一種低碳節能塗料的製作方法
2023-06-06 22:57:16 2
一種低碳節能塗料的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種低碳節能塗料，涉及對太陽輻射及其他熱輻射的熱射線進行反射、隔熱及發射的塗料。本發明的塗料由表面包覆納米材料的空心二氧化矽材料、反射熱射線特性材料、自製紅外發射粉、功能填料和水性樹脂液組成。該塗料的隔熱係數為0.01～0.5W/m.k，對熱射線的反射率大於90％，熱發射率大於80％。
【專利說明】一種低碳節能塗料
【技術領域】:
[0001]本發明涉及一種低碳節能塗料，涉及對太陽輻射及其他熱輻射的熱射線進行反射、隔熱及發射的塗料。主要應用在酒店、醫院、學校、倉庫、廠房、寫字樓、住宅等建築的內外牆；管道、油罐或船舶甲板、貨櫃等領域。
【背景技術】: [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，將其納入「十二五」和「十三五」規劃中，「十二五」節能將延續節能減排目標責任制，可能試點實施能源消費總量控制。
[0003]建築的能耗(包括建造能耗、生活能耗、採暖空調等)約佔全社會總能耗的30%，其中最主要的是採暖和空調，佔到20%。而這「30%」還僅僅是建築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過程中耗掉的能源(佔全社會總能耗的16.7% )，和建築相關的能耗將佔到社會總能耗的46.7%。現在我國每年新建房屋20億平方米中，99%以上是高能耗建築；而既有的約430億平方米建築中，只有4%採取了能源效率措施，單位建築面積採暖能耗為發達國家新建建築的3倍以上。根據測算，如果不採取有力措施，到2020年中國建築能耗將是現在3倍以上。
[0004]此前，一些專利如CN1425720A、CN1546584A、CN1037613C等局限於膨脹珍珠巖、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塗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等傳統技術來改進配方材料而使之具備更強的隔熱、反射及發射能力，導致塗料隔熱性能一般，限制了產品的應用。還有一些發明新型專利，如 CN1927954A、CN101293755A、CN102391754A、CN1515633A、CN102174281A 等，雖採用了本專利亦使用的材料包覆技術，但載體主要是玻璃微珠或陶瓷微珠等之類的大分子複合化合物，這些化合物由不同化學式的晶粒組成，晶粒間有明顯的晶界，導致在外部複雜的氣候條件下很容易破裂，嚴重製約產品的實際效果及壽命。而且這些專利只注重了低熱導率和高反射率，未考慮產品的發射率，使得產品的隔熱保溫性能有缺陷。本專利公布了一種低碳節能塗料，通過使用表面包覆納米材料的空心二氧化娃及自製紅外發射粉等新材料新配方，使產品具備出色的隔熱保溫性能可有效實現節能降耗。
[0005]本發明的公布一種低碳節能塗料，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塗層內部界面，內部形成多次反射和散射，顯著降低了塗層的蓄熱能力。其二是高熱阻，由於超細納米材料大的比表面積和邊界效應能大幅降低塗層的導熱率。納米化界面和晶界放大了塗層的聲子散射作用，使塗層表面熱量無法向塗覆體內部傳導。其三是發射機理，材料的紅外發射是因其內部分子的振動引起偶極距變化而產生的。根據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，其紅外發射就越強。由於陶瓷材料是由多原子組成的大分子結構的物質，多原子在振動過程中易改變分子的對稱性而使偶極距發生變化，故而具有較高的發射率。採用自製紅外發射陶瓷粉，將吸收的熱能以8~14pm的紅外波長發射到大氣窗口中，顯著降低了塗層溫度。化學自組裝原理使塗層表面自發納米化，每平方釐米麵積內形成的納米尺寸突起多達100億個，從微觀結構上大幅提高了塗層的輻射散熱面積，因此塗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]本發明採用空心二氧化矽作為主要隔熱填料，主要有以下幾方面原因:(I)極低的導熱係數可以起到較好的隔熱效果；(2)是一種原子晶體，結構更為穩定，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，用於外牆時酸雨亦無法腐蝕，而玻璃微珠或陶瓷微珠則易被腐蝕。再者本發明採用了自製紅外發射粉，材料本身紅外發射率可以達到90%，它是通過將幾種過渡金屬氧化物混合均勻後進行煅燒，得到反尖晶石相摻雜氧化物，再與具備高發射率的堇青石混合得到的，將其製備到本專利所述的一種低碳節能塗料中，比起單用上述過渡金屬氧化物等傳統紅外發射粉擁有更加出色的發射效果。
【發明內容】
:
[0007]本發明的目的在於提供一種低碳節能塗料，該塗料能將太陽輻射的熱射線及其他熱輻射進行反射、隔熱及發射，對基體起到隔熱保溫之效果，實現低碳節能之號召。
[0008]本發明是通過如下方式實現的:
[0009]一種低碳節能塗料，該塗料包括按重量比的下述各原料:
[0010]
【權利要求】
1.一種低碳節能塗料，其特徵在於，該塗料包括按重量比的下述各原料:Hj?質量百分比(％)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自製紅外發射粉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潤溼劑0.1~0.3防腐劑0.1~0.5PH值調節劑0.1~0.5成膜助劑1~2水5~50
2.根據權利要求1所述的一種低碳節能塗料，其特徵在於，所述表面包覆納米材料的空心二氧化矽，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，空心二氧化矽粒徑為0.01~200 μ m。
3.根據權利要求1所述的一種低碳節能塗料，其特徵在於，所述自製紅外發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，再將上述產物與堇青石均勻混合得到。
4.根據權利要求1所述的一種低碳節能塗料，其特徵在於，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、環氧樹脂、氨基樹脂、有機矽改性聚氨酯、丙烯酸改性聚氨酯、有機矽改性丙烯酸樹脂、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、有機矽/丙烯酸改性聚氨酯。
5.根據權利要求1所述的一種低碳節能塗料，其特徵在於，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.根據權利要求1所述的一種低碳節能塗料，其特徵在於，所述填料為高嶺土、滑石粉、石英粉、硫酸鋇、碳酸鈣、雲母粉、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.根據權利要求1所述的一種低碳節能塗料，其特徵在於，所述分散劑為聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯醯胺、多元酸均聚物銨鹽。
8.根據權利要求1所述的一種低碳節能塗料，其特徵在於，所述增稠劑為鹼溶脹型增稠劑。
9.根據權利要求1所述的一種低碳節能塗料，其特徵在於，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矽消泡劑。
10.根據權利要求1所述的一種低碳節能塗料，其特徵在於，所述潤溼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並唑酯類多功能 型防腐劑，所述PH調節劑為有機胺類PH調節劑。
【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 優先權日:2012年11月1日
【發明者】唐永炳, 李紅劍, 聶傑, 程先華 申請人:深圳市潤物科技有限公司