專利名稱：納米ZnO/SiO₂溶膠改性硅丙外墻自潔型隔熱涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有自潔功能與光熱反射功能的外墻隔熱涂料，尤其是納米ZnO/ Si02溶膠改性硅丙外墻自潔型隔熱涂料。
背景技術(shù)：
我國現(xiàn)行的建筑外墻節(jié)能保溫隔熱技術(shù)體系中，采用具有光熱反射功能的外墻隔 熱涂料以極大程度減少光熱在面漆表層的吸收與積蓄；已經(jīng)成為業(yè)界的共識。面漆的光熱 吸收與反射性能如何關(guān)系著隔熱節(jié)能體系的功效成??；其作用對象對外是陽光，對內(nèi)則是 隔熱體系的梯度式材料層。避免面漆層光熱的過多吸收與積累成為了建筑節(jié)能的關(guān)鍵一
步ο但是，面漆表面一旦被沾污之后其光熱反射功能將被極大地破壞。所以，面漆具有 自清潔功能也就成了其光熱反射與紅外發(fā)射降溫功能的必要保證。此前的不少具有熱反射 功能的涂料就是由于其抗沾污能力較差而導(dǎo)致面漆熱反射能力在短期內(nèi)便失效的結(jié)果；以 至于使其熱反射功能名存實(shí)亡。然而，要抵御環(huán)境中的各類沾污物很難兩全其美。眾所周知，根據(jù)沾污物的物理 化學(xué)性能可將其分為親油性與親水性兩大類；親油污染主要來源于汽車燃汽和廚房食用油 熱揮發(fā)等，而親水性污染則來源于粉塵與酸霧溶膠等。此前的諸多產(chǎn)品對上述抗沾污性能 的選擇上都無一例外的采取了二選一的做法；也就是說不能做到對兩類污染物同時(shí)具備抗 沾污性。如中國專利名稱為“環(huán)境友好耐沾污耐候型熱反射隔熱涂料及其制備方法”、申請 號為200610034700. 8公開的涂料構(gòu)成為30 43份氟改性硅丙乳液、1 3份含氟助劑、 12 20份鈦白粉、2 5份球形閉孔珍珠巖、2 8份硅灰粉、2 12份滑石粉、1 4份 空心玻璃微球、4 12份羥乙基纖維素、0. 2 0. 5份消泡劑、0. 2 0. 8份聚丙烯酸鹽等。 該發(fā)明制備的涂料具有較好的耐候性，可延長涂層使用壽命；具有優(yōu)良的耐沾污性能，可維 持涂層有長久的熱反射性能；能有效反射太陽光，可降低建筑物表面溫度10 20°C ；所制 備的涂料屬于環(huán)境友好產(chǎn)品，既節(jié)約資源又有利于環(huán)境保護(hù)。該種涂料雖然具有上面所述 的優(yōu)點(diǎn)，但還是不能做到對兩類污染物同時(shí)具備抗沾污性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有外墻隔熱涂料存在的上述不足，提供一種具 有常溫紅外發(fā)射與陽光熱反射功能，且具有疏水、疏油“雙荷葉效應(yīng)”的自潔型的外墻隔熱 涂料及其隔熱涂料。本發(fā)明還提供一種納米ZnCVSiO2溶膠改性硅丙外墻自潔型隔熱涂料的制備方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種納米Zn0/Si02溶膠改性硅丙外墻自潔型隔熱涂 料，其特征在于由如下重量百分比的組分構(gòu)成氟改性硅丙乳液30 50%，紅外反射納米 材料6 10%，納米ZnO溶膠和納米SiO2溶膠各3 5%，分子橋修飾材料1 3%，中空 陶瓷微珠8 15%，鈦白粉8 13%，以及常規(guī)劑量的輔料，余量為去離子水。
所述紅外反射納米材料為納米Sb摻雜SnO2,所述納米Sb摻雜SnO2中Sb的摻雜 量按重量百分比計(jì)為5 10%。所述輔料為消泡劑、殺菌劑、增稠劑、成膜助劑或流變劑中 的至少一種。為了進(jìn)一步增加涂料對太陽光的反射和對太陽光熱能的轉(zhuǎn)換，上述涂料的各原料 重量百分比優(yōu)選為氟改性硅丙乳液40%，中空陶瓷微珠12%，納米Sb摻雜SnO2 8%，納米 ZnO溶膠和SiO2溶膠各4%，硅烷類分子橋2 %，鈦白粉13%，消泡劑0.2%、殺菌劑0.1%、 增稠劑0. 5%、成膜助劑0. 45%，流變劑6%，余量為去離子水。一種制備所述納米ZnCVSiO2溶膠改性硅丙外墻自潔型隔熱涂料的方法，包括如下 步驟(1)將氟改性硅丙乳液首先放入料缸，將所述配比的紅外反射納米材料、納米ZnO 溶膠和SiO2溶膠、分子橋修飾材料依次加入料缸后，在1200轉(zhuǎn)/分 1500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速 下分散，并導(dǎo)入超聲波輔助分散30 40分鐘生成基礎(chǔ)料液；(2)將所述配比的中空陶瓷微珠，鈦白粉，以及常規(guī)劑量的消泡劑、殺菌劑、增稠 劑、成膜助劑、流變劑依次加入所述基礎(chǔ)料液中，最后加入去離子水在1200轉(zhuǎn)/分 1500 轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下攪拌20 40分鐘混合均勻，并調(diào)整粘度到80KU 100KU，用PH調(diào)節(jié)劑將 PH值調(diào)整到8. 