專利名稱：：一種低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種特種功能材料領(lǐng)域技術(shù)，特別是涉及一種低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆。
背景技術(shù)：
：在全球建筑業(yè)、石油工業(yè)、運輸業(yè)、兵器工業(yè)等迅速發(fā)展的同時，環(huán)保降溫、提高生產(chǎn)安全性方面越來越受到國內(nèi)外人士的關(guān)注。目前國外各種降溫涂層的研究十分活躍，已廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域，如美國盾牌節(jié)能涂料應(yīng)用于航天飛機隔熱保溫，以中空陶瓷微珠作填料，這類涂料可令被涂物如房屋的內(nèi)部溫度大大降低，明顯減少空調(diào)費，節(jié)能約40%，同時兼有較好的防蝕、阻燃、防水功能，安全無毒，已廣泛用于美國、日本、馬來西亞和新加坡等國的油氣儲罐、房屋建筑屋頂，有較好效果。美國ASTM隔熱委員會C16還制定了關(guān)于熱反射隔熱涂料C1483標準，對熱反射涂料的各項技術(shù)指標、測試方法作出了規(guī)定，標志著"熱反射隔熱防腐涂料"已正式被美國接受并規(guī)定應(yīng)用于相關(guān)領(lǐng)域，如鋼結(jié)構(gòu)、建筑外墻等。在艦船方面，美國早在上世紀八十年代就已有低太陽能吸收的中灰色甲板漆，太陽能反射率達到了50%，此外，日本、意大利等國家均投人巨資進行降溫涂料或降溫材料的研究，并開始產(chǎn)品化。據(jù)悉，日本開始實施改正能源法后，各相關(guān)公司都在加速推行太陽能屏蔽涂料、絕熱涂料，如松下電器及旭日建筑涂料等大公司都在工廠屋頂涂上太陽能屏蔽涂料，深色低吸收隔熱涂料是研究難點和重點，反射率指標不斷提高。具有防音技術(shù)的日本特殊涂料公司則重點推銷具有混合防音功能的太陽能屏蔽涂料，日本在改正能源法推出后，太陽能屏蔽涂料的前景尤為看好。國內(nèi)研制低太陽能吸收節(jié)能涂料的報道近幾年數(shù)量有所增加，如有報道華北石油化工建筑材料廠研制HC太陽能屏蔽防腐涂料用于石油制品儲罐，江蘇常州的晨光涂料有限公司研制用于建筑屋面和墻面的熱反射涂料，另外中科院廣州太陽研究所、青島海洋化工研究院、復(fù)旦大學(xué)等單位在熱反射涂料方面的研究也都有報道。因此雖說國內(nèi)在研究起步晚，由于近些年引起許多高校、研究機構(gòu)和企業(yè)單位的關(guān)注，在產(chǎn)品研究、工程化應(yīng)用方面投入了很大的資金和人力，取得了很大進步。國內(nèi)的產(chǎn)品多以淺色為主，在深灰色節(jié)能反射漆的成熟產(chǎn)品和應(yīng)用上尚未報道。由于船舶在海面長期受日光暴曬，船艙內(nèi)溫度有時高達45。C以上，因此迫切需要研制一種低太陽能吸收中灰色船殼面漆，是一種功能型涂料體系，減少艦船外壁對太陽光照射能量的吸收，降低室內(nèi)溫度的提高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆，可以涂覆在艦船船殼及上層建筑上，從而減少艦船外壁對太陽光照射能量的吸收，降低室內(nèi)溫度的提高，改善船員生活和工作條件，節(jié)約大量降溫費用，且滿足海軍灰色系外觀的需求。為解決深色漆易吸收太陽光這一問題，本發(fā)明通過如下技術(shù)方案加以實現(xiàn)本發(fā)明的一種低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆，包括多羥基組分和多異氰酸酯固化劑組分，其特征在于多羥基組分包括40-60%的多羥基樹脂、23-43%的反射層顏填料、8-15%的混合溶劑以及0.5-1.0%的分散劑、0.3-1.0%消泡劑、0.5-1.5%觸變劑、成膜助劑組成，多羥基樹脂選用透光率在80%以上的油溶性樹脂；反射層顏填料包括金紅石型二氧化鈦、鋼化實心陶瓷微珠、具有反射紅外線的黑色顏料和藍色顏料，黑色顏料是鐵氧化物和鎳氧化物經(jīng)高溫煅燒形成的混合物；藍色顏料是氧化鈷和氧化鋁經(jīng)過高溫煅燒形成的混合物，混合溶劑采用二甲苯、丙酮、醋酸丁酯按4:3:1比例混合。