專利名稱：一種低導(dǎo)熱金屬光澤涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低導(dǎo)熱金屬光澤涂料，更具體是涉及一種含有鏡面片狀結(jié)構(gòu)顏料和多孔結(jié)構(gòu)淺色填料，具有低導(dǎo)熱保溫和金屬光澤裝飾效果的水溶性涂料。
本發(fā)明還涉及該涂料的制備方法。
背景技術(shù)：
建筑材料通過(guò)熱傳導(dǎo)作用會(huì)對(duì)建筑物造成一定的內(nèi)外熱交換損失，墻體材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的上升而增加，防太陽(yáng)輻射的作用甚微，根據(jù)上海同濟(jì)建筑工程質(zhì)量檢測(cè)站的檢測(cè)，墻體材料的導(dǎo)熱系數(shù)一般為0.5-1w/mk左右。目前減少建筑物內(nèi)外熱交換損耗的常用方法包括1)增加建筑材料的厚度，減少熱能損耗。
2)改變結(jié)構(gòu)，增加建材之間的空氣層或保溫材料層，從而降低熱傳導(dǎo)。
這些方法或是增加建筑物的自重，加重基礎(chǔ)的負(fù)荷或是提高建材自身的價(jià)格，因此，在實(shí)用方面都受到一定限制。
在保溫工程中，通常將保溫系數(shù)小于0.2w/mk的材料用作保溫材料(章熙民著，《高等學(xué)校試用教材傳熱學(xué)》中國(guó)建筑工業(yè)出版社(第二版)第13頁(yè))。目前采用的較為典型的保溫材料包括酚醛樹脂合成材料、聚胺酯材料、玻璃纖維、硅酸鋁巖棉、礦棉、橡塑、軟木、珍珠巖、碳酸鈣等。
傳統(tǒng)的建筑涂料通過(guò)光反射型色光的變化來(lái)達(dá)到其裝飾效果。傳統(tǒng)建筑涂料所采用的顏料一般為鈦白粉，氧化鐵紅，鈦青蘭，鈦青綠，規(guī)格為2-5微米，填料為碳酸鈣，滑石粉，規(guī)格一般為600-800目。近幾年，隨著云母及云母鈦珠光顏料引入涂料，將傳統(tǒng)涂料的由光反射型色光變化的裝飾效果提升為由光反射和光干涉結(jié)合的色光變化的裝飾效果，從而呈現(xiàn)珍珠和金屬光澤，大大豐富了涂料的裝飾效果。上述涂料僅提供單純的裝飾效果，不具備低導(dǎo)熱的保溫效果，且為油溶性涂料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過(guò)對(duì)顏料及填料的篩選、復(fù)配，提供一種低導(dǎo)熱涂料，通過(guò)后裝飾手段降低建筑物的內(nèi)外熱交換，以克服現(xiàn)有技術(shù)在降低建材熱傳導(dǎo)時(shí)需要增加建材成本、增加建筑物自重及基礎(chǔ)負(fù)荷等缺陷。
本發(fā)明的另一目的在于通過(guò)對(duì)顏料及填料的加工工藝的研究提供一種具有金屬光澤的水溶性涂料并提供該涂料的制備方法。
本發(fā)明對(duì)傳統(tǒng)的建筑涂料配方不作本質(zhì)性的更改，只是在使用的顏料和填料上進(jìn)行合理的篩選和復(fù)配。主要采用一種鏡面片狀結(jié)構(gòu)的顏料和一種多孔結(jié)構(gòu)淺色填料的組合，本發(fā)明將鏡面片狀結(jié)構(gòu)的顏料和多孔結(jié)構(gòu)淺色填料合理復(fù)配作為中涂層填料，從而在建材表面形成一層具有良好保溫隔熱性能的涂層，進(jìn)而改變建材的導(dǎo)熱系數(shù)、降低建筑物內(nèi)外的熱交換，達(dá)到保溫的目的。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)鏡面片狀結(jié)構(gòu)的顏料和多孔結(jié)構(gòu)淺色填料的規(guī)格及配比決定了涂料的保溫性能。
本發(fā)明在顏料的制備工藝中采用氧化硅包膜處理，使本發(fā)明涂料呈現(xiàn)良好的水溶性。本發(fā)明通過(guò)在900-1000℃下煅燒25-50分鐘的方式，使填料達(dá)到充分膨脹，進(jìn)而獲得合適規(guī)格的多孔結(jié)構(gòu)淺色填料。
