一种隔热涂料及其制备方法与流程

本技术涉及涂料，更具体地说，它涉及一种隔热涂料及其制备方法。

背景技术：

1、建筑物隔热保温是节约能源、改善居住环境和使用功能的一个重要方面。建筑能耗在人类整个能源消耗中所占比例一般在30～40％，绝大部分是采暖和空调的能耗，故建筑节能意义重大。

2、隔热保温涂料是涂刷在被施工表面后，隔热保温涂料通过阻碍热传导、反射太阳光或辐射太阳热量等方式对被施工表面进行隔热，从而达到隔热保温的作用。所以，将保温隔热涂料涂覆在建筑外侧是实现建筑物隔热保温的一项措施。

3、因为气凝胶具有高比表面积和极低的导热系数，所以气凝胶作为隔热材料已经被广泛应用于制备隔热涂料。但是，目前气凝胶的价格较高，增加了涂料的成本。

技术实现思路

1、为了提高涂料的隔热性能，降低涂料的成本，本技术提供一种隔热涂料及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种隔热涂料，采用如下的技术方案：

3、一种隔热涂料，由a组分和b组分混合制成；

4、所述a组分，包括如下重量份数的组分：

5、异氰酸酯固化剂25-60份；

6、所述b组分，包括如下重量份数的组分：

7、多元醇32-45份；

8、胶囊填料20-40份；

9、分散剂1-3份；

10、消泡剂2-4份；

11、所述胶囊填料包括囊芯和壁材，所述囊芯为反射型纳米氧化物，所述壁材为具有多孔结构的硅酸镁铝无机凝胶。

12、通过采用上述技术方案，先采用透明的硅酸镁铝无机凝胶包覆反射型纳米氧化物，然后再对硅酸镁铝无机凝胶进行造孔，得到多孔结构的胶囊填料。然后，将多孔结构的胶囊填料加入多元醇、消泡剂和分散剂等其他组分中，一方面，由于胶囊填料表面具有多孔结构，使得胶囊填料与各组分之间存在孔隙，有利于减弱胶囊填料与各组分之间的作用力，提高胶囊填料在各组分之间的分散性，提高反射太阳光的效率。另一方面，当胶囊填料中的反射型纳米氧化物反射太阳光时，部分胶囊填料表面存在的多孔结构可对太阳光进行反射和折射，增加太阳光的反射路径，提高对太阳光的散热效率。同时，相较于气凝胶，反射型纳米氧化物和硅酸镁铝无机凝胶的成本交底。因此，采用胶囊填料替代气凝胶，可降低隔热涂料的成本。

13、优选的，所述胶囊填料的制备方法，包括以下制备步骤：

14、a1：将有机膨润土加入有机溶剂和水中，搅拌混合后，得到硅酸镁铝无机凝胶；

15、a2：将反射型纳米氧化物和造孔剂加入硅酸镁铝无机凝胶中，搅拌混合，干燥，焙烧，得到多孔结构的硅酸镁铝无机凝胶包覆反射型纳米氧化物的胶囊填料。

16、通过采用上述技术方案，先将有机膨润土加入有机溶剂和水中进行溶胀，得到透明的硅酸镁铝无机凝胶，然后再将反射型纳米氧化物和造孔剂加入透明的硅酸镁铝无机凝胶中，通过搅拌，促使反射型纳米氧化物和造孔剂分散在透明的硅酸镁铝无机凝胶中，使得透明的硅酸镁铝无机凝胶对反射型纳米氧化物和造孔剂混合物进行包覆。最后，先通过干燥除去有机溶剂和水，再通过焙烧，使得造孔剂挥发，得到的胶囊填料，为多孔结构的硅酸镁铝无机凝胶包覆反射型纳米氧化物。采用本制备方法所得的胶囊填料，包覆性较高，孔隙率较多，有利于提高胶囊填料在各组分之间的分散性，提高反射太阳光的效率。同时，增加太阳光的反射路径，提高对太阳光的散热效率。

17、优选的，所述胶囊填料的制备方法中，硅酸镁铝无机凝胶、反射型纳米氧化物和造孔剂按重量比1:(0.3-0.7):(0.06-0.1)混合。

18、通过采用上述技术方案，所得的胶囊填料，包覆性较好，孔隙率较高，有利于提高胶囊填料在涂料组分中的分散性，进一步提高涂料的隔热效果。

19、优选的，所述反射型纳米氧化物包括纳米氧化锌、纳米氧化锡锑和纳米二氧化钛中的一种或多种。

20、通过采用上述技术方案，由于上述种类的纳米氧化物具有良好的屏蔽红外、紫外线，反射太阳光的能力。因此，采用包含上述种纳米氧化物的胶囊填料制备的涂料，反射太阳光的效率更高。