上述低太陽吸收節(jié)能型屮灰色船殼面漆，進一步優(yōu)選的技術(shù)方案可以是所述多羥基樹脂選用的是含溶劑的羥基丙烯酸樹脂，其羥基含量是1.69±0.15%，固含量是58-62%。上述低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆，進一步優(yōu)選的技術(shù)方案也可以是所述反射層顏填料的二氧化鈦的采用金紅石型，粉末尺寸在0.3um左右；陶瓷微珠則采用白色系、實心，粒徑在lnm9ym;黑色顏料是鐵氧化物和鎳氧化物摩爾數(shù)按1:1的量經(jīng)高溫煅燒形成的混合物，其用量是甲組分總量的1-3%，藍色顏料為氧化鈷和氧化鋁摩爾數(shù)按l:1的量經(jīng)過高溫煅燒形成的混合物，其用量是甲組分總量的0.1-0.3%。做這種選擇是由于此金紅石型的二氧化鈦尺寸在0.3um左右散色力最大，陶瓷微珠在所選狀態(tài)強度高，消光少。上述低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆，進一步優(yōu)選的技術(shù)方案還可以是分散劑選用對無機顏填料具有較好分散效果且適用于有機溶劑類型的分散劑，更好的選擇是有機中性鹽類，最佳的選擇是DA-50分散防沉多功能助劑；消泡劑選用可適用于聚氨酯體系的消泡劑，最佳的選擇是6600;觸變劑選用有機粘土類型觸變劑，更好的選擇是有機物改性膨潤土，最佳的選擇是BT881;多異氰酸酯固化劑組分選用脂肪族聚異氰酸酯，最佳的選擇是以六亞甲基二異氰酸酯為基料的脂肪族聚異氰酸酯N75。本發(fā)明的太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆，進一步優(yōu)選的技術(shù)方案還可以是其多羥基樹脂優(yōu)選含吸熱基團如C—0—C、C二O、一OH等含量少，樹脂的透明度高，透光率在80%以上的聚氨酯類油溶性體系。該多羥基樹脂對可見光和近紅外的吸收越小越好，也可通過樹脂合成或改性來得到所需長壽命，高透明性的要求。由于以艦船上層建筑為主要應(yīng)用范圍，在樹脂種類上考慮面層的耐侯性，因此選擇聚氨酯類油溶性體系作為低太陽吸收節(jié)能型中灰色面漆的6基體樹脂體系。本發(fā)明的太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆，進一步優(yōu)選的技術(shù)方案還可以是黑色顏料采用粒徑均值為l.lum，比表面為3.6的黑色顏料。由于反射層顏填料的合適使用是解決涂層太陽光高反射、低吸收的關(guān)鍵。太陽光光能中可見光占其中45%，紅外光占50%,紫外光占5%，然而對熱能的貢獻中紫外占了17%，一般白色顏料對太陽光都具有一定的反射性，金紅石型二氧化鈦粉料對太陽光具有相對較大的反射，尤其對紫外光具有較好的反射，而陶瓷微珠通過試驗檢測發(fā)現(xiàn)具有較高的太陽光反射率，同時它又具有較為穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，因此鈦白粉、陶瓷微珠都是較為理想的面層顏料，但由于二氧化鈦、陶瓷微珠都是白色，使得制備的涂料顏色單一，需要在配方中加入著色顏料，一般的黑色顏料都具有較高可見光和紅外吸收率，而鐵鎳氧化物是具有可見光和紅外線反射，經(jīng)過按比例混合并煅燒可生成黑色和籃色粉末，在配方中加入少量具有紅外線反射的鐵鎳氧化物的黑色及藍色混合物作為著色顏料，既保證對太陽光中的紅外光線具有較大的反射率又可以起到色彩調(diào)節(jié)的作用；當顏料種類確定后顏料粉末的尺寸與狀態(tài)同樣對涂層熱反射率就有很大影響，通過正交試驗設(shè)計，對每個配方的涂料制備采用砂磨工藝，砂磨用實心玻璃微珠尺寸在2mm3mm左右，砂磨轉(zhuǎn)速為1200轉(zhuǎn)/min，時間為2h;控制涂料的細度在30ym以下，制備涂層樣板，樣板尺寸為75mmX75mmX2mm，涂層厚度約150in"，并應(yīng)用紫外-紅外-可見光分光光度儀測量太陽入射光比例，選擇出較適合的尺寸和狀態(tài)的金屬粉或金屬氧化物作為反射層顏料。