本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种水性高反射透明面漆及其制备方法。
背景技术：
随着国家对节能环保的重视，外墙产品水性化、节能型的市场的占有率也逐年上升，但同时也存在一些问题，例如真石漆、仿大理石漆、低明度深色漆等的节能问题。太阳光照会使外墙表面温度升高，通过热传递使室内的温度也升高，从而导致居民需要使用空调、风扇等进行降温，能源消耗过大。如果能通过在建筑外涂刷隔热涂料，有效降低室内温度，则可以节约大量能源。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种水性高反射透明面漆及其制备方法，该面漆能够反射大部分太阳光，从而降低室内温度。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
提供一种水性高反射透明面漆及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
所述高反射浆料为二氧化钛空心玻璃微珠、氧化锌中的至少一种。
上述技术方案中，所述水性丙烯酸乳液为固含量为40～50％的丙烯酸均聚物，具有粒径细、渗透性强、耐水性好、耐候性好的特点。
上述技术方案中，所述二氧化钛空心玻璃微珠与所述氧化锌的重量比为1:1～2。
上述技术方案中，所述二氧化钛空心玻璃微珠为稀土镧掺杂纳米二氧化钛改性空心玻璃微珠。
上述技术方案中，所述稀土镧掺杂纳米二氧化钛改性空心玻璃微珠的制备方法为：
(1)使用去离子水清洗、浮选空心玻璃微珠，然后使用浓度为3～8g/l、温度为50～60℃的氢氧化钠溶液浸泡空心玻璃微珠40～50min，去离子水洗涤、烘干，完成对空心玻璃微珠的预处理；
(2)称取质量为空心玻璃微珠质量15～25％的硅烷偶联剂kh-550逐滴添加到乙醇溶液中并调节ph为4～4.5，然后向其中添加空心玻璃微珠以250～400转/分钟的速度搅拌均匀，抽滤、洗涤、烘干，得到表面富氨基化的空心玻璃微珠；
(3)将硝酸钛溶于去离子水，加入酒石酸、硝酸镧以及表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，搅拌得到改性溶液，然后将表面富氨基化的空心玻璃微珠浸泡在60℃的改性溶液中，然后转移至反应釜中以180～200℃反应2.5～3.5h，待冷却后取出空心玻璃微珠洗涤、烘干，即得所述稀土镧掺杂纳米二氧化钛改性空心玻璃微珠；
其中，硝酸钛、酒石酸、硝酸镧、十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为1:(0.5～2):(0.001～0.01):(0.04～0.2)，每克表面富氨基化的空心玻璃微珠浸泡在0.08～0.15l改性溶液中。
本发明的稀土镧掺杂纳米二氧化钛改性空心玻璃微珠，稀土镧元素红外光反射率高达70％，二氧化钛具有优异的隔热性能，因此，稀土镧掺杂纳米二氧化钛改性空心玻璃微珠不仅能够反射红外光，而且能够隔热，添加在高反射透明面漆涂料中能够大幅反射太阳光中的红外线，保证室内有降低的温度。
上述技术方案中，所述润湿剂为分子链段较短的水性聚醚改性硅氧烷，所述消泡剂为水性有机硅消泡剂，所述增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂、疏水改性的碱溶胀增稠剂中的至少一种，所述成膜助剂为脂肪酸酯类成膜助剂。
上述水性高反射透明面漆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将配方量的水、消泡剂、润湿剂和防腐剂混合均匀，以400～600转/分钟的速度搅拌5～10分钟，得到第一混合物；
步骤二、向步骤一得到的第一混合物中依次加入配方量的高反射浆料、水性丙烯酸乳液，以700～900转/分钟的速度搅拌8～12分钟，得到第二混合物；
步骤三、将配方量的成膜助剂与水混合后缓慢加入第二混合物中，以500～700转/分钟的速度搅拌6～8分钟，然后加入配方量的增稠剂，以500～700转/分钟的速度搅拌8～12分钟，即得所述水性高反射透明面漆。
本发明的有益效果：