本發(fā)明提出的低導(dǎo)熱金屬光澤涂料的組成(以重量計(jì))如下潤(rùn)濕劑 0.4-1.0份分散劑 1.0-2.0份水 4-7份鏡面片狀結(jié)構(gòu)顏料4-16份多孔結(jié)構(gòu)狀淺色填料 4-5份硅丙乳液55-58份增稠劑1.5-2.5份成膜助劑 0.7-0.9份消泡劑0.4-0.6份上述涂料的配方中，除鏡面片狀結(jié)構(gòu)顏料和多孔結(jié)構(gòu)狀淺色填料外，其它組分可采用與傳統(tǒng)涂料相同的試劑，如潤(rùn)濕劑可采用聚氧化乙稀脂肪酸脂、分散劑可采用丙稀酸銨鹽、硅丙乳液可采用有機(jī)硅純丙烯酸聚合物、增稠劑可采用羥乙基纖維素、成膜助劑可采用十二醇脂、消泡劑可采用磷酸脂。
鏡面片狀結(jié)構(gòu)的顏料可使用鋁片、白云母片、絹云母片、金云母片或云母鈦顏料等。鏡面片狀結(jié)構(gòu)顏料的片徑為10-200微米。其中優(yōu)選的片徑范圍為10-60微米。片厚為0.1-1.0微米，尤以0.2-0.4微米最佳。
鏡面片狀結(jié)構(gòu)的顏料的制備方法為將原料在900℃下煅燒1小時(shí)，冷卻后用自來(lái)水泡浸20小時(shí)，之后碾磨4小時(shí)，進(jìn)行分篩以選用適當(dāng)規(guī)格的片狀材料。片材經(jīng)水泡水洗5-8小時(shí)，然后置于反應(yīng)釜中，加入250克/升的三氯化鐵和300克/升的二氧化鈦在pH為2.8-3.5，72℃條件下進(jìn)行包膜，包膜完成后經(jīng)凈化水洗滌，烘干，然后以900℃煅燒1個(gè)小時(shí)后再經(jīng)過(guò)高耐候性親水材料氧化硅在70-75℃，pH為4-6的條件下進(jìn)行包膜，包膜量為3-6％。
多孔狀結(jié)構(gòu)的淺色填料可使用珍珠巖灰、石棉灰、粉煤灰、蛭石灰及其它25℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)值小于0.2w/mk的填料。其粒徑范圍為100-320目，優(yōu)選范圍為250-300目。
多孔狀結(jié)構(gòu)的淺色填料的制備方法為將原料經(jīng)碾磨、篩分、900-1000℃下煅燒25-50分鐘、出料冷卻后篩分而成。
鏡面片狀結(jié)構(gòu)顏料和多孔結(jié)構(gòu)淺色填料的總重量，應(yīng)占本發(fā)明建筑涂料總重量的10-25％。若含量低于10％，則保溫效果不明顯，金屬裝飾效果也不佳。若高于25％，則涂層的耐水性、耐堿性、耐候性和抗污性都有所降低，不適用于建筑物外墻墻面裝飾。
鏡面片狀顏料與多孔狀結(jié)構(gòu)淺色填料的比例(以重量計(jì))為4∶1-1∶1。若重量比小于1∶1，則金屬光澤效果明顯降低，隔熱效果也不能充分發(fā)揮。
按上述配方比例，將潤(rùn)濕劑、分散劑、水、鏡面片狀結(jié)構(gòu)顏料及多孔狀結(jié)構(gòu)填料充分?jǐn)嚢铦?rùn)濕制成組分I；同時(shí)將硅丙乳液、增稠劑、成膜助劑攪拌混合均勻制成組分II。然后將組分I和組分II攪拌均勻后，加入消泡劑，再攪拌0.5小時(shí)后，過(guò)濾、裝罐，可制成本發(fā)明提出的涂料。
下面通過(guò)從導(dǎo)熱性能的角度來(lái)說(shuō)明本發(fā)明涂料的保溫效果一、本發(fā)明涂料及傳統(tǒng)涂料的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定分別用本發(fā)明涂料和傳統(tǒng)涂料在水泥石棉樣板上先做底涂封閉處理，然后進(jìn)行中涂，并壓制成所需要的花紋，干燥后進(jìn)行面涂裝飾制成5.5毫米厚的涂料板。按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10294-1988《絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測(cè)定防護(hù)熱板法》所述的方法，分別測(cè)定其在25℃下的導(dǎo)熱系數(shù)，結(jié)果本發(fā)明涂料板的導(dǎo)熱系數(shù)為0.145w/mk，傳統(tǒng)涂料板的導(dǎo)熱系數(shù)為0.309w/mk。從導(dǎo)熱系數(shù)看來(lái)，本發(fā)明涂料能明顯降低導(dǎo)熱系數(shù)，具有良好的保溫效果。
