[發明專利]一種隔熱保溫涂料及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201310437650.8
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103509462A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 曾琦琪;趙斌;林琳;陳超;何丹農
• 申請（專利權）人: 上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D7/12
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所 31121
• 代理人: 唐莉莎

技術領域

本發明涉及一種隔熱保溫涂料的制備方法，特別涉及一種以介孔中空二氧化硅為填料的隔熱保溫涂料的制備方法。

背景技術

太陽光照射到物體表面，產生吸收，反射及透過的光學效應。其中被物體所吸收的可見光與紅外光的能量能轉變成熱能，使物體表面溫度升高。而在物體表面涂覆一層隔熱保溫涂料，能起到反射太陽熱輻射的作用，從而降低物體表面的溫度。這在鋼結構行業、造船業、運輸業、石油、化工、建筑業等對保溫、降溫或隔熱有要求的領域使用隔熱保溫涂料，有利于環保和節約能耗。

納米二氧化硅具有極強的紫外吸收，紅外反射特性，是一種優異的隔熱保溫材料。介孔中空微球在一個單元內同時具有介孔和大孔的結構，使其具有介孔材料和大孔材料的特性。因此介孔中空結構納米二氧化硅微球與實心納米二氧化硅微球相比，具有更多特殊和優異的物理及化學性質，如具有更小的密度、更大的比表面積、更高的孔容和更高的熱力學穩定性。將其添加到涂料中能明顯降低涂層導熱系數，提高涂層面的隔熱保溫性能，并對涂層形成屏蔽作用，并達到抗紫外老化和熱老化的目的。

對于二氧化硅在涂料的應用研究得較多，如以普通二氧化硅、納米二氧化硅及二氧化硅氣凝膠的形式添加到涂料中。涂料中添加多孔或空心材料制成隔熱保溫涂料也一直是研究的熱點，如空心玻璃微珠，空心陶瓷微珠，多孔陶瓷、膨脹珍珠巖等。有文獻公開了一種氣凝膠復合柔性保溫隔熱薄膜及其制備方法，是用有機硅樹脂與氣凝膠復合采用涂布的方法制成隔熱涂層。有文獻公開了一種SiO₂氣凝膠隔熱保溫乳膠涂料及其制備方法。這兩種方法制成的涂料隔熱效果較好，但由于氣凝膠本身強度較低，耐磨性較差，不適合工程應用。文獻公開了一種隔熱涂料及其制備方法，以乳液、空心玻璃微珠、石蠟、云母、二氧化硅及聚丙烯胺制成。文獻公開了一種熱固型反射隔熱涂料及其制備方法，以氟碳樹脂、丙烯酸樹脂以成膜物質，空心微珠、二氧化鈦和二氧化硅為顏填料制成。上述兩種涂料中其他填料添加過多，影響了太陽熱反射性能。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種一種隔熱保溫涂料及其制備方法和應用。

一種隔熱保溫涂料的制備方法，其特征在于，制備步驟如下：

（1）稱取模板劑，加入無水乙醇，攪拌30分鐘，使其充分溶解；

（2）在步驟（1）得到的溶液中加入正硅酸四乙酯，攪拌30分鐘；

（3）在步驟（2）得到的溶液中加入氨水溶液，攪拌4小時，得到二氧化硅白色乳濁液；

（4）將步驟（3）得到的乳濁液抽濾，洗滌，并于烘箱中烘干；

（5）將干燥后得到的二氧化硅粉末置于馬弗爐中進行熱處理，得到介孔中空二氧化硅粉末；

（6）將步驟（5）制備的二氧化硅粉末，加入無水乙醇中，超聲分散30分鐘，得到二氧化硅的分散液；

（7）將二氧化硅分散液和有機硅樹脂混合，并加入成膜助劑和固化劑，充分攪拌至均勻，即得到隔熱保溫涂料。

所述模板劑為十六烷基三甲基溴化銨、PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物P123、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基磺酸鈉中的一種或其組合。

所述模板劑與正硅酸四乙酯的質量比為0.1~1。

所述的氨水溶液的濃度為0.2mol/L～5?mol/L。

步驟（5）所述的熱處理溫度為550℃，熱處理時間為3小時。

所述的二氧化硅粉末與有機硅樹脂的質量比為0.05～0.5。

一種隔熱保溫涂料，其特征在于，根據上述任一方法制備得到。

一種隔熱保溫涂料的應用，采用旋涂方式將涂料涂覆于基材上，并于50～80℃烘干即可。

本發明的目的是針對現有技術的不足，結合納米二氧化硅材料自身的優勢及介孔中空結構的特性，提供一種以介孔中空二氧化硅為填料的隔熱保溫涂料的制備方法。該方法的設備簡單，操作容易，成本較低，制得的涂膜機械性能良好，太陽熱反射比為0.75，紅外反射率為90%。

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附圖說明

圖1為實施例1中二氧化硅粉末的掃描電子顯微鏡。

圖2為實施例1中二氧化硅粉末的透射電子顯微鏡。

圖3為實施例1中涂膜的太陽熱反射比光譜圖。

圖4為實施例1中涂膜的紅外反射率光譜圖。

具體實施方式

實施例1：

稱取0.25克十六烷基三甲基溴化銨，加入30毫升無水乙醇，攪拌30分鐘，使其充分溶解；

加入2.5毫升正硅酸四乙酯，攪拌30分鐘；