5 9. 0。上述納米ZnO溶膠和納米SiO2溶膠用常規(guī)的水解法制??；氟改性硅丙乳液，紅外 反射納米材料(納米Sb摻雜SnO2)等原料均采用市售產(chǎn)品；上述常規(guī)輔料包括消泡劑、殺 菌劑、增稠劑、成膜助劑或流變劑。此類助劑因納米ZnO溶膠和SiO2溶膠的加入而大大減 少；使產(chǎn)品更環(huán)保。本發(fā)明根據(jù)自然界的“雙荷葉效應(yīng)”現(xiàn)象，得到一種既具有疏油性又具有疏水性的 外墻涂料。自然界中的荷葉效應(yīng)機(jī)理是荷葉表面微米級蠟質(zhì)層的ΙΟμπι 20μπι規(guī)則凸 起點(diǎn)及其表面密布的納米蠟毛桿對水滴形成葉面接觸角大于170度所致。但是，荷葉對油 無此效應(yīng)。研究表明，根據(jù)水滴的曲率半徑越小蒸汽壓越大的特點(diǎn)，漆膜在10 μ m 20 μ m 級別的疏水性不平整表面上密布疏油性納米點(diǎn)時(shí)同樣具有“荷葉效應(yīng)”，而且是“雙荷葉效 應(yīng)”。本發(fā)明中納米ZnO溶膠和SiO2溶膠的加入使漆膜表面形成密集的納米級富含羥基的 疏油性納米點(diǎn)；在疏水性高聚物膜表面及其自然形成的10 μ m 20 μ m規(guī)則凸起點(diǎn)上形成 密集分布。此結(jié)構(gòu)令親水性污染物和親油性污染物都有較大的接觸角(>100° )，容易被 水沖洗掉。漆膜表面納米ZnO的密集分布還會反射掉紫外線，增加面漆的抗老化性能；納米 SiO2的密集分布增加了面漆的紅外發(fā)射功能。納米Sb摻雜SnO2的加入則是為了增加面漆 的紅外反射功能。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明涂料具有常溫紅外發(fā)射與陽光熱反射功能，它能夠反射陽光輻射，能將 陽光輻射全光譜能量的至少54%反射掉，大大減小了墻體外表面對陽光能量的吸收，同時(shí) 也能實(shí)現(xiàn)將吸收的陽光能量的至少58%，轉(zhuǎn)化成為紅外線以大氣窗口波段輻射到大氣中， 減少了墻體內(nèi)表面對室內(nèi)的熱能傳輸；該涂料還具備抗紫外線的高耐候性。2、由于采用納米ZnO溶膠和納米SiO2溶膠，以及硅烷類分子橋，使其涂層具有疏 水、疏油“雙荷葉效應(yīng)”自潔功能。3、本發(fā)明具備與現(xiàn)行建筑節(jié)能保溫隔熱層優(yōu)良的適配性，隔熱效果優(yōu)良，可以大
4大降低保溫層的厚度為現(xiàn)行保溫層的三分之一到二分之一。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 一種納米Zn0/Si02溶膠改性硅丙外墻自潔型隔熱涂料的制備方法，包括如下步 驟(其中各百分?jǐn)?shù)均為重量百數(shù))1、將40%氟改性硅丙乳液首先放入料缸，將8%的納米Sb摻雜SnO2、納米ZnO溶 膠和納米SiO2溶膠各4%，以及2%的硅烷類分子橋依次加入后在1200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下分 散，同時(shí)導(dǎo)入超聲波輔助分散40分鐘生成基礎(chǔ)料液。2、將12%中空陶瓷微珠，13%鈦白粉、以及0.2%消泡劑、0. 殺菌劑、0.5%增 稠劑、0. 45%成膜助劑、6%流變劑依次加入所述基礎(chǔ)料液中，最后加入去離子水在1200轉(zhuǎn) /分的轉(zhuǎn)速下攪拌40分鐘混合均勻，并將粘度調(diào)整到80KU(增稠劑和流變劑均可調(diào)節(jié)粘 度)，用有機(jī)胺或其他PH調(diào)節(jié)劑將PH值調(diào)整到8. 5。實(shí)施例2 6 采用如下表原料及其重量配比關(guān)系及調(diào)整參數(shù)，并采用與實(shí)施例1相同的制備方 法，制備本發(fā)明納米Zn0/Si02溶膠改性硅丙外墻自潔型隔熱涂料 上述紅外反射納米材料為納米Sb，或納米Sb摻雜SnO2,或現(xiàn)有技術(shù)的紅外反射納 米材料。上述分子橋修飾材料為硅烷類分子橋，或現(xiàn)有的其他類分子橋修飾材料。上述的消泡劑、殺菌劑、增稠劑、成膜助劑、流變劑等常規(guī)輔料，是涂料領(lǐng)域常用的 組成物質(zhì)，作為現(xiàn)有技術(shù)，不作進(jìn)一步的描述。使用本發(fā)明作為外墻涂層，經(jīng)過檢測，制得的涂料陽光能量熱發(fā)射比> 0. 83 ；半 球發(fā)射率> 0. 91 ；隔熱溫差> 15°C，抗沾污性< 5%。涂層具有疏水、疏油“雙荷葉效應(yīng)”自 潔功能。綜上，本發(fā)明制備的納米Zn0/Si02溶膠改性硅丙外墻自潔型隔熱涂料具有常溫