二、本發(fā)明涂料與普通水泥沙漿的熱阻值比較建材的導(dǎo)熱性能用熱阻值表示，熱阻值與建材的厚度及其導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)，數(shù)學(xué)表達(dá)式為熱阻值＝材料厚度/材料導(dǎo)熱系數(shù)，若外墻材料為水泥砂漿，則其導(dǎo)熱系數(shù)為0.5-1w/mk，本發(fā)明涂料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.145w/mk，根據(jù)計(jì)算熱阻值可以得到，35毫米厚的本發(fā)明涂料層的熱阻值相當(dāng)于120-240毫米厚的水泥砂漿的熱阻值，可見本發(fā)明涂料完全可以在墻體表面形成一層保溫膜，在起到裝飾效果的同時(shí)又能降低建筑物的熱交換損耗。
有益效果1、本發(fā)明在涂料中使用鏡面片狀顏料與多孔狀結(jié)構(gòu)淺色填料，通過(guò)對(duì)顏料與填料的篩選與復(fù)配所制得的涂料具有導(dǎo)熱系數(shù)低、保溫效果良好等特點(diǎn)。
2、本發(fā)明提供了低導(dǎo)熱涂料，可通過(guò)后裝飾達(dá)到降低建筑物的內(nèi)外熱交換，與傳統(tǒng)的增加建材的厚度或改變其結(jié)構(gòu)的方法相比，具有成本低、不影響建筑物自重或基礎(chǔ)負(fù)荷的優(yōu)點(diǎn)。
3、本發(fā)明采用高耐候性親水材料氧化硅對(duì)鏡面片狀顏料進(jìn)行包膜，使涂料具有金屬光澤的裝飾效果的同時(shí)又呈現(xiàn)良好的水溶性。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但不限制本發(fā)明。
本發(fā)明中所使用的設(shè)備包括上海申港機(jī)械廠制造的申港牌SF-500型高速碾碎機(jī)和申港牌SF-5003型碾磨機(jī)，常州武進(jìn)范群制藥機(jī)械廠生產(chǎn)的范藥牌S-1500型高速篩粉機(jī)，宜興市精益機(jī)械生產(chǎn)的精益牌GFJ型高速分散機(jī)。
本發(fā)明除顏料和填料自制外，其它配料采用市售產(chǎn)品，包括上海長(zhǎng)風(fēng)化工廠生產(chǎn)的潤(rùn)濕劑CF-01、分散劑9020、增稠劑T-117A和消泡劑220。美國(guó)國(guó)民淀粉化學(xué)公司生產(chǎn)的硅丙乳液KD-8，美國(guó)伊土曼化學(xué)產(chǎn)品公司生產(chǎn)的成膜助劑Texan01。
鏡面片狀結(jié)構(gòu)顏料采用進(jìn)口的印度云母礦，在抽屜高溫爐中煅燒1小時(shí)，煅燒溫度為900℃，出料經(jīng)冷卻，用自來(lái)水泡浸20個(gè)小時(shí)，之后用碾磨機(jī)碾磨4小時(shí)(轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分鐘)，再用篩粉機(jī)200目篩網(wǎng)進(jìn)行分篩選用，片徑10-60微米，片厚0.2-0.4微米的片狀材料。云母片材料經(jīng)5-8小時(shí)水泡水洗，制成濕磨云母。將濕磨云母置于2000升搪瓷反應(yīng)釜中，加入250克/升的三氯化鐵和300克/升的二氧化鈦在pH為2.8-3.5，溫度為72℃的條件下進(jìn)行包膜，包膜完成后經(jīng)凈化水洗滌，烘干，然后用抽屜高溫爐以900℃煅燒1個(gè)小時(shí)，出料再經(jīng)過(guò)高耐候性親水材料氧化硅在溫度為70-75℃，pH為4-6的條件下進(jìn)行包膜，包膜量為3-6％。
