一种气凝胶反射隔热涂料及其制备方法与应用与流程

1.本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种气凝胶反射隔热涂料及其制备方法与应用。


背景技术：

2.现有技术中的保温隔热系统大多使用保温隔热板材例如各种岩棉、矿物棉、聚氨酯、聚苯乙烯、气凝胶毡等材料，这类材料在对异型结构施工时非常麻烦，而且保温隔热效率低，持续保温隔热时间短等劣势。
3.随着涂料技术的发展，保温涂料技术日臻成熟，目前由涂刷保温涂料代替外挂式外墙保温层已经成为一种技术趋势，一般涂料的基本组成包含颜料、染料、树脂黏结剂、溶剂及填充剂，而涂料的特殊性质往往取决于其填充物，隔热涂料是加入具有高反射率的填充物，使其形成的涂层具有高反射率，通过降低物体的表面温度减少热传递，从而降低内部温度产生隔热作用。
4.目前常使用的填充物为无机陶瓷粒子，如次微米中空陶瓷球或二氧化钛，但仅添加无机陶瓷粒子来提供隔热效能，会造成涂料成本过高、机械性质脆化及涂料覆盖率不佳；如降低无机陶瓷粒子的含量，增加树脂黏结剂的添加比例，虽可降低成本、提升涂料覆盖率及避免机械性质脆化，又会影响到涂料的隔热性质，并且受制于涂料的厚度较薄，涂料保温的技术效果还是没有外挂式外墙保温层好。
5.为此，本发明提供一种气凝胶反射隔热涂料，该涂料是以二氧化硅气凝胶粉为主体原料，多种无机纤维填料为主体基材，加入特殊粘合剂，通过高科技特殊工艺复合而成的一种粘稠状浆体；该产品具有粘结强度高、干燥时间短、收缩率小、使用温度范围宽、导热系数低、干燥固化后不宜开裂等特点。该产品隔热、防腐、防水、防油、耐酸碱，是一种绿色环保的耐高温反辐射节能涂料，广泛适用于成品油罐、建筑内外墙、钢结构厂房、集装箱、活动板房等行业。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明提供了一种气凝胶反射隔热涂料及其制备方法。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种气凝胶反射隔热涂料，包括以下原材料：二氧化硅气凝胶粉、二氧化钛、氢氧化镁晶须、六钛酸钾晶须、纤维素、水玻璃、丙烯酸乳液和去离子水。
9.二氧化硅气凝胶是一种分散介质为气体的多孔性固体材料，是目前工程应用的最轻的固体材料，由其制成的气凝胶产品导热系数为0.020-0.050w(m
·
k)，且具有超疏水、a级阻燃、使用温度范围广、寿命长、抗压、无毒等优点，与传统保温隔热材料相比，同等隔热效果下，气凝胶材料厚度只有传统保温隔热材料的1/2-1/5，可以为工业场所节省更多空间，本发明气凝胶涂料孔径为20～50nm，孔洞尺寸小于常温下空气分子平均自由程，纳米孔结构使材料内部形成了近似无穷多的固/气界面，热辐射在每一层界面都会发生反射、吸
收、透射和再辐射，气凝胶与涂料中钛、锆等成分反应成“纳米簇”微小的簇生成拟三维结构，阻止空气流动和热传导，涂料的结构性大大改善。
10.优选的，包括以下质量百分比原材料：二氧化硅气凝胶粉3-6份、二氧化钛2-3份、氢氧化镁晶须3-5份、六钛酸钾晶须2-3份、纤维素0.1-0.3份、水玻璃6-8份、丙烯酸乳液35-45份和去离子水48-52份。
11.优选的，所述二氧化硅气凝胶粉规格参数为：比表面积≥600m2/g空隙直径≤50nm堆积密度≤0.05g/cm3；所述二氧化钛白色粉末规格参数为：密度4.2g/ml，熔点1800
°
；所述氢氧化镁规格参数为：密度为2.36g/ml粒径0.2um以上；所述水玻璃规格参数为：浓度为1.749g/ml，耐温300
°
；所述丙烯酸乳液固体含量20-50份，密度1.04g/ml。
12.优选的，所述纤维素为羟丙基甲基纤维素。
13.一种气凝胶反射隔热涂料的制备方法，具体包括以下步骤：
14.(1)按重量份称取原材料二氧化硅气凝胶粉、二氧化钛、氢氧化镁晶须、六钛酸钾晶须、纤维素、水玻璃、丙烯酸乳液和去离子水，备用；
15.(2)溶液a的配置：将去离子水、水玻璃、二氧化硅气凝胶粉和六钛酸钾晶须搅拌均匀后得到溶液a；
16.(3)溶液b的配制：取二氧化钛、氢氧化镁晶须和丙烯酸乳液搅拌均匀后得到溶液b；
17.(4)将所述溶液a和所述溶液b混合在一起，在搅拌的过程中不断加入纤维素，搅拌均匀后即得一种气凝胶反射隔热涂料。
18.优选的，所述搅拌的转速为50-200rpm。
19.如上述所述的一种气凝胶反射隔热涂料在反射隔热涂层中的应用。