21、优选的，所述造孔剂为碳酸氢钠、碳酸氢铵和活性炭中的一种或多种。

22、通过采用上述技术方案，由于碳酸氢钠、碳酸氢铵和活性炭在硅酸镁铝无机凝胶中具有良好的分散性。因此，采用碳酸氢钠、碳酸氢铵和和活性炭中的一种或多种对硅酸镁铝无机凝胶进行造孔，所得硅酸镁铝无机凝胶的孔隙率较高，减弱了各组分之间的作用力，提高了胶囊填料在各组分之间的分散性，有利于提高涂料反射太阳光的效率。同时，孔隙率较高的胶囊填料，增加太阳光的反射路径，提高对太阳光的散热效率。

23、优选的，所述造孔剂由碳酸氢钠和碳酸氢铵混合组成，碳酸氢钠和碳酸氢铵的重量比为1:(1-1.5)。

24、通过采用上述技术方案，碳酸氢钠和碳酸氢铵容易受热分解，将碳酸氢钠和碳酸氢铵按上述重量比混合组成的造孔剂添加至硅酸镁铝无机凝胶中，可在较低温度下分解，形成气体，提高硅酸镁铝无机凝胶的孔隙率，有利于进一步提高胶囊填料在各组分之间的分散性，有利于提高涂料反射太阳光的效率。

25、优选的，所述硅酸镁铝无机凝胶为改性硅酸镁铝无机凝胶，所述胶囊填料的制备方法，包括以下制备步骤：

26、a1：将有机膨润土加入有机溶剂和水中，搅拌混合后，得到硅酸镁铝无机凝胶；将甲胺基甲酸-2-异丙基苯酯加入硅酸镁铝无机凝胶中，搅拌混合，陈化，得到改性硅酸镁铝无机凝胶；

27、a2：将反射型纳米氧化物和造孔剂加入改性硅酸镁铝无机凝胶中，搅拌混合，干燥，焙烧，得到多孔结构的改性硅酸镁铝无机凝胶包覆反射型纳米氧化物的胶囊填料。

28、通过采用上述技术方案，将具有一定疏水性的甲胺基甲酸-2-异丙基苯酯加入硅酸镁铝无机凝胶中，进行陈化后，有利于降低改性硅酸镁铝无机凝胶的亲水性能，提高采用改性硅酸镁铝无机凝胶制备的胶囊填料的疏水性。

29、优选的，所述胶囊填料的制备方法中，硅酸镁铝无机凝胶和甲胺基甲酸-2-异丙基苯酯按重量比1:(0.08-0.11)混合。

30、通过采用上述技术方案，将上述比例的甲胺基甲酸-2-异丙基苯酯加入硅酸镁铝无机凝胶中，所得的改性硅酸镁铝无机凝胶，兼具疏水性和亲水性，有利于提高胶囊填料在各组分之间的分散性，有利于提高涂料反射太阳光的效率和耐水性。

31、第二方面，本技术提供一种隔热涂料的制备方法，采用如下的技术方案：

32、一种隔热涂料的制备方法，包括以下制备步骤：

33、将胶囊填料和多元醇搅拌混合后，再加入分散剂和消泡剂搅拌混合后，得到b组分；将b组分和异氰酸酯固化剂搅拌混合后，得到隔热涂料。

34、通过采用上述技术方案，先将胶囊填料与多元醇混合，然后再加入分散剂等其他组分，提高各组分间的分散性，有利于提高涂料的隔热效果。同时，本技术隔热填料的制备步骤简单，可大规模推广。能和力学性能。

35、综上所述，本技术具有以下有益效果：

36、1、由于本技术采用的胶囊填料表面具有多孔结构，可增加涂料组分间的间隙，减少组分间的作用力，提高胶囊填料在涂料组分间的分散性，使得反射型纳米氧化物均匀的分布在涂料组分中，有利于提高涂料的隔热效果；

37、2、本技术胶囊填料的制备总原料中，通过优化硅酸镁铝无机凝胶、反射型纳米氧化物和造孔剂的重量比例，所得的胶囊填料，包覆性较好，孔隙率较高，不仅有利于提高胶囊填料的分散性，还可增加光的反射路径，进一步提高隔热涂料的隔热性能；

38、3、本技术隔热涂料的制备方法，制备步骤简单，通过先将胶囊填料分散在多元醇中，促使胶囊填料和多元醇充分混合，当多元醇与异氰酸酯固化剂进行固化时，胶囊填料均匀分散在涂膜中，提高隔热涂料的隔热性能。