本发明的高反射透明面漆中添加有高反射浆料二氧化钛空心玻璃微珠、氧化锌，二氧化钛空心玻璃微珠具有优异的隔热性能，氧化锌能够反射太阳光中90％以上的红外线，从而保证透明面漆涂覆在外墙表面时，能够隔绝红外线和热量，使得室内保持较低温环境，无需开启空调、风扇等进行降低，大大节约能源。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种水性高反射透明面漆及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
所述高反射浆料为二氧化钛空心玻璃微珠和氧化锌按重量比为1:1.5的混合物。
本实施例中，所述水性丙烯酸乳液为固含量为45％的丙烯酸均聚物，具有粒径细、渗透性强、耐水性好、耐候性好的特点。
本实施例中，所述二氧化钛空心玻璃微珠为稀土镧掺杂纳米二氧化钛改性空心玻璃微珠，其制备方法为：
(1)使用去离子水清洗、浮选空心玻璃微珠，然后使用浓度为5g/l、温度为55℃的氢氧化钠溶液浸泡空心玻璃微珠45min，去离子水洗涤、烘干，完成对空心玻璃微珠的预处理；
(2)称取质量为空心玻璃微珠质量20％的硅烷偶联剂kh-550逐滴添加到乙醇溶液中并调节ph为4.5，然后向其中添加空心玻璃微珠以300转/分钟的速度搅拌均匀，抽滤、洗涤、烘干，得到表面富氨基化的空心玻璃微珠；
(3)将硝酸钛溶于去离子水，加入酒石酸、硝酸镧以及表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，搅拌得到改性溶液，然后将表面富氨基化的空心玻璃微珠浸泡在60℃的改性溶液中，然后转移至反应釜中以190℃反应3h，待冷却后取出空心玻璃微珠洗涤、烘干，即得所述稀土镧掺杂纳米二氧化钛改性空心玻璃微珠；
其中，硝酸钛、酒石酸、硝酸镧、十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为1:1.2:0.005:0.1，每克表面富氨基化的空心玻璃微珠浸泡在0.11l改性溶液中。
本实施例中，所述润湿剂为分子链段较短的水性聚醚改性硅氧烷，所述消泡剂为水性有机硅消泡剂，所述增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂、疏水改性的碱溶胀增稠剂中的至少一种，所述成膜助剂为脂肪酸酯类成膜助剂。
上述水性高反射透明面漆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将配方量的水、消泡剂、润湿剂和防腐剂混合均匀，以500转/分钟的速度搅拌7分钟，得到第一混合物；
步骤二、向步骤一得到的第一混合物中依次加入配方量的高反射浆料、水性丙烯酸乳液，以800转/分钟的速度搅拌10分钟，得到第二混合物；
步骤三、将配方量的成膜助剂与水混合后缓慢加入第二混合物中，以600转/分钟的速度搅拌7分钟，然后加入配方量的增稠剂，以600转/分钟的速度搅拌10分钟，即得所述水性高反射透明面漆。
实施例2
一种水性高反射透明面漆及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
所述高反射浆料为二氧化钛空心玻璃微珠和氧化锌按重量比为1:1的混合物。
本实施例中，所述水性丙烯酸乳液为固含量为40％的丙烯酸均聚物，具有粒径细、渗透性强、耐水性好、耐候性好的特点。
本实施例中，所述二氧化钛空心玻璃微珠为稀土镧掺杂纳米二氧化钛改性空心玻璃微珠，其制备方法为：
(1)使用去离子水清洗、浮选空心玻璃微珠，然后使用浓度为3g/l、温度为50℃的氢氧化钠溶液浸泡空心玻璃微珠40min，去离子水洗涤、烘干，完成对空心玻璃微珠的预处理；
(2)称取质量为空心玻璃微珠质量15％的硅烷偶联剂kh-550逐滴添加到乙醇溶液中并调节ph为4，然后向其中添加空心玻璃微珠以250转/分钟的速度搅拌均匀，抽滤、洗涤、烘干，得到表面富氨基化的空心玻璃微珠；
(3)将硝酸钛溶于去离子水，加入酒石酸、硝酸镧以及表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，搅拌得到改性溶液，然后将表面富氨基化的空心玻璃微珠浸泡在60℃的改性溶液中，然后转移至反应釜中以180℃反应2.5h，待冷却后取出空心玻璃微珠洗涤、烘干，即得所述稀土镧掺杂纳米二氧化钛改性空心玻璃微珠；