20.以气凝胶微粉为主要功能材料制备的具备反射隔热效果的多功能性涂料，反射率达80％以上；涂料均具有优良的耐腐蚀性能，涂膜耐粉化和耐候性好，与基层附着力强，并具有很好的延展性，产品无毒无环境污染。具有防水、防火、防油、耐酸碱、耐磨、防开裂、固化、美观、延长寿命等特点。具有优良的耐候性、保色性及耐沾污性，广泛应用于建筑外墙、钢结构厂房、集装箱、活动板房等，尤其夏天充分阻挡太阳光的辐射，阻止外界热量进入室内，减少空调使用能耗；应用于成品油罐的反射隔热，避免油罐长时间暴晒在太阳光下，解决油罐区高温下的防火防爆难题、油蒸发、油损耗。
21.优选的，所述反射隔热涂层为建筑外墙、钢结构厂房、集装箱、活动板房和油罐的涂层。
22.优选的，所述涂层的施工工艺为：可采用喷涂的形式施工，喷涂厚度一次约0.1mm，具体视工况而定；具体施工方式可根据施工环境、涂刷面积、质量要求及生产商的建议来确定，一般喷涂2遍，喷涂总厚度≥0.2mm。
23.优选的，所述喷涂第一遍约2小时干燥后即可喷涂第二遍，建筑外墙也可根据要求喷涂1遍，成品油罐必须完全喷涂2遍，完全覆盖基材表面，全部喷涂完毕后，需做到表面光滑平整、无气泡、无漏点、无毛刺、无流挂，厚度均匀、色泽均匀。
24.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
25.1、本发明涂料导热系数低，可以大幅降低隔热层厚度。
26.2、本发明涂料密闭性好，粘结强度高，可以对任何形状工件进行密闭保温。
27.3、本发明涂料防水，防腐，防油，防火、a级阻燃，抗震，隔音，耐磨，耐腐蚀，耐酸碱；环保无毒，成分不含苯等对人体有害物质，对人体无害、无毒、无味、不腐蚀空气、土壤、水源。
28.4、本发明涂料抗老化能力强，不易变形，保温结构良好，使用寿命长。
29.5、本发明涂料施工简单，可涂抹、辊涂、喷涂、刷涂等，设备可做到不停产保温，无需焊接、动火，动电，安全性能提高。
30.6、本发明涂料拆除后加工可重复利用。
具体实施方式
31.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.实施例1
33.一种气凝胶反射隔热涂料的制备方法，具体包括以下步骤：
34.(1)称取以下质量百分比原材料：二氧化硅气凝胶粉3份、二氧化钛2份、氢氧化镁晶须3份、六钛酸钾晶须2份、纤维素0.1份、水玻璃6份、丙烯酸乳液35份和去离子水48.9份；
35.(2)溶液a的配置：将去离子水、水玻璃、二氧化硅气凝胶粉和六钛酸钾晶须在100rpm下搅拌均匀后得到溶液a；
36.(3)溶液b的配制：取二氧化钛、氢氧化镁晶须和丙烯酸乳液在100rpm搅拌均匀后得到溶液b；
37.(4)将所述溶液a和所述溶液b混合在一起，在100rpm搅拌的过程中不断加入纤维素，搅拌均匀后即得一种气凝胶反射隔热涂料。
38.其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.实施例2
40.一种气凝胶反射隔热涂料的制备方法，具体包括以下步骤：
41.(1)称取以下质量百分比原材料：二氧化硅气凝胶粉5份、二氧化钛2份、氢氧化镁晶须5份、六钛酸钾晶须3份、纤维素0.2份、水玻璃7份、丙烯酸乳液35份和去离子水52份；
42.(2)溶液a的配置：将去离子水、水玻璃、二氧化硅气凝胶粉和六钛酸钾晶须在100rpm下搅拌均匀后得到溶液a；
43.(3)溶液b的配制：取二氧化钛、氢氧化镁晶须和丙烯酸乳液在100rpm搅拌均匀后得到溶液b；
44.(4)将所述溶液a和所述溶液b混合在一起，在100rpm搅拌的过程中不断加入纤维素，搅拌均匀后即得一种气凝胶反射隔热涂料，相关性能参数见表1，
45.表1实施例2制备反射隔热涂料性能参数
46.[0047][0048]
将实施例2制备涂料通过hgt 4341-2012《金属表面用热反射隔热涂料》标准进行效果检测，结果如表2，
[0049]
表2实施例2制备反射隔热涂料效果
[0050][0051]
由上表数据可知，本发明以气凝胶微粉为主要功能材料制备的具备反射隔热效果的多功能性涂料，反射率达80％以上；涂料均具有优良的耐腐蚀性能，涂膜耐粉化和耐候性好，与基层附着力强，并具有很好的延展性，产品无毒无环境污染。具有防水、防火、防油、耐酸碱、耐磨、防开裂、固化、美观、延长寿命等特点。具有优良的耐候性、保色性及耐沾污性。
[0052]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。