5紅外發(fā)射與陽光熱反射功能，它能夠反射陽光輻射，能將陽光輻射全光譜能量的至少54% 反射掉，大大減小了墻體外表面對陽光能量的吸收，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)將吸收的陽光能量的至 少58%，轉(zhuǎn)化成為紅外線以大氣窗口波段輻射到大氣中，減少了墻體內(nèi)表面對室內(nèi)的熱能 傳輸；本發(fā)明涂料還是一種具有疏水、疏油“雙荷葉效應(yīng)”自潔功能的外墻涂料，具有高耐候 性。 最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
納米ZnO/SiO2溶膠改性硅丙外墻自潔型隔熱涂料，其特征在于由如下重量百分比的組分構(gòu)成氟改性硅丙乳液30～50％，紅外反射納米材料6～10％，納米ZnO溶膠和納米SiO2溶膠各3～5％，分子橋修飾材料1～3％，中空陶瓷微珠8～15％，鈦白粉8～13％，以及常規(guī)劑量的輔料，余量為去離子水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米ZnCVSiO2溶膠改性硅丙外墻自潔型隔熱涂料，其特征在 于所述輔料為消泡劑、殺菌劑、增稠劑、成膜助劑或流變劑中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米ZnCVSiO2溶膠改性硅丙外墻自潔型隔熱涂料，其特征在 于所述紅外反射納米材料為納米Sb摻雜SnO2，所述納米Sb摻雜SnO2中Sb的摻雜量按重 量百分比計(jì)為5 10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米ZnCVSiO2溶膠改性硅丙外墻自潔型隔熱涂料，其特征在 于所述分子橋修飾材料為硅烷類分子橋。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的納米ZnCVSiO2溶膠改性硅丙外墻自潔型隔熱涂料，其 特征在于各組分的重量百分比為氟改性硅丙乳液40%，中空陶瓷微珠12%，納米Sb摻雜 SnO2 8 %，納米ZnO溶膠和SiO2溶膠各4 %，硅烷類分子橋2 %，鈦白粉13 %，消泡劑0.2%, 殺菌劑0. 1 %、增稠劑0. 5%、成膜助劑0. 45%，流變劑6%，余量為去離子水。
6.一種制備如權(quán)利要求1所述的納米ZnCVSiO2溶膠改性硅丙外墻自潔型隔熱涂料的 方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將氟改性硅丙乳液首先放入料缸，將所述配比的紅外反射納米材料、納米ZnO溶膠 和SiO2溶膠、分子橋修飾材料依次加入后在1200轉(zhuǎn)/分 1500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下分散，并 導(dǎo)入超聲波輔助分散30 40分鐘生成基礎(chǔ)料液；(2)將所述配比的中空陶瓷微珠，鈦白粉，以及常規(guī)劑量的消泡劑、殺菌劑、增稠劑、成 膜助劑依次加入所述基礎(chǔ)料液中，最后加入去離子水在1200轉(zhuǎn)/分 1500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速 下攪拌20 40分鐘混合均勻，并用流變劑調(diào)整粘度到80KU 100KU，用PH調(diào)節(jié)劑將PH值 調(diào)整到8. 5 9.0。
全文摘要
本發(fā)明公開一種納米ZnO/SiO2溶膠改性硅丙外墻自潔型隔熱涂料，各組分的重量百分比如下氟改性硅丙乳液30～50％，紅外反射納米材料6～10％，納米ZnO溶膠和納米SiO2溶膠各3～5％，分子橋修飾材料1～3％，中空陶瓷微珠8～15％，鈦白粉8～13％，常規(guī)劑量的其他常規(guī)輔料，余量為去離子水。本發(fā)明涂料具有常溫紅外發(fā)射與陽光熱反射功能，能將陽光輻射全光譜能量的至少54％反射掉，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)將吸收的陽光能量的至少58％，轉(zhuǎn)化成為紅外線以大氣窗口波段輻射到大氣中，減少了墻體內(nèi)表面對室內(nèi)的熱能傳輸；本發(fā)明涂料還是一種具有疏水、疏油“雙荷葉效應(yīng)”自潔功能的外墻涂料，并具有高耐候性。
文檔編號C09D133/00GK101880501SQ20101022312
公開日2010年11月10日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者李朝麗, 趙航 申請人:重慶航利實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司