本发明涉及功能涂料技术领域，尤其涉及一种复合型隔热涂料及其制备方法和应用。
背景技术：
隔热涂料能够有效阻止热传导，降低表面涂层和内部环境的温度，从而达到改善工作环境、降低能耗、提高安全性的目的。隔热涂料广泛应用于建筑业、石油工业、运输业等行业。
根据建筑隔热涂料隔热机理和隔热方式的不同，可将其分为阻隔型隔热涂料、反射型隔热涂料、辐射型隔热涂料。阻隔型隔热涂料原材料易得，投入少产出大，施工方便，但是对降低对流和辐射传导效果差且保温层较厚，吸水率高，使用寿命短。反射型隔热涂料的隔热效果较阻隔性隔热涂料明显，并且与各种基材附着力好，耐候性强，污染少，但是大多数反射型隔热涂料为溶剂体系，不符合当前建筑涂料中广泛使用水性涂料的发展趋势。辐射型隔热涂料能够以热发射的形式将吸收的热量辐射掉，从而促使室内以室外同样的速率降温，但是辐射型隔热涂料基料的选取和烧结工艺比较复杂，不易达到稳定的发射率。
一种隔热效果良好的涂料往往是两种或多种隔热机理协同作用的结果。复合型隔热涂料结合了阻隔型、反射型和辐射型隔热涂料各自的优势，市场发展潜力非常大。因此，进一步提高复合型隔热涂料的热反射率，提高隔热温差，将具有非常重要的经济效益、环境效益和社会效益。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种复合型隔热涂料及其制备方法和应用。本发明通过合理的选择各组分，并控制各组分的比例，充分发挥了各组分的协同作用，有效提高了复合型隔热涂料的隔热性能；本发明复合型隔热涂料的隔热效应可使温差达到15～20℃，热反射率为93～95％。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种复合型隔热涂料，包含如下重量份的组分：
作为优选，所述乳液为丙烯酸乳液、苯丙乳液或硅丙乳液。
作为优选，所述填料包括钛白粉、云母粉、膨润土、碳酸钙、滑石粉、莫来石、钛酸铝和硅藻土中的一种或几种。
作为优选，所述空心玻璃微珠的粒度为5～20μm；所述二氧化钛和氧化铝的粒度均为0.5～1.5μm；所述填料的粒度为0.2～0.8μm。
作为优选，所述助剂包括消泡剂、成膜助剂、增稠剂和润湿剂中的一种或几种。
本发明还提供了一种所述的复合型隔热涂料的制备方法，包含如下步骤：
1)将二氧化钛、氧化铝、部分填料、部分助剂和水混合，得到第一混合物；
2)将第一混合物、堇青石、空心玻璃微珠和剩余填料混合，得到第二混合物；
3)将第二混合物、乳液和剩余助剂混合，得到复合型隔热涂料。
作为优选，步骤1)所述部分填料与步骤2)所述剩余填料的质量比为1～2:2～3；步骤1)所述部分助剂与步骤3)所述剩余助剂的质量比2～3:3～4。
作为优选，步骤1)所述混合的时间为50～80min；步骤2)所述混合的时间为40～70min；步骤3)所述混合的时间为45～80min。
本发明还提供了一种所述的复合型隔热涂料在建筑外墙中的应用。
本发明的有益效果包括以下几点：
1)本发明通过合理的选择各组分，并控制各组分的比例，充分发挥了各组分的协同作用，有效提高了复合型隔热涂料的隔热性能；本发明复合型隔热涂料的隔热效应可使温差达到15～20℃，热反射率为93～95％。
2)本发明的复合型隔热涂料具有突出的耐候性、保色保光性、耐水性和环保性能。
具体实施方式
本发明提供了一种复合型隔热涂料，包含如下重量份的组分：
本发明所述复合型隔热涂料包含35～55份乳液，优选为40～50份，进一步优选为43～47份，更优选为45份。
本发明所述乳液优选为丙烯酸乳液、苯丙乳液或硅丙乳液。
本发明所述复合型隔热涂料包含2～8份堇青石，优选为4～7份，进一步优选为5～6份；所述堇青石优选为工业堇青石；本发明所述堇青石是一种低温高发射材料，能够显著的提高涂料的隔热效果。
本发明所述复合型隔热涂料包含10～15份空心玻璃微珠，优选为11～14份，进一步优选为12～13份；所述空心玻璃微珠的粒度优选为5～20μm，进一步优选为8～15μm，更优选为10～12μm。
