳液20份，成膜助剂1.2份，ph调节剂0.05份，消泡剂0.03份，碱溶胀增稠剂0.18份，待以上原料加入完毕，进行低速分散10分钟，加入反射隔热彩色大理石砂60份，低速搅拌下加入剩余水4.04份和防冻剂0.09份，再搅拌15-30min，再经过滤，称重包装。

其中，反射隔热彩色大理石砂是平均粒径约700nm的红外反射钛白粉经红外反射冷颜料染色后800℃煅烧而成。

实施例3测试结果：施工性：批刮流畅无障碍；表干时间：≤1h；耐水性/耐碱性：120h无起鼓、开裂、剥落及变色；耐冲击性：50cm冲击无裂纹、剥落及明显变形；柔韧性：￠5cm缠绕不开裂、剥落；耐玷污性：12％；耐人工老化性：530h正常，600h有轻微黄变。太阳光反射比(tsr)：低明度0.31，中明度0.48，高明度0.82；近红外反射比(nir)：低明度0.48，高明度0.9；半球发射率(he)0.92；污染后太阳反射比变化率：中明度11％，高明度16％；人工气候老化后太阳光反射比变化率3％。符合国标要求。

实施例4

反射隔热水晶陶瓷彩色质感涂料，其配方配比如下表4(重量百分比)：

表4

按照配方比例称取原料，低速阶段依次加入去离子水10份，纤维素0.18份，低速搅拌1-15分钟，添加湿润剂0.03份，分散剂0.06份，二氧化硅气相凝胶3份，反射隔热纯丙烯酸乳液30份，成膜助剂1.5份，ph调节剂0.05份，消泡剂0.03份，碱溶胀增稠剂0.12份，待以上原料加入完毕，进行低速分散10分钟，加入反射隔热彩色大理石砂50份，低速搅拌下加入剩余水4.78份和防冻剂0.13份，再搅拌15-30min，再经过滤，称重包装。

其中，反射隔热彩色大理石砂是平均粒径约1000nm的红外反射钛白粉经红外反射冷颜料染色后800℃煅烧而成。

实施例4测试结果：施工性：批刮流畅无障碍；表干时间：≤1h；耐水性/耐碱性：120h无起鼓、开裂、剥落及变色；耐冲击性：50cm冲击无裂纹、剥落及明显变形；柔韧性：￠5cm缠绕不开裂、剥落；耐玷污性：7％；耐人工老化性：600h正常。太阳光反射比(tsr)：低明度0.3，中明度0.47，高明度0.8；近红外反射比(nir)：低明度0.47，高明度0.88；半球发射率(he)0.89；污染后太阳反射比变化率：中明度11％，高明度16％；人工气候老化后太阳光反射比变化率3％。符合国标要求。

对比例

以市面上普通质感涂料进行测试：耐人工老化性：﹤500h(国标500h)；耐玷污性：30％左右。太阳光反射比(tsr)：低明度0.12，中明度0.25，高明度0.45；近红外反射比(nir)：低明度0.18，高明度0.48；半球发射率(he)0.65；污染后太阳反射比变化率：中明度25％，高明度41％；人工气候老化后太阳光反射比变化率10％。

图1-图4是本发明实施例1-实施例4提供的反射隔热水晶陶瓷彩色质感涂料效果图；从图和上述检测结果数据可以看出，本发明实施例陶瓷彩色石英砂质感涂料与普通质感涂料(用色浆调浅色)相比，陶瓷彩色石英砂质感涂料在性能上有很大的优势，特别是反射隔热效果，因此在耐候性有无法比拟的优势。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。