其中，硝酸钛、酒石酸、硝酸镧、十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为1:0.5:0.001:0.04，每克表面富氨基化的空心玻璃微珠浸泡在0.08l改性溶液中。
本实施例中，所述润湿剂为分子链段较短的水性聚醚改性硅氧烷，所述消泡剂为水性有机硅消泡剂，所述增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂、疏水改性的碱溶胀增稠剂中的至少一种，所述成膜助剂为脂肪酸酯类成膜助剂。
上述水性高反射透明面漆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将配方量的水、消泡剂、润湿剂和防腐剂混合均匀，以400转/分钟的速度搅拌5分钟，得到第一混合物；
步骤二、向步骤一得到的第一混合物中依次加入配方量的高反射浆料、水性丙烯酸乳液，以700转/分钟的速度搅拌8分钟，得到第二混合物；
步骤三、将配方量的成膜助剂与水混合后缓慢加入第二混合物中，以500转/分钟的速度搅拌6分钟，然后加入配方量的增稠剂，以500转/分钟的速度搅拌8分钟，即得所述水性高反射透明面漆。
实施例3
一种水性高反射透明面漆及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
所述高反射浆料为二氧化钛空心玻璃微珠和氧化锌按重量比为1:2的混合物。
本实施例中，所述水性丙烯酸乳液为固含量为50％的丙烯酸均聚物，具有粒径细、渗透性强、耐水性好、耐候性好的特点。
本实施例中，所述二氧化钛空心玻璃微珠为稀土镧掺杂纳米二氧化钛改性空心玻璃微珠，其制备方法为：
(1)使用去离子水清洗、浮选空心玻璃微珠，然后使用浓度为8g/l、温度为60℃的氢氧化钠溶液浸泡空心玻璃微珠50min，去离子水洗涤、烘干，完成对空心玻璃微珠的预处理；
(2)称取质量为空心玻璃微珠质量25％的硅烷偶联剂kh-550逐滴添加到乙醇溶液中并调节ph为4.5，然后向其中添加空心玻璃微珠以400转/分钟的速度搅拌均匀，抽滤、洗涤、烘干，得到表面富氨基化的空心玻璃微珠；
(3)将硝酸钛溶于去离子水，加入酒石酸、硝酸镧以及表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，搅拌得到改性溶液，然后将表面富氨基化的空心玻璃微珠浸泡在60℃的改性溶液中，然后转移至反应釜中以200℃反应3.5h，待冷却后取出空心玻璃微珠洗涤、烘干，即得所述稀土镧掺杂纳米二氧化钛改性空心玻璃微珠；
其中，硝酸钛、酒石酸、硝酸镧、十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为1:2:0.01:0.2，每克表面富氨基化的空心玻璃微珠浸泡在0.15l改性溶液中。
本实施例中，所述润湿剂为分子链段较短的水性聚醚改性硅氧烷，所述消泡剂为水性有机硅消泡剂，所述增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂、疏水改性的碱溶胀增稠剂中的至少一种，所述成膜助剂为脂肪酸酯类成膜助剂。
上述水性高反射透明面漆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将配方量的水、消泡剂、润湿剂和防腐剂混合均匀，以600转/分钟的速度搅拌10分钟，得到第一混合物；
步骤二、向步骤一得到的第一混合物中依次加入配方量的高反射浆料、水性丙烯酸乳液，以900转/分钟的速度搅拌12分钟，得到第二混合物；
步骤三、将配方量的成膜助剂与水混合后缓慢加入第二混合物中，以700转/分钟的速度搅拌8分钟，然后加入配方量的增稠剂，以700转/分钟的速度搅拌12分钟，即得所述水性高反射透明面漆。
对比例1
一种水性高反射透明面漆及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
所述高反射浆料为二氧化钛空心玻璃微珠。
本实施例中，所述水性丙烯酸乳液为固含量为45％的丙烯酸均聚物，具有粒径细、渗透性强、耐水性好、耐候性好的特点。
本实施例中，所述二氧化钛空心玻璃微珠为稀土镧掺杂纳米二氧化钛改性空心玻璃微珠，其制备方法为：
(1)使用去离子水清洗、浮选空心玻璃微珠，然后使用浓度为5g/l、温度为55℃的氢氧化钠溶液浸泡空心玻璃微珠45min，去离子水洗涤、烘干，完成对空心玻璃微珠的预处理；