多孔狀結(jié)構(gòu)淺色填料采用市售珍珠巖，用碾碎機(jī)進(jìn)行碾碎后經(jīng)篩粉機(jī)300目篩分，取得300目顆粒材料，然后在抽屜高溫爐中煅燒25-50分鐘，煅燒溫度為900-1000℃，出料冷卻而成。
涂料的制備方法為按配方比例，稱取各種組分，然后將分散劑、水、鏡面片狀結(jié)構(gòu)顏料、多孔結(jié)構(gòu)淺色填料，用高速分散機(jī)以100-150轉(zhuǎn)/分的速度攪拌30分鐘潤(rùn)濕均勻制成組分I，同時(shí)將硅丙乳液、增稠劑、成膜助劑，用高速分散機(jī)攪拌30分鐘混合均勻制成組分II，將組分I和組分II混合加消泡劑用2000升反應(yīng)釜充分?jǐn)嚢瑁捎秒p漿型漿，以150轉(zhuǎn)/分的速度攪拌30分鐘至均勻后用100目濾網(wǎng)過(guò)濾裝灌。
實(shí)施例1潤(rùn)濕劑0.5份、分散劑1.0份、水6份、鏡面片狀結(jié)構(gòu)顏9份、多孔狀結(jié)構(gòu)填料5份、硅丙乳液55份、增稠劑2份、成膜助劑0.8份、消泡劑0.5份。
按配方比例，稱取各種組分，然后將分散劑、水、鏡面片狀結(jié)構(gòu)顏料、多孔結(jié)構(gòu)淺色填料，用高速分散機(jī)以100-150轉(zhuǎn)/分的速度攪拌30分鐘潤(rùn)濕均勻制成組分I，同時(shí)將硅丙乳液、增稠劑、成膜助劑，用高速分散機(jī)攪拌30分鐘混合均勻制成組分II，將組分I和組分II混合加消泡劑用2000升反應(yīng)釜充分?jǐn)嚢?，采用雙漿型漿，以150轉(zhuǎn)/分的速度攪拌30分鐘至均勻后用100目濾網(wǎng)過(guò)濾裝灌。
實(shí)施例2潤(rùn)濕劑0.5份、分散劑1.2份、水6份、鏡面片狀結(jié)構(gòu)顏16份、多孔狀結(jié)構(gòu)填料5份、硅丙乳液58份、增稠劑2份、成膜助劑0.8份、消泡劑03份。制法同實(shí)施例1。
實(shí)施例3潤(rùn)濕劑0.6份、分散劑1.2份、水6份、鏡面片狀結(jié)構(gòu)顏7份、多孔狀結(jié)構(gòu)填料4份、硅丙乳液57份、增稠劑1.8份、成膜助劑0.8份、消泡劑0.5份。制法同實(shí)施例1。
實(shí)施例4潤(rùn)濕劑0.8份、分散劑1.0份、水7份、鏡面片狀結(jié)構(gòu)顏8份、多孔狀結(jié)構(gòu)填料4份、硅丙乳液57份、增稠劑2份、成膜助劑0.8份、消泡劑0.5份。制法同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種低導(dǎo)熱金屬光澤涂料，其組成為(以重量計(jì))潤(rùn)濕劑 0.4-1.0份分散劑 1.0-2.0份水 4-7份鏡面片狀結(jié)構(gòu)顏料 4-16份多孔結(jié)構(gòu)狀淺色填料 4-5份硅丙乳液 55-58份增稠劑 1.5-2.5份成膜助劑 0.7-0.9份消泡劑 0.4-0.6份
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低導(dǎo)熱金屬光澤涂料，其特征在于鏡面片狀結(jié)構(gòu)顏料的片徑為10-200微米，片厚為0.1-1.0微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低導(dǎo)熱金屬光澤涂料，其特征在于鏡面片狀結(jié)構(gòu)顏料的片徑為10-60微米，片厚為0.2-0.4微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低導(dǎo)熱金屬光澤涂料，其中多孔狀結(jié)構(gòu)的淺色填料為珍珠巖灰、石棉灰、粉煤灰、蛭石灰。