一种节能环保型隔热涂料及其制备方法技术

本发明专利技术属于建筑材料领域，具体公开一种节能环保型隔热涂料及其制备方法。以重量份数计，该涂料的组成配比为：分散剂10～15份、润湿剂5～7.5份、消泡剂6～10份、防腐剂2～4份、高分散性TiO

【技术实现步骤摘要】
一种节能环保型隔热涂料及其制备方法
本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种节能环保型隔热涂料及其制备方法。
技术介绍
太阳能是人类生存和生活的必备条件，但是强烈的辐射也给人们的生活带来一些不便。我国每年夏季因降低室内温度消耗的资源能源巨大。而且除去夏季的制冷耗能之外，到了冬季，室内热量随外墙温度降低而通过热传递散失。目前，应用在建筑物外墙上面的酚醛保温板、陶瓷保温材料等外墙保温材料，成本较高而且往往在使用上还不是特别完美。隔热涂料是通过阻隔屋顶及墙面与外部环境之间的热量传递，来降低屋顶及墙面温度，达到减少建筑物的热量累积的目的，可以在冬季和夏季两种季节里面为人们的生活发挥巨大的贡献，具有极为广阔的市场前景。但是目前市场已有的隔热涂料还存在光反射效率不高，隔热效果不好等问题。同时涂料耐污能力不强，外墙表面极易被污染，大大影响了建筑的美观性和耐久性。另一方面涂料表面污染会导致反射效率不能持续高强度等问题。以上因素限制了隔热涂料的发展和应用。因此研发一种具有自清洁特性的高效隔热涂料显得尤为重要。
技术实现思路
为解决现有技术的不足之处，本专利技术目的在于提供一种节能环保型隔热涂料及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种节能环保型隔热涂料，以重量份数计，该涂料的组成配比为：分散剂10～15份、润湿剂5～7.5份、消泡剂3～5份、防腐剂2～4份、高分散性TiO223～33份、石英17～25份、重质碳酸钙17～36份、纯丙乳液62～90份、成膜助剂16～24份、中空球形SiO210～15份、红外反射颜料0～30份、增稠剂14～24份、水45～67.5份；其中，高分散性TiO2按下述方法制备获得：S1、制备纳米TiO2；S2、制备TiO2@Al2O3复合粒子：S2.1、取S1制备得到的纳米TiO2加入到质量分数为15～35%的水溶性铝盐溶液中，超声分散；S2.2、向S2.1的混合液中滴入PH=12的氢氧化钠溶液，不断搅拌，直至混合液PH=7；S2.3、取S2.2的混合液离心，去除上层清液，用无水乙醇反复清洗，烘干，得TiO2@Al2O3复合粒子；S3、制备TiO2@Al2O3@PAM复合材料：S3.1、取S2制备得到的TiO2@Al2O3复合粒子置于管中，加入丙烯酰胺水溶液，搅拌，通入氮气后密封管口；S3.2、将管置于可见光下，光照2～4h，得TiO2@Al2O3@PAM复合材料，即为高分散性TiO2。本专利技术中，分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂、成膜助剂、增稠剂可在本领域常规范围内进行选择，纯丙乳液可通过市购获得。纳米TiO2可按现有技术制备，但优选S1的步骤为：采用溶胶凝胶法，将钛酸丁酯与无水乙醇混合均匀，滴加浓盐酸、无水乙醇和水的混合液直至成为凝胶，将凝胶烘干、煅烧，即得纳米TiO2。具体地，S1的步骤为：S1.1、将钛酸丁酯与无水乙醇混合均匀；S1.2、混合均匀后，水浴加热至30～40℃，边搅拌边滴加浓盐酸、无水乙醇和水的混合液，滴加完毕后继续搅拌加热20～40min；S1.3、边搅拌边升温至70～80℃，继续搅拌至凝胶；S1.4、将凝胶在60～80℃下干燥2～6小时，随后在450～550℃下煅烧3～5小时，即得纳米TiO2。