[发明专利]一种具有热反射与热辐射功能的涂料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种隔热涂料及其制备方法，尤其是涉及一种具有遮蔽太阳热射线和阻挡紫外线功能的隔热涂料及其制备方法。

背景技术

太阳是地球能源的主要来源。太阳光经过大气层的吸收，到达地面的射线成分，紫外线占5％，可见光占45％，红外线占45％，其他电磁辐射能占5％。过多的紫外线吸收会对人体产生伤害。过量的热射线的照射，建筑物表面温度升高。为降低太阳的热辐射，人们开发了各种方法。其中最有效的遮蔽阳光辐射的方法是采用涂料涂布于物体表面的方法。这类涂料有很多专利，其共同点都是以高分子树脂为成膜物质，加入各类功能助剂与中空微珠为隔热组分复配而成。其中的功能助剂通常为高岭土、滑石粉、钛白粉、云母粉、硫酸钡等。采用的中空微珠为隔热组分各专利有所不同，CN101108930中采用空心玻璃微珠；CN101177581采用中空陶瓷微珠；CN1583908中采用空心漂珠、空心无机纤维、工程纤维素等隔热填料；CN1515633采用中空微珠表面包覆反射热射线形成的复合材料。

玻璃的透明性，决定了玻璃中空微球等球壁是透明的。光线穿过隔热材料层时，经过聚合物与玻璃中空微球及中空球体内部的各个界面产生多次的折射与反射，有利于光线的反射与漫反射。中空陶瓷微珠由于陶瓷的不透明性，所以其对光线的反射率与漫反射率没有中空玻璃微珠高。CN1631951是一种聚合物中空微球及其制备方法，聚合物中空微球内部的空腔，可以直接封装气体或小分子物质，具有特殊功能。由于空气/聚合物界面处的折光指数的差异和中空结构的特殊性能，因而可用作优质的聚合物系遮盖性颜料，抗紫外线填料和手感改性剂等。

发明内容

本发明的目的是提供一种热反射率和辐射率高的涂料。

本发明采用聚合物微球乳液树脂作为隔热材料，以聚合物中空微球替代以往专利中的玻璃中空微珠、陶瓷中空微珠、漂珠等隔热材料。玻璃的导热系数0.76w/m.k，陶瓷的导热系数0.94～1.1w/m.k，聚合物材料的导热系数0.13～0.26w/m.k。聚合物材料的导热系数较前两者小，聚合物中空微球具有玻璃与陶瓷中空微珠更优异的隔热性能。玻璃的密度是2500kg/m3、陶瓷的密度2300kg/m3、聚合物的密度900～1500kg/m3。由于生产工艺的不同，通常中空玻璃微珠粒径10～250微米，容重60～200kg/m3，导热系数.0.036～0.054w/m.k。陶瓷中空微珠粒径6～35微米，容重150～250kg/m3，导热系数0.07w/mk。聚合物中空微珠粒径0.1～2微米，容重20～60kg/m3，导热系数0.02w/mk。由此分析可知，聚合物中空微球的粒径小，容重小，导热系数低，做隔热材料应用具有比玻璃与陶瓷更好的绝热性。而且聚合物微球的弹性好，涂料加工过程中微球的破损率较玻璃中空微珠、陶瓷中空微珠都小。用聚合物中空微球制备的隔热涂料中，中空微球的完好率高、隔热效果更好。而且聚合物中空微球与基体聚合物树脂成膜物质都是高分子材料，两者的界面结合力较基体聚合物树脂成膜物质与玻璃、陶瓷中空微球间的有机物与无机物间结合力高。所以，聚合物中空微球与基体树脂成膜物质形成的膜性能更好，如耐水性、耐碱性、耐洗涮性等。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：由高分子材料成膜物质和热反射、热辐射功能材料及聚合物中空微珠材料组成；其中涂料形成的干膜物质中，高分子材料成膜物的质量百分比为40～70％，隔热功能材料的质量百分比为30～60％，聚合物中空微珠材料0.2～10％。

高分子材料成膜物质包括高分子树脂与涂料成膜的助剂，如分散剂、润湿剂、成膜助剂、增稠剂、氨中和剂、流平剂、防霉剂、消泡剂等。

热反射与热辐射功能材料为云母粉、绢云母粉、二氧化钛、高岭土、滑石粉、氧化铝、远红外颜料等。

聚合物中空微珠材料，是以聚合物乳液树脂为基材，粒径为0.1～5微米中空微球的乳液树脂。

本发明的涂料生产过程是在高速分散机中，先加入水、防霉剂、分散剂、润湿剂、部分消泡剂，氨中和剂，搅拌均匀后，依次加入反射与辐射功能材料，高速分散20～30分钟，再在砂磨机中碾磨至粉体粒径小于30微米(如果选用超细的颜料与填料，浆料可以不必要进行砂磨)。再移入分散机中低速搅拌下，加入聚合物中空微球树脂乳液、成膜聚合物乳液，搅拌均匀后，加入成膜助剂，补加消泡剂，用增稠剂调节至适当粘度。最后过滤，出料，包装，即得本发明的隔热涂料。本发明的具有热反射与热辐射功能的涂料的制备方法与常规的水性涂料的生产方法相同。

本发明之隔热涂料对热射线具有较高的反射与辐射作用，具备优良的隔热性能。

具体实施方式