一种高性能稀土基辐射制冷涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂层材料，具体是一种高性能稀土基辐射制冷涂料及其制备方法。

背景技术：

1、在众多节能建材中，辐射制冷涂料是近年来一种新兴的涂料产品。这种涂层产品涂刷同时具有高太阳光反射效果与高“大气窗口”发射效果。高太阳光反射性能可以减少太阳光能量的入射，而高“大气窗口”发射性能可以将热量以8-13微米热辐射的形式发射到外太空中，实现散热制冷效果。将辐射制冷涂料涂刷到墙面后可以有效降低建筑物内外界能量的入射，从而实现节能降耗的效果。

2、辐射制冷涂料的核心材料是涂层内的功能填料。在现有技术中，通常采用两类填料来实现辐射制冷功能，第一类材料是太阳光反射型填料。这类填料中，钛白粉是综合性能最好且最常用的太阳光反射型填料，但其会吸收紫外线造成总体反射率不高。第二类材料是发射型填料，常见的发射型填料是二氧化硅微球和玻璃微球，这类材料在9.2微米远红外波段有较好的发射性能。但发射型的材料会降低涂层中反射型填料的固含量，从而进一步造成涂料反射率的降低。

3、现有技术中，单一辐射制冷涂层往往无法同时实现辐射制冷的功能性与耐老化性能，这是因为现有技术中涂层中需要同时添加反射型功能填料与发射型功能填料，这导致总填料占比较高，树脂占比较小。树脂主要起粘结填料作用，无法起到对漆面的保护作用。因此，现有辐射制冷涂料在实际使用中往往需要额外涂刷一层罩面层，起到保护涂层的作用。使用罩面层是一把双刃剑，一方面罩面层可以提高涂层的耐老化性能和使用寿命，而另一方面，罩面层会在一定程度上降低下层辐射制冷的功能性。而为了弥补涂层功能性的损失，又只能进一步提高填料的固含量，从而陷入到一个恶性循环中。

4、因此，本发明提出了一种具有发射率高、反射率高、且无需额外使用罩面层的高性能稀土基辐射制冷涂料。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高性能稀土基辐射制冷涂料及其制备方法，以至少达到窗口发射率高、反射率高、且无需额外使用罩面层的效果。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一种高性能稀土基辐射制冷涂料，包括反射增强层和辐射制冷层；

4、所述反射增强层包括：水性树脂、金属粉末填料、助剂和水；

5、所述辐射制冷层包括：氧化锗、氧化铌、氧化镧和氧化硒。

6、进一步的，所述水性树脂包括水性聚丙烯酸树脂或聚氨酯树脂。

7、进一步的，所述助剂包括流平剂和消泡剂。

8、进一步的，所述金属粉末填料包括铝粉、锌粉、铁粉和镁粉中的至少一种。

9、进一步的，所述反射增强层，按重量份计，包括：40-45份水性树脂、20-25份金属粉末填料、5-10份助剂和20-35份水；

10、进一步的，所述辐射制冷层，按重量份计，包括：20-35份氧化锗、25-36份氧化铌、13-20份氧化镧和16-35份氧化硒。

11、进一步的，所述反射增强层和所述辐射增强层的重量比为：1:2.5。

12、所述辐射制冷涂料的制备方法，包括以下步骤：

13、s1：制备反射增强层涂料：按重量份计，取20-25份铝粉、助剂8-10份和20-35份水混匀，然后加入40-45份水性树脂，混匀得到所述反射增强层涂料；

14、s2：制备辐射制冷层涂料：按重量份计，将20-35份氧化锗、25-36份氧化铌、13-20份氧化镧和16-35份氧化硒混合后粉碎，于高温下进行第一烧结，然后倒入水中淬火，干燥后得到粗粉体a；