进一步，以体积份数计，原料用量分别为：S1.1中，钛酸丁酯2.6～3.2份，无水乙醇5～6.5份；S1.2中，水1.8～2.1份、浓盐酸0.23～0.28份、无水乙醇25～28份。进一步，S2.1中，纳米TiO2与水溶性铝盐溶液的质量比为5～8∶30～40。进一步，S3.1中，丙烯酰胺水溶液的浓度为0.1～0.5g/mL；TiO2@Al2O3复合粒子与丙烯酰胺水溶液的料液比为：TiO2@Al2O3复合粒子∶丙烯酰胺水溶液=1.5～3.0g∶30～50mL。进一步，所述水溶性铝盐为AlCl3、Al(NO3)3或Al2(SO4)3。中空球形SiO2可按现有技术制备，但优选按下述方法制备获得：采用溶胶凝胶法在纳米球形ZnO粉体表面包覆一层SiO2，得到ZnO@SiO2复合粒子；之后将ZnO@SiO2复合粒子在稀硫酸中浸泡溶解掉ZnO，即得中空球形SiO2。具体地，中空球形SiO2的制备步骤为：（a）、按照质量体积比，纳米球形ZnO粉末∶无水乙醇=0.2～0.5g∶30～50mL，将纳米球形ZnO粉末加入到无水乙醇中并超声分散（20～40min），随后加入正硅酸乙酯溶液，混合均匀得到混合液，备用；其中，正硅酸乙酯溶液是按照体积比，正硅酸乙酯∶无水乙醇=4～5∶16～18配制而成；按照质量体积比，纳米球形ZnO粉末∶正硅酸乙酯溶液=0.2～0.5g∶4～15mL；（b）、按照体积比，正硅酸乙酯溶液∶氨水=20～33∶10～12，在（a）的混合液中滴加质量分数为25～28%的氨水，搅拌（反应6～8h）至正硅酸乙酯水解完全；随后离心（3500～7000r/min，3～8min）得到沉淀物，洗涤（用无水乙醇和蒸馏水各3～5次，直至pH为7），再烘干，即得ZnO@SiO2复合粒子；（c）、按照质量体积比，ZnO@SiO2复合粒子∶稀硫酸=2～5g∶50～80mL，将（b）制备得到的ZnO@SiO2复合粒子放入5～6mol/L稀硫酸中浸泡至溶解掉ZnO，随后离心（3500～7000r/min，3～8min）得到沉淀物，洗涤（用无水乙醇和蒸馏水各3～5次，直至pH为7），再烘干，即得中空球形SiO2。所述节能环保型隔热涂料的制备方法，步骤如下：（1）、将分散剂、润湿剂、1/2量（消泡剂总量一半）的消泡剂、防腐剂、水加入到分散罐中，开动搅拌机，调节其转速至每分钟1000~3000转，搅拌5~10分钟，搅拌均匀；（2）、然后向（1）得到的混合物中加入高分散性TiO2、石英、重质碳酸钙，搅拌30～35分钟；（3）、将搅拌机转速调至每分钟500~2000转，再加入纯丙乳液、成膜助剂、余量消泡剂、中空球形SiO2、红外反射颜料，搅拌5~10分钟；（4）、加入增稠剂，将搅拌机转速调至每分钟500~1000转，分散10~20min，即得涂料。有益效果：本专利技术研究助剂内部结构变化，改变涂料的内部微观结构，使所得隔热涂料具有良好的隔热性能，同时具有自清洁特性。