選用了兩個尺寸和狀態(tài)的黑色著色顏料blackA粒徑均值為l.lym，比表面為3.6;blackB粒徑均值為1.4，比表面為1.9。在其它條件完全相同的情況下，按照以上制備工藝制備的涂層樣板測量200nm2500nm的反射率，使用blackA的樣板所測結(jié)果是50.3%,而使用blackB的樣板所測結(jié)果是47%。因此確定采用粒徑均值為1.1um，比表面為3.6的黑色顏料。木發(fā)明的太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆，助劑和溶劑的應(yīng)當選擇保證較好的涂層穩(wěn)定性和施工性的原料，其中溶劑的使用則是根據(jù)選用的樹脂體系進行選擇，混合型溶劑的使用更有利于涂料的分散和噴涂工藝，根據(jù)溶劑的揮發(fā)性，選擇二甲苯、丙酮、醋酸丁酯混合，形成混合型溶劑作為涂料的溶劑。助劑是低太陽能吸收節(jié)能涂料不可缺少的組成部分，能改善涂料的相關(guān)性能。本發(fā)明涂料的制備工藝參照普通的聚氨酯涂料的制備工藝流程，保證涂料體系的穩(wěn)定。本發(fā)明的低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆，其制備工藝為1、前準備將二氧化鈦粉末、陶瓷微珠等顏、填料根據(jù)生產(chǎn)量的要求準確稱量，各自放置于干燥潔凈的托盤中，放入溫度為80士2'C的電熱烘箱中進行烘干，烘干時間4h，自然冷卻后分別將鈦白粉、陶瓷微珠裝入袋中密封備用，并進行相應(yīng)的標識。2、生產(chǎn)將樹脂、溶劑和助劑加入到反應(yīng)釜1000轉(zhuǎn)低速攪拌15min，然后加入顏填料再1500轉(zhuǎn)高速分散30min，1200轉(zhuǎn)砂磨2h，檢査細度，補充揮發(fā)的溶劑量，然后再過濾和出料分裝。具體的工藝流程見圖3。通過采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的有益效果本發(fā)明的低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆是一種功能型涂料，作為面層，以反射太陽光，提高涂層反射率和輻射率來實現(xiàn)降溫、隔熱的效果；它的應(yīng)用可以減少太陽光輻射所引起室內(nèi)溫度的提高，用于艦船上層建筑頂部和外壁可以降低船艙溫度，改善船員生活和工作條件，節(jié)約大量降溫費用。圖1是低太陽吸收節(jié)能型中灰色涂層樣板。圖2是低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆太陽光譜波段反射率曲線3是生產(chǎn)工藝流程圖。具體實施方式實施例1選用表所述的配方，按照圖3所示的工藝，進行生產(chǎn)。表1低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆配方-甲組份原材料名稱規(guī)格含量％(質(zhì)量數(shù))備注羥基丙烯酸聚氨酯樹脂(Ml36，羥值含量1.69工業(yè)級44±0.15%)金紅石型二氧化鈦工業(yè)級28鋼化實心陶瓷微珠工業(yè)級14黑色顏料(鐵鎳氧化物)工業(yè)級2.3藍色顏料(鈷鋁氧化物)工業(yè)級0.4觸變劑BT881工業(yè)級1.0混合溶劑配比為混合溶劑工業(yè)級9二甲苯丙酮分散劑DA-50工業(yè)級1.0醋酸丁酯=4:3:消泡劑6600工業(yè)級0.31乙組份原材料名稱規(guī)格含量％(質(zhì)量數(shù)，以甲組分為基數(shù))N75工業(yè)級13.0得到的低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆，涂覆在圖1所示的樣板上固化后，厚度約i50pm左右，涂層外觀平整、色澤均勻。