(2)称取质量为空心玻璃微珠质量20％的硅烷偶联剂kh-550逐滴添加到乙醇溶液中并调节ph为4.5，然后向其中添加空心玻璃微珠以300转/分钟的速度搅拌均匀，抽滤、洗涤、烘干，得到表面富氨基化的空心玻璃微珠；
(3)将硝酸钛溶于去离子水，加入酒石酸、硝酸镧以及表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，搅拌得到改性溶液，然后将表面富氨基化的空心玻璃微珠浸泡在60℃的改性溶液中，然后转移至反应釜中以190℃反应3h，待冷却后取出空心玻璃微珠洗涤、烘干，即得所述稀土镧掺杂纳米二氧化钛改性空心玻璃微珠；
其中，硝酸钛、酒石酸、硝酸镧、十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为1:1.2:0.005:0.1，每克表面富氨基化的空心玻璃微珠浸泡在0.11l改性溶液中。
本实施例中，所述润湿剂为分子链段较短的水性聚醚改性硅氧烷，所述消泡剂为水性有机硅消泡剂，所述增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂、疏水改性的碱溶胀增稠剂中的至少一种，所述成膜助剂为脂肪酸酯类成膜助剂。
上述水性高反射透明面漆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将配方量的水、消泡剂、润湿剂和防腐剂混合均匀，以500转/分钟的速度搅拌7分钟，得到第一混合物；
步骤二、向步骤一得到的第一混合物中依次加入配方量的高反射浆料、水性丙烯酸乳液，以800转/分钟的速度搅拌10分钟，得到第二混合物；
步骤三、将配方量的成膜助剂与水混合后缓慢加入第二混合物中，以600转/分钟的速度搅拌7分钟，然后加入配方量的增稠剂，以600转/分钟的速度搅拌10分钟，即得所述水性高反射透明面漆。
对比例2
一种水性高反射透明面漆及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
所述高反射浆料为氧化锌。
本实施例中，所述水性丙烯酸乳液为固含量为45％的丙烯酸均聚物，具有粒径细、渗透性强、耐水性好、耐候性好的特点。
本实施例中，所述润湿剂为分子链段较短的水性聚醚改性硅氧烷，所述消泡剂为水性有机硅消泡剂，所述增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂、疏水改性的碱溶胀增稠剂中的至少一种，所述成膜助剂为脂肪酸酯类成膜助剂。
上述水性高反射透明面漆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将配方量的水、消泡剂、润湿剂和防腐剂混合均匀，以500转/分钟的速度搅拌7分钟，得到第一混合物；
步骤二、向步骤一得到的第一混合物中依次加入配方量的高反射浆料、水性丙烯酸乳液，以800转/分钟的速度搅拌10分钟，得到第二混合物；
步骤三、将配方量的成膜助剂与水混合后缓慢加入第二混合物中，以600转/分钟的速度搅拌7分钟，然后加入配方量的增稠剂，以600转/分钟的速度搅拌10分钟，即得所述水性高反射透明面漆。
对比例3
提供一种水性高反射透明面漆及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
所述高反射浆料为纳米二氧化钛。
本实施例中，所述水性丙烯酸乳液为固含量为45％的丙烯酸均聚物，具有粒径细、渗透性强、耐水性好、耐候性好的特点。
本实施例中，所述润湿剂为分子链段较短的水性聚醚改性硅氧烷，所述消泡剂为水性有机硅消泡剂，所述增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂、疏水改性的碱溶胀增稠剂中的至少一种，所述成膜助剂为脂肪酸酯类成膜助剂。
上述水性高反射透明面漆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将配方量的水、消泡剂、润湿剂和防腐剂混合均匀，以500转/分钟的速度搅拌7分钟，得到第一混合物；
步骤二、向步骤一得到的第一混合物中依次加入配方量的高反射浆料、水性丙烯酸乳液，以800转/分钟的速度搅拌10分钟，得到第二混合物；