具体是：1、采用中空球形SiO2代替现有的玻璃微珠作为功能性填料来提高涂料的反射性能，使其对太阳光具有非常高的反射率，减少了太阳光的热辐射，同时可以隔绝热量，降低了墙面和屋顶对室内环境的热传导，实现低能耗、绿色环保的效果；2、在涂料中加入TiO2，利用TiO2的光催化性能，在光照条件下涂料形成氧化还原体系，可以将附着在墙表面的有机物、细菌等分解；同时，TiO2在光照条件下具有超亲水性，雨水冲刷时不会形成雨痕，而是形成水膜平铺在可以将墙体表面的污物冲刷干净，达到自清洁的效果；3、本专利技术涂料中的高分散性TiO2，是在TiO2的表面包覆了一层多孔状Al2O3无机层，无机层对部分紫外进行散射，减少了内层TiO2对紫外光的吸收，降低其光催化活性，减少了TiO2对涂膜的腐蚀、粉化现象；此外用本专利技术方法包覆的Al2O3无机层为孔状结构，不影响TiO2与周围介质的接触，紫外光条件下TiO2表面会产生-OH等自由基，引发丙烯酰胺单体产生自由基聚合，生成聚丙烯酰胺高分子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种节能环保型隔热涂料，其特征在于，以重量份数计，该涂料的组成配比为：分散剂10～15份、润湿剂5～7.5份、消泡剂6～10份、防腐剂2～4份、高分散性TiO

【技术特征摘要】
1.一种节能环保型隔热涂料，其特征在于，以重量份数计，该涂料的组成配比为：分散剂10～15份、润湿剂5～7.5份、消泡剂6～10份、防腐剂2～4份、高分散性TiO223～33份、石英17～25份、重质碳酸钙17～36份、纯丙乳液62～90份、成膜助剂16～24份、中空球形SiO210～15份、红外反射颜料0～30份、增稠剂14～24份、水45～67.5份；其中，高分散性TiO2按下述方法制备获得：S1、制备纳米TiO2；S2、制备TiO2@Al2O3复合粒子：S2.1、取S1制备得到的纳米TiO2加入到质量分数为15～35%的水溶性铝盐溶液中，超声分散；S2.2、向S2.1的混合液中滴入PH=12的氢氧化钠溶液，不断搅拌，直至混合液PH=7；S2.3、取S2.2的混合液离心，去除上层清液，用无水乙醇反复清洗，烘干，得TiO2@Al2O3复合粒子；S3、制备TiO2@Al2O3@PAM复合材料：S3.1、取S2制备得到的TiO2@Al2O3复合粒子置于管中，加入丙烯酰胺水溶液，搅拌，通入氮气后密封管口；S3.2、将管置于可见光下，光照2～4h，得TiO2@Al2O3@PAM复合材料，即为高分散性TiO2。2.如权利要求1所述的节能环保型隔热涂料，其特征在于，S1的步骤为：采用溶胶凝胶法，将钛酸丁酯与无水乙醇混合均匀，滴加浓盐酸、无水乙醇和水的混合液直至成为凝胶，将凝胶烘干、煅烧，即得纳米TiO2。3.如权利要求2所述的节能环保型隔热涂料，其特征在于，S1的步骤具体为：S1.1、将钛酸丁酯与无水乙醇混合均匀；S1.2、混合均匀后，水浴加热至30～40℃，边搅拌边滴加浓盐酸、无水乙醇和水的混合液，滴加完毕后继续搅拌加热20～40min；S1.3、边搅拌边升温至70~80℃，继续搅拌至凝胶；S1.4、将凝胶在60～80℃下干燥2～6小时，随后在450～550℃下煅烧3～5小时，即得纳米TiO2。4.如权利要求3所述的节能环保型隔热涂料，其特征在于：以体积份数计，原料用量分别为：S1.1中，钛酸丁酯2.6～3.2份，无水乙醇5～6.5份；S1.2中，水1.8～2.1份、浓盐酸0.23～0.28份、无水乙醇25～28份。5.如权利要求1所述的节能环保型隔热涂料，其特征在于：S2.1中，纳米TiO2与水溶性铝盐溶液的质量比为5～8∶30～40。6.如权利要求1所述的节能环保型隔热涂料，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明智，王海旺，翁国明，张睿毅，冉轩豪，李国辉，刘东，王佳杰，马诚，王柄筑，魏新芳，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：河北,13