用紫外可見近紅外分光光度計測量2002500nm反射率曲線圖見附圖2，從圖2中可以看出涂層在8001500nm波段反射率基本在60%以上，可見光和近紅外波段該涂層都有較高的反射率。根據(jù)GB/T5137.4-2001汽車安全玻璃太陽能透射比測定方法利用公式及GJB2502-1996中方法210的規(guī)定進行計算太陽能反射比，計算得出20092500nm平均反射率達到50.3%。涂層性能指標為(1)2002500nm平均反射率達到50.3%。(2)附著力5.3Mpa(3)耐鹽霧3000h，涂層完好，無脫落，無起泡；(4)耐人工加速老化1000h，涂層完好，無粉化、變色、開裂;(5)耐大氣老化12個月，涂層完好，無粉化、變色、開裂；(6)耐堿(5%NaOH):168h，涂層完好，無脫落，無起泡；(7)耐油(0#柴油)168h涂層完好，無脫落，無起泡。實施例2選用表2所述的配方，按照圖3所示的工藝，進行生產(chǎn)。表2低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆配方二<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>得到的低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆，涂覆在圖1所示的樣板上固化后，厚度約150pm左右，用紫外可見近紅外分光光度計測量2002500nm反射率曲線圖見附圖2，根據(jù)GB/T5137.4-2001汽車安全玻璃太陽能透射比測定方法利用公式及GJB2502-1996中方法210的規(guī)定進行計算太陽能反射比，計算得出2002500nm平均反射率達到49.3%。涂層性能性能指標為(1)2002500nm平均反射率達到49.3%(2)附著力5Mpa(3)耐鹽霧3000h，涂層完好，無脫落，無起泡；(4)耐人工加速老化1000h，涂層完好，無粉化、變色、開裂；(5)耐大氣老化12個月，涂層完好，無粉化、變色、開裂；(6)耐堿(5%NaOH):168h，涂層完好，無脫落，無起泡；(7)耐油(0#柴油)168h涂層完好，無脫落，無起泡.實施例3選用表3所述的配方，按照圖3所示的工藝，進行生產(chǎn)。表3低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆配方一<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>得到的低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆，涂覆在圖1所示的樣板上固化后，厚度約150iim左右，用紫外可見近紅外分光光度計測量2002500nm反射率曲線圖見附圖2，根據(jù)GB/T5137.4-200汽車安全玻璃太陽能透射比測定方法利用公式及GJB2502-1996中方法210的規(guī)定進行計算太陽能反射比，計算得出2002500nm平均反射率達到50.6%。涂層性能性能指標為(1)2002500nm平均反射率達到50.6%(2)附著力6.3Mpa(3)耐鹽霧3000h，涂層完好，無脫落，無起泡；(4)耐人工加速老化1000h，涂層完好，無粉化、變色、開裂;(5)耐大氣老化12個月，涂層完好，無粉化、變色、開裂；(6)耐堿(5%NaOH):168h，涂層完好，無脫落，無起泡；(7)耐油(0#柴油)168h涂層完好，無脫落，無起泡.