一种新型陶瓷隔热涂层及其制作工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种新型陶瓷隔热涂层及其制作工艺，所述涂层由3层结构组成，所述3层结构从外到内依次为陶瓷中空微珠矩阵隔热层、金属材料涂膜层和封底漆层，所述陶瓷中空微珠矩阵隔热层内设置有陶瓷中空微珠，陶瓷中空微珠内部是真空的。本发明专利技术生产工艺简单、使用经济合理、施工方便、反射隔热、抗辐射，节能效果明显，发展前景可观。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑涂料领域，具体是一种新型陶瓷隔热涂层及其制作工艺。
技术介绍
建筑节能已成为全社会节能的重要组成部分。随着我国建设资源节约型、环境友好型社会和节能减排工作的不断深入，建筑节能的重要性和紧迫性还将日益凸现。建筑物屋顶和外墙表面温度升高引起周围环境和室内的温度过高，是造成建筑能耗居高不下的主要影响之一。在太阳光的照射下，热量不断地积聚在被辐射的物体表面上，将使其表面温度不断地升高。据测算，在太阳曝晒下，夏季气象温度为33°C时，水泥房顶表面温度高达58 0C ; 一些灰色或黑色的物体，表面吸热率高，聚集温度将更高。建筑热量传递主要通过对流、传导、辐射三种形式进行，通常墙体节能有外保温、自保温、内保温三种类型。外墙外保温体系施工工艺烦琐，材料及工程质量较难控制，投资费用高，系统的开裂和脱落是工程常见通病。外墙自保温或内保温系统梁、楼板、柱和分隔墙，容易产生冷热桥，现浇构件的温差应力会导致构件的损伤，影响建筑寿命。目前，对于建筑外围护结构使用的节能材料主要为阻隔性保温材料，在满足设计要求的同时，尽量提高材料气相空隙率，降低导热隔墙处系数，而对反射类材料的应用还较少。传统的保温隔热材料多以材质疏松、提高气相空隙率、降低材料导热系数和传热系数，形成一定厚度来满足建筑保温要求。大气环境下，太阳辐射增加了线型材料的热膨胀和热应力，引起物体表面温度过高；加速材料的腐蚀、老化和降解、易造成墙面开裂、吸水、脱落。为此，人们一直在寻求与研究一种能大幅提高保温隔热性能的新型薄层隔热材料。传统隔热材料被动抗御热的传导，新型陶瓷隔热涂层系列对环境热源主动隔断。一.热流进入质点间传导之前，几乎所有的热转移形式都是热辐射和热对流(含漫射与发射)。二.研究热辐射阻隔，不局限在维护体系表面镜面反射效果，半球(界面法线方向)的发射率是热辐射阻隔的重要指标；辐射机理研究不局限在日光照射直接形成的环境热，同时包含大气环境由于日照辐射而影响环境物体蓄热，发生吸收、发射的延续效应。三.热流是矢量，热流转移由高温向低温是一个不可逆过程，热辐射现象的研究涵盖寒冷保温的热工属性。四.新型陶瓷隔热涂层列通过围护结构表面薄层，隔阻“大气环境”热辐射侵入围护结构，减少阻隔进入质点传导的热流总量。其不仅适用于建筑维护体系外表面，同时适用于建筑内部热分隔，保护单元空间热工环境的独立。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种新型陶瓷隔热涂层及其制作工艺。一种新型陶瓷隔热涂层，其特征在于所述涂层由3层结构组成，所述3层结构从外到内依次为陶瓷中空微珠矩阵隔热层、金属材料涂膜层和封底漆层，所述陶瓷中空微珠矩阵隔热层内设置有陶瓷中空微珠，陶瓷中空微珠内部是真空的或者充填有惰性气体。所述的一种新型陶瓷隔热涂层，其特征在于所述陶瓷中空微珠由相同直径的大球微珠组成，大球微珠间相互紧密堆积排列。所述的一种新型陶瓷隔热涂层，其特征在于所述陶瓷中空微珠由不同直径的大球微珠和小球微珠组成,大球微珠间相互紧密堆积,小球微珠充填在大球微珠间的空隙中。所述的一种新型陶瓷隔热涂层，其特征在于所述陶瓷中空微珠矩阵隔热层中的陶瓷中空微珠内的真空或惰性气体的体积占陶瓷中空微珠体积的比为4 5 %— 5 5 %，优选50.6%。所述的一种新型陶瓷隔热涂层，其特征在于所述金属材料涂膜层由导热性能优越的金属组成，如钛、铝等。所述的一种新型陶瓷隔热涂层，其特征在于所述封底漆层由防碱、防水、防裂漆组成。所述的一种新型陶瓷隔热涂层，其特征在于所述陶瓷中空微珠主要由以下重量份数的原料制成:二氧化硅20— 35份；氧化铝35— 45份；二氧化钛3— 6份；硫酸钡5 —10份。所述的一种新型陶瓷隔热涂层，其特征在于所述陶瓷中空微珠主要由以下重量份数的原料制成:二氧化硅26—30份；氧化铝40—43份；二氧化钛4一5份；硫酸钡6—8份。所述的一种新型陶瓷隔热涂层中的陶瓷中空微珠矩阵隔热层的制作方法，其特征在于包括以下步骤: 1)将润湿剂、分散剂、防冻剂等助剂加入水中搅拌分散； 2)加入颜料、填料、成膜剂进行搅拌分散，搅拌时加入消泡剂和增稠剂； 3)加入与助剂、增塑剂混合均匀的乳液进行搅拌； 4)加入制备好的陶瓷中空微珠，加入消泡剂和PH调节剂，搅拌均匀，装桶。