15、取所述粗粉体a加入溶剂进行研磨，分别得到d50为15-25μm的浆料a1、d50为5-10μm的浆料a2和d50为0.3-0.7μm的浆料a3；另取所述粗粉体a配置成水溶液，研磨至粒径1-5μm，然后进行雾化干燥，于高温下进行第二烧结，得到的粉体在溶剂中分散为a4浆料；将所述浆料a1、a2、a3和a4按重量比1：1：0.5：0.15混合，得到所述辐射制冷浆料；

16、按重量份计，取所述辐射制冷浆料30份、氟碳树脂或者有机硅树脂40份、固化剂5份、通用助剂5-10份和醋酸丁酯20-30份混合均匀，即得所述辐射制冷层涂料。

17、所述固化剂选择与所述氟碳树脂或有机硅树脂配套的固化剂。

18、进一步的，所述溶剂包括水或醋酸丁酯；

19、和/或，所述a1浆料、a2浆料、a3浆料和a4浆料的固含量为30-40％。

20、进一步的，所述通用助剂包括流平剂、消泡剂和增稠剂中的至少一种。

21、进一步的，所述反射增强层为下层，涂布在物体的表面，与物体接触；

22、所述辐射制冷层为上层，涂布在所述反射增强层表面，不与物体接触。

23、本发明的有益效果是：

24、本发明的辐射制冷涂料中辐射制冷涂层反射率90％，发射率达0.95，常温下散热功率达100w/m2以上，室外降温达5度以上；

25、本发明的辐射制冷涂料适用于建筑外墙与建筑屋顶。

26、底层涂层同样会影响涂层对太阳光的反射效果。底层反射性能较好时，可以一定程度提高表面层太阳光反射性能；反之，会降低涂层太阳光反射性能。而在实际应用中，通常需要涂刷的建筑外墙和屋顶表面，均具有较低的反射性能，如红砖墙和做过防水处理的黑色屋顶等。本专利所述涂层中，以反射增强层打底，可以最大限度排除建筑外墙和屋顶自身性能对涂层最终性能的影响。此外，本专利所述反射增强层可以一定程度提高涂层整体的反射效果。

技术特征：

1.一种高性能稀土基辐射制冷涂料，其特征在于：包括反射增强层和辐射制冷层；

2.根据权利要求1所述制冷涂料，其特征在于：所述水性树脂包括水性聚丙烯酸树脂或聚氨酯树脂。

3.根据权利要求1所述的制冷涂料，其特征在于：所述助剂包括流平剂、消泡剂和取向重排剂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的制冷涂料，其特征在于：所述金属粉末填料包括铝粉、锌粉、铁粉和镁粉中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的制冷涂料，其特征在于：所述反射增强层，按重量份计，包括：40-45份水性树脂、20-25份金属粉末填料、5-10份助剂和20-35份水。

6.根据权利要求1所述的制冷涂料，其特征在于：所述辐射制冷层，按重量份计，包括：20-35份氧化锗、25-36份氧化铌、13-20份氧化镧和16-35份氧化硒。

7.根据权利要求1所述的制冷涂料，其特征在于：所述反射增强层和所述辐射增强层的重量比为：1:2.5。

8.如权利要求1-7任一所述辐射制冷涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述通用助剂包括流平剂、消泡剂和增稠剂中的至少一种。

10.如权利要求1-7任一所述辐射制冷涂料的使用方法，其特征在于：所述反射增强层为下层，涂布在物体的表面，与物体接触；

技术总结
本发明公开了一种高性能稀土基辐射制冷涂料及其制备方法。所述高性能稀土基辐射制冷涂料包括反射增强层和辐射制冷层；所述反射增强层包括：水性树脂、金属粉末填料、助剂和水；所述辐射制冷层包括：氧化锗、氧化铌、氧化镧和氧化硒。本发明的高性能稀土基辐射制冷涂料窗口发射率高、反射率高、且无需额外使用罩面层。

技术研发人员：潘文龙,张俊辉,吴德平,邓杰,金文龙,邓冰,刘虎威,颜世强,宋军,张骞
受保护的技术使用者：中稀易涂科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12