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低導(dǎo)熱金屬光澤涂料，其特征在于多孔狀結(jié)構(gòu)的淺色填料的粒徑為100-320目。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低導(dǎo)熱金屬光澤涂料，其特征在于多孔狀結(jié)構(gòu)的淺色填料的粒徑為250-300目。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低導(dǎo)熱金屬光澤涂料，其特征在于鏡面片狀顏料與多孔狀結(jié)構(gòu)淺色填料的含量比例為(以重量計(jì))4∶1-1∶1。
8.權(quán)利要求1所述的低導(dǎo)熱金屬光澤涂料的制備方法，包括以下步驟(1)鏡面片狀結(jié)構(gòu)顏料的制備市售原料在900℃下煅燒1小時(shí)，冷卻后用自來(lái)水泡浸20小時(shí)，之后碾磨4小時(shí)，進(jìn)行分篩選用適當(dāng)規(guī)格的片狀材料。片材經(jīng)水泡水洗5-8小時(shí)，然后置于反應(yīng)釜中，加入250克/升的三氯化鐵和300克/升的二氧化鈦在pH為2.8-3.5，72℃條件下進(jìn)行包膜，包膜完成后經(jīng)凈化水洗滌，烘干，然后以900℃煅燒1個(gè)小時(shí)，出料再經(jīng)過(guò)氧化硅在70-75℃，pH為4-6的條件下進(jìn)行包膜，包膜量為3-6％。(2)多孔狀結(jié)構(gòu)的淺色填料的制備市售原料經(jīng)碾磨、篩分、900-100℃下煅燒25-50分鐘、出料冷卻后篩分而成。(3)按配方比例，稱取各種組分，將潤(rùn)濕劑、分散劑、水、鏡面片狀結(jié)構(gòu)顏料和多孔結(jié)構(gòu)淺色填料充分?jǐn)嚢铦?rùn)濕制成組分I，然后將硅丙乳液、增稠劑、成膜助劑攪拌混合均勻制成組分II，將組分I和組分II攪拌均勻后加入消泡劑，再攪拌30分鐘，過(guò)濾、裝灌。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低導(dǎo)熱金屬光澤涂料的制備方法，其特征在于鏡面片狀結(jié)構(gòu)顏料制備工藝中，采用氧化硅進(jìn)行包膜，包膜溫度為70-75℃，pH為4-6，包膜量為3-6％。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低導(dǎo)熱金屬光澤涂料的制備方法，其特征在于多孔結(jié)構(gòu)淺色填料制備工藝中，煅燒溫度為900-1000℃，煅燒時(shí)間為25-50分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低導(dǎo)熱金屬光澤涂料及其制備方法，其特點(diǎn)是配料中含有鏡面片狀結(jié)構(gòu)的顏料和多孔結(jié)構(gòu)淺色填料。該建筑涂料具有熱導(dǎo)系數(shù)低、保溫效果好、水溶性等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明涂料的制備方法為將潤(rùn)濕劑、分散劑、水、鏡面片狀結(jié)構(gòu)顏料及多孔狀結(jié)構(gòu)填料充分?jǐn)嚢铦?rùn)濕制成組分I；同時(shí)將硅丙乳液、增稠劑、成膜助劑攪拌混合均勻制成組分II。然后將組分I和組分II攪拌均勻后，加入消泡劑，再攪拌0.5小時(shí)后，過(guò)濾、裝罐。
文檔編號(hào)C09D183/07GK1536041SQ0311614
公開日2004年10月13日 申請(qǐng)日期2003年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月3日
發(fā)明者朱韻, 林潔, 林須澤, 李定峰, 沈松月, 朱 韻 申請(qǐng)人:上海東株珠光顏料有限公司