權(quán)利要求1、一種低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆，包括多羥基部分和多異氰酸酯固化劑組分，其特征在于多羥基組分包括40-60％的多羥基樹脂、23-43％的反射層顏填料、8-15％的混合溶劑以及0.5-1.0％的分散劑、0.3-1.0％消泡劑、0.5-1.5％觸變劑，多羥基樹脂選用透光率在80％以上的油溶性樹脂；反射層顏填料包括金紅石型二氧化鈦、鋼化實心陶瓷微珠、具有反射紅外線的黑色顏料和藍色顏料，黑色顏料的是鐵氧化物和鎳氧化物經(jīng)高溫煅燒形成的混合物；藍色顏料的是氧化鈷和氧化鋁經(jīng)過高溫煅燒形成的混合物，混合溶劑采用二甲苯、丙酮、醋酸丁酯按4∶3∶1比例混合。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆，其特征在于所述多羥基樹脂選用的是含溶劑的羥基丙烯酸樹脂，其羥基含量690.15%，固含量是58-62%。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆，其特征在于反射層顏填料的二氧化鈦的采用金紅石型，粉末尺寸在0.3um左右；陶瓷微珠則采用白色系、實心，粒徑在lum9um;黑色顏料是鐵氧化物和鎳氧化物摩爾數(shù)按1:1的量經(jīng)高溫煅燒形成的混合物，其用量是甲組分總量的1-3%，藍色顏料為氧化鈷和氧化鋁摩爾數(shù)按l:1的量經(jīng)過高溫煅燒形成的混合4、根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆，其特征在于所述分散劑為對無機顏填料具有較好分散效果且適用于有機溶劑類型的分散劑；所述消泡劑為適用于聚氨酯體系的消泡劑；所述觸變劑為有機粘土類型觸變劑。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述一種低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆，其特征在于所述分散劑是有機中性鹽類，所述觸變劑有機物改性膨潤土；6、根據(jù)權(quán)利要求5所述一種低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆，其特征在于所述分散劑是DA-50分散防沉多功能助劑，消泡劑為6600，所述觸變劑為BT881，所述多異氰酸酯固化劑組分為以六亞甲基二異氰酸酯為基料的脂肪族聚異氰酸酯N75。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆，其特征在于其多羥基樹脂優(yōu)選含吸熱基團如C一O—C、C=0、一OH等含量少，樹脂的透明度高，透光率在80%以上的聚氨酯類油溶性體系。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆，其特征在于黑色顏料采用粒徑均值為l.lum，比表面為3.6的具有紅外線反射特性的鐵鎳氧化物的混合物。全文摘要本發(fā)明介紹了一種低太陽吸收節(jié)能型中灰色船殼面漆，包括多羥基組分和多異氰酸酯組分，多羥基組分包括40-60％的羥基丙烯酸樹脂、23-43％的包括金紅石型二氧化鈦、鋼化實心陶瓷微珠、鐵氧化物和鎳氧化物經(jīng)高溫煅燒形成的混合物黑色顏料以及氧化鈷和氧化鋁經(jīng)過高溫煅燒形成的藍色顏料組成的反射層顏填料、5％的混合溶劑以及0.5-1.0％的分散劑、0.3-1.0％消泡劑、0.5-1.5％觸變劑、成膜助劑組成。本發(fā)明的涂料，作為面層，可以提高涂層反射率和輻射率來實現(xiàn)降溫、隔熱的效果；減少太陽光輻射所引起室內(nèi)溫度的提高，用于艦船上層建筑頂部和外壁可以降低船艙溫度，節(jié)約降溫費用。文檔編號C09D175/14GK101531863SQ20091013781公開日2009年9月16日申請日期2009年4月21日優(yōu)先權(quán)日2009年4月21日發(fā)明者于海濤,焱莊,莊海燕申請人:廈門雙瑞船舶涂料有限公司