所述的方法，其特征在于步骤I)中的搅拌时间是20min，步骤2)中加入的成膜剂是氟含量为30%-32%的四氟乙烯，步骤2)中的搅拌速率为1000 1200r/min，搅拌时间为30 40min，步骤4)中加入的陶瓷中空微珠是在真空环境下制成的。本专利技术的新型陶瓷隔热涂层，金属材料涂膜层与建筑结构中门窗等金属构件搭接形成散热网，金属材料涂膜与建筑围护结构基底保留0.5毫米以上的间隙，金属材料涂膜涂在幕墙或干挂墙体面饰材料背面，涂层面与围护结构基底保留间隙。封底漆层将封碱、防水、防裂漆组合，涂刷于围护结构表面，该封底漆层导热性能差，与金属材料涂膜形成明显热导性能差异，帮助发挥金属材料涂膜的一维线性热通道作用。本专利技术的新型陶瓷隔热涂层的三元结构的作用原理是:环境热由第一层将辐射热绝大部分发射回大气中，透过陶瓷中空隔热层的剩余热由导热底漆与建筑结构金属体系，金属门窗等形成散热网而分散。第三层功能性封底漆导热性能与第二层形成差距，促进第二层有效热扩散。本专利技术的新型陶瓷隔热涂层，采用陶瓷中空微珠填料，该陶瓷中空微珠材质致密、坚硬，克服了传统隔热保温材料质地疏松，蓄热度高，热效应滞后的现象。这种涂料涂刷在建筑围护结构表面，让墙体、架空层的顶、底板表面、及屋面，形成陶瓷颗粒矩阵排列的真空隔热膜。陶瓷颗粒形态圆润，在介质中享有充分的自由度。隔热膜隔断热对流，改变热传导方向，延长热传递路径。光洁的陶瓷颗粒表面，将大气辐射热反射回空气中。地球环境的天然热源是太阳，环境的热特性取决于环境接收太阳辐射的情况，并与环境中大气同地表(指地壳和地面以上的一切物体)之间的热交换有关。太阳以电磁波的形式向地球传送能量，大气又向地面和天空发射红外辐射，其中大部分返回地面，使地表面温度升高，穿过大气的太阳直接福射和散射光，一部分被地表反射，一部分被地表吸收。地表由于吸收短波福射被加热，提高了温度，再以长波向外辐射。地表的长波辐射绝大部分被大气中的水蒸汽和二氧化碳吸收。根据大气、建筑环境热的来源及其热形态分析，影响建筑环境热主要福射波在O，2-3微米间；这种新型陶瓷隔热涂层具有0.2-3微米全波段辐射热90%以上发射的能力。同时因为涂层表面与大气之间的温差，产生“热力学第零定律”现象；形成表面热径流小环境，减少涂层表面承受的大气热量。本专利技术在配方中引入了具有一定级配的陶瓷中空微珠，这种陶瓷中空微珠在真空环境中生成，通过有层次的可控的堆积矩阵排列，形成真空腔体屏障层，有效隔断声、热的传递。陶瓷球体微粒无对流中空环境导热系数低于0.023W/(m.K)，远远低于球壁的导热系数，使分子振动方式的热传导基本消失。另外陶瓷中空微珠的堆积，使热传导无法竖向穿越，形成横向绕颗粒间空隙传递，延长热传导距离和路径，进一步阻碍热传导。它的显著功能是给涂层的发射、反射、抗辐射提供界面屏障；使涂层表面半球发射和热辐射、反射隔热效果更优越、更彻底。经过研究得出陶瓷隔热涂层的陶瓷中空微珠，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型陶瓷隔热涂层，其特征在于所述涂层由3层结构组成，所述3层结构从外到内依次为陶瓷中空微珠矩阵隔热层、金属材料涂膜层和封底漆层，所述陶瓷中空微珠矩阵隔热层内设置有陶瓷中空微珠，陶瓷中空微珠内部是真空的或者充填有惰性气体。

【技术特征摘要】
1.一种新型陶瓷隔热涂层，其特征在于所述涂层由3层结构组成，所述3层结构从外到内依次为陶瓷中空微珠矩阵隔热层、金属材料涂膜层和封底漆层，所述陶瓷中空微珠矩阵隔热层内设置有陶瓷中空微珠，陶瓷中空微珠内部是真空的或者充填有惰性气体。2.如权利要求1所述的一种新型陶瓷隔热涂层，其特征在于所述陶瓷中空微珠由相同直径的大球微珠组成，大球微珠间相互紧密堆积排列。3.如权利要求1所述的一种新型陶瓷隔热涂层，其特征在于所述陶瓷中空微珠由不同直径的大球微珠和小球微珠组成，大球微珠间相互紧密堆积，小球微珠充填在大球微珠间的空隙中。4.如权利要求1所述的一种新型陶瓷隔热涂层，其特征在于所述陶瓷中空微珠矩阵隔热层中的陶瓷中空微珠内的真空或惰性气体的体积占陶瓷中空微珠体积的比为45% — 55%，优选50.6%。5.如权利要求1所述的一种新型陶瓷隔热涂层，其特征在于所述金属材料涂膜层由导热性能优越的金属组成，如钛、铝等。6.如权利要求1所述的一种新型陶瓷隔热涂层，其特征在于所述封底漆层由防碱、防水、防裂漆组成。7.如权利要求1所述的一种新型陶瓷隔热涂层，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴闻涛，
申请(专利权)人：杭州威廉姆投资管理有限公司，
类型：发明
国别省市：