步骤三、将配方量的成膜助剂与水混合后缓慢加入第二混合物中，以600转/分钟的速度搅拌7分钟，然后加入配方量的增稠剂，以600转/分钟的速度搅拌10分钟，即得所述水性高反射透明面漆。
测试结果
将实施例1-3以及对比例1-3的面漆涂覆在外墙表面，其性能如表1所示。
表1
根据实施例1-3的测试结果可知，本发明的透明面漆能够反射太阳光中的红外线95％左右，从而使得涂料具有优异的耐候性和抗粉化性能，并且具有较好的隔热性能，能够使得室内温度相较于普通涂料降低10℃左右；将实施例1与对比例1和3相比较可知，不添加氧化锌会大幅降低涂料对红外线的反射率，从而降低涂料的耐候性和抗粉化性能，间接影响室内温度变化；将实施例1与对比例2对比可知，不添加二氧化钛空心玻璃微珠会使得涂料隔热性能降低，导致室内温度升高；将对比例1与对比例2对比可知，未经改性的二氧化钛仅具有隔热性能，不能反射红外线，从而导致涂料耐候性和抗粉化能力降低。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
1.一种水性高反射透明面漆及其制备方法，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
余量为水；
所述高反射浆料为二氧化钛空心玻璃微珠、氧化锌中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种水性高反射透明面漆，其特征在于：所述水性丙烯酸乳液为固含量为40～50％的丙烯酸均聚物。
3.根据权利要求1所述的一种水性高反射透明面漆，其特征在于：所述二氧化钛空心玻璃微珠与所述氧化锌的重量比为1:1～2。
4.根据权利要求1或3所述的一种水性高反射透明面漆，其特征在于：所述二氧化钛空心玻璃微珠为稀土镧掺杂纳米二氧化钛改性空心玻璃微珠。
5.根据权利要求4所述的一种水性高反射透明面漆，其特征在于，所述稀土镧掺杂纳米二氧化钛改性空心玻璃微珠的制备方法为：
(1)使用去离子水清洗、浮选空心玻璃微珠，然后使用浓度为3～8g/l、温度为50～60℃的氢氧化钠溶液浸泡空心玻璃微珠40～50min，去离子水洗涤、烘干，完成对空心玻璃微珠的预处理；
(2)称取质量为空心玻璃微珠质量15～25％的硅烷偶联剂kh-550逐滴添加到乙醇溶液中并调节ph为4～4.5，然后向其中添加空心玻璃微珠以250～400转/分钟的速度搅拌均匀，抽滤、洗涤、烘干，得到表面富氨基化的空心玻璃微珠；
(3)将硝酸钛溶于去离子水，加入酒石酸、硝酸镧以及表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，搅拌得到改性溶液，然后将表面富氨基化的空心玻璃微珠浸泡在60℃的改性溶液中，然后转移至反应釜中以180～200℃反应2.5～3.5h，待冷却后取出空心玻璃微珠洗涤、烘干，即得所述稀土镧掺杂纳米二氧化钛改性空心玻璃微珠；
其中，硝酸钛、酒石酸、硝酸镧、十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为1:(0.5～2):(0.001～0.01):(0.04～0.2)，每克表面富氨基化的空心玻璃微珠浸泡在0.08～0.15l改性溶液中。
6.根据权利要求1所述的一种水性高反射透明面漆，其特征在于：所述润湿剂为分子链段较短的水性聚醚改性硅氧烷，所述消泡剂为水性有机硅消泡剂，所述增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂、疏水改性的碱溶胀增稠剂中的至少一种，所述成膜助剂为脂肪酸酯类成膜助剂。
7.权利要求1-6任意一项所述的水性高反射透明面漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将配方量的水、消泡剂、润湿剂和防腐剂混合均匀，以400～600转/分钟的速度搅拌5～10分钟，得到第一混合物；
步骤二、向步骤一得到的第一混合物中依次加入配方量的高反射浆料、水性丙烯酸乳液，以700～900转/分钟的速度搅拌8～12分钟，得到第二混合物；
步骤三、将配方量的成膜助剂与水混合后缓慢加入第二混合物中，以500～700转/分钟的速度搅拌6～8分钟，然后加入配方量的增稠剂，以500～700转/分钟的速度搅拌8～12分钟，即得所述水性高反射透明面漆。
技术总结