本发明所述空心玻璃微珠中空、质轻、热导率低、隔热性能好；空心玻璃微珠兼有阻隔隔热和发射隔热的复合功效。空心玻璃微珠含量较低时，反射粒子不能形成致密的反射层，光线能透射穿过涂层，隔热效果较差；当掺量过大时，空心玻璃微珠使涂层表面的平整度减弱，反射太阳光辐射的能力减弱，涂层的隔热性能略有下降。
本发明所述复合型隔热涂料包含15～25份二氧化钛，优选为17～23份，进一步优选为19～22份，更优选为20份；所述二氧化钛的粒度优选为0.5～1.5μm，进一步优选为0.8～1.2μm，更优选为1μm。
本发明所述二氧化钛优选为金红石型二氧化钛；所述金红石型二氧化钛折射系数高，分散在涂料中，能提高涂料的热反射率，但二氧化钛掺量过大，二氧化钛微粒自发聚集趋势越大，有效反射表面越小，导致涂料隔热效果下降。
本发明所述复合型隔热涂料包含15～30份氧化铝，优选为17～26份，进一步优选为20～25份，更优选为22～24份；所述氧化铝的粒度优选为0.5～1.5μm，进一步优选为0.8～1.2μm，更优选为1μm。
本发明的堇青石、空心玻璃微珠、二氧化钛和氧化铝发挥协同作用，有效提高涂料的隔热性能。
本发明所述复合型隔热涂料包含5～15份填料，优选为7～12份，进一步优选为9～11份，更优选为10份。
本发明所述填料优选包括钛白粉、云母粉、膨润土、碳酸钙、滑石粉、莫来石、钛酸铝和硅藻土中的一种或几种；当所述填料同时包含几种组分时，各组分以任意比例进行混合；所述填料的粒度优选为0.2～0.8μm，进一步优选为0.3～0.6μm，更优选为0.4～0.5μm。
本发明所述复合型隔热涂料包含1～3份助剂，优选为2份；所述助剂优选包括消泡剂、成膜助剂、增稠剂和润湿剂中的一种或几种；当所述助剂同时包含几种组分时，各组分以任意比例进行混合。
本发明所述消泡剂、成膜助剂、增稠剂和润湿剂均为本领域常用的助剂种类；所述消泡剂优选为sd-202、byk024或日本诺普科公司的nxz消泡剂；所述成膜助剂优选为醚醇类溶剂，进一步优选为乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、丙二醇甲醚或丙二醇丁醚；所述增稠剂优选为羟乙基纤维素、羧甲基纤维素；所述润湿剂优选为硅酸盐、烷基苯基磺酸盐或聚氧乙烯烷基醚。
本发明所述复合型隔热涂料包含20～40份水，优选为25～35份，进一步优选为28～32份，更优选为30份；所述水优选为去离子水。
本发明还提供了一种所述的复合型隔热涂料的制备方法，包含如下步骤：
1)将二氧化钛、氧化铝、部分填料、部分助剂和水混合，得到第一混合物；
2)将第一混合物、堇青石、空心玻璃微珠和剩余填料混合，得到第二混合物；
3)将第二混合物、乳液和剩余助剂混合，得到复合型隔热涂料。
本发明步骤1)所述部分填料与步骤2)所述剩余填料的质量比优选为1～2:2～3，进一步优选为1:2；步骤1)所述部分助剂与步骤3)所述剩余助剂的质量比优选为2～3:3～4，进一步优选为1:1。
本发明步骤1)所述混合的时间优选为50～80min，进一步优选为60～70min；步骤2)所述混合的时间优选为40～70min，进一步优选为50～60min；步骤3)所述混合的时间优选为45～80min，进一步优选为55～70min，更优选为60～65min。
本发明步骤1)～3)所述混合优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的速率优选为700～1500r/min，进一步优选为900～1200r/min，更优选为1000r/min。
本发明还提供了一种所述的复合型隔热涂料在建筑外墙中的应用。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将15kg二氧化钛(粒度为0.8μm)、15kg氧化铝(粒度为0.8μm)、2.5kg滑石粉(粒度为0.3μm)、0.25kg乙二醇丁醚、0.25kg羧甲基纤维素和20kg去离子水在1200r/min的转速下搅拌混合55min。然后加入2kg堇青石、10kg空心玻璃微珠(10μm)和2.5kg滑石粉(0.3μm)，在1100r/min的转速下搅拌混合45min。最后加入35kg苯丙乳液、0.25kg乙二醇丁醚和0.25kg羧甲基纤维素，在1100r/min的转速下搅拌混合50min，得到复合型隔热涂料。
实施例1的复合型隔热涂料用于建筑外墙中，热反射率可达93％，涂料的隔热效应可使温差达到16℃。
实施例2
将45kg金红石型二氧化钛(粒度为1μm)、23kg氧化铝(粒度为1μm)、1.5kg钛白粉(粒度为0.6μm)、1.5kg云母粉(粒度为0.6μm)、0.5kg硅酸钙、0.5kg羟乙基纤维素和30kg去离子水在1000r/min的转速下搅拌混合65min。然后加入5kg堇青石、12kg空心玻璃微珠(15μm)、3kg钛白粉(粒度为0.6μm)和3kg云母粉(粒度为0.6μm)，在1000r/min的转速下搅拌混合55min。最后加入45kg丙烯酸乳液、0.5kg硅酸钙和0.5kg羟乙基纤维素，在1000r/min的转速下搅拌混合60min，得到复合型隔热涂料。
实施例2的复合型隔热涂料用于建筑外墙中，热反射率可达95％，涂料的隔热效应可使温差达到20℃。
实施例3
将25kg金红石型二氧化钛(粒度为1.2μm)、30kg氧化铝(粒度为1.2μm)、5kg硅藻土(粒度为0.7μm)、1.5kg二乙二醇乙醚和40kg去离子水在800r/min的转速下搅拌混合70min。然后加入8kg堇青石、15kg空心玻璃微珠(16μm)和10kg硅藻土(0.7μm)，在800r/min的转速下搅拌混合65min。最后加入55kg丙烯酸乳液和1.5kg二乙二醇乙醚，在800r/min的转速下搅拌混合75min，得到复合型隔热涂料。
实施例3的复合型隔热涂料用于建筑外墙中，热反射率可达94％，涂料的隔热效应可使温差达到18℃。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
1.一种复合型隔热涂料，其特征在于，包含如下重量份的组分：
2.根据权利要求1所述的复合型隔热涂料，其特征在于，所述乳液为丙烯酸乳液、苯丙乳液或硅丙乳液。
3.根据权利要求1或2所述的复合型隔热涂料，其特征在于，所述填料包括钛白粉、云母粉、膨润土、碳酸钙、滑石粉、莫来石、钛酸铝和硅藻土中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的复合型隔热涂料，其特征在于，所述空心玻璃微珠的粒度为5～20μm；所述二氧化钛和氧化铝的粒度均为0.5～1.5μm；所述填料的粒度为0.2～0.8μm。
5.根据权利要求3所述的复合型隔热涂料，其特征在于，所述助剂包括消泡剂、成膜助剂、增稠剂和润湿剂中的一种或几种。
6.权利要求1～5任意一项所述的复合型隔热涂料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
1)将二氧化钛、氧化铝、部分填料、部分助剂和水混合，得到第一混合物；
2)将第一混合物、堇青石、空心玻璃微珠和剩余填料混合，得到第二混合物；
3)将第二混合物、乳液和剩余助剂混合，得到复合型隔热涂料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述部分填料与步骤2)所述剩余填料的质量比为1～2:2～3；步骤1)所述部分助剂与步骤3)所述剩余助剂的质量比2～3:3～4。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述混合的时间为50～80min；步骤2)所述混合的时间为40～70min；步骤3)所述混合的时间为45～80min。
9.权利要求1～5任意一项所述的复合型隔热涂料在建筑外墙中的应用。
技术总结