[發(fā)明專利]二氧化硅中空微球及其制備方法與在隔熱涂料中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711043576.6
• 申請(qǐng)日: 2017-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107954429B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張心亞;胡佩;艾丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B33/18
• 分類號(hào): C01B33/18;C09D7/61;C09D133/04
• 代理公司: 44245 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 向玉芳;蔡茂略

本發(fā)明公開(kāi)了二氧化硅中空微球及其制備方法與在隔熱涂料中的應(yīng)用。制備的二氧化硅中空微球是通過(guò)以聚苯乙烯為模板，用無(wú)水乙醇作溶劑，加入正硅酸乙酯，在堿性條件下水解，控制反應(yīng)溫度在30±2℃，反應(yīng)24±2h，離心洗滌干燥后得到的固體粉末在550±10℃下煅燒7～8h；得到的中空微球結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，大小均一，粒徑可控；本發(fā)明所獲得的隔熱涂料成膜性好，易于施工，具有良好的隔熱效果，在隔熱涂料工業(yè)發(fā)展中具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種隔熱涂料，特別是涉及一種二氧化硅中空微球及其制備方法與在隔熱涂料中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

中國(guó)有著世界上最龐大的人口群，因此有著大量的現(xiàn)有建筑物以及在建的各類建筑物。到2020年底，全國(guó)的住房面積預(yù)計(jì)將會(huì)達(dá)到70億m²左右，建筑能耗將會(huì)迅速增長(zhǎng)到全國(guó)能源消費(fèi)總量的30％以上。近年來(lái)，人們逐漸認(rèn)識(shí)到隔熱涂料對(duì)解決太陽(yáng)輻射引起的問(wèn)題有特別的效果。隔熱涂料是借助阻隔、反射和輻射熱量等機(jī)理，通過(guò)降低被涂物表面溫度、減少被涂基底的熱量吸收和增加被涂基底所獲得熱量的散失效率等途徑，進(jìn)而降低建筑物最終的熱量積累，最終使得消耗較少能源的條件下，達(dá)到獲得滿足人類舒適生活和生產(chǎn)環(huán)境的一種功能性涂料。建筑隔熱材料是建筑節(jié)能的物質(zhì)基礎(chǔ)。

目前，隔熱材料正在經(jīng)歷一場(chǎng)由工業(yè)隔熱保溫向建筑隔熱保溫為主的轉(zhuǎn)變，這也是今后隔熱保溫材料的主要發(fā)展方向之一。作為一種新型的建筑隔熱材料，建筑隔熱涂料因經(jīng)濟(jì)、使用方便和隔熱效果好等優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越受到人們的青睞，發(fā)展前景樂(lè)觀。

根據(jù)不同的熱傳導(dǎo)機(jī)理，目前隔熱材料主要分為阻隔型型隔熱涂料、反射型型隔熱涂料、輻射型隔熱涂料和復(fù)合型隔熱涂料這四大類。

阻隔型隔熱涂料一般是通過(guò)添加導(dǎo)熱系數(shù)較低的填料來(lái)降低涂層間的傳熱，從而達(dá)到隔熱的目的，其中隔熱效果和填料的導(dǎo)熱系數(shù)成反比。聚合物中空微球是一種具有特殊形態(tài)結(jié)構(gòu)的功能材料，其空心部分可以是氣體，也可以封裝一些小分子物質(zhì)，產(chǎn)生基于微觀的“包裹”效應(yīng)。聚合物中空微球與其他固體材料相比較，具有較小的密度、較大的表面積，可作為輕質(zhì)填料使用，不僅能改善集體材料的性質(zhì)，還能賦予材料新的性能，如隔音、阻燃、隔熱等。阻隔型隔熱涂料研制的基本方法是采用較低導(dǎo)熱系數(shù)的功能材料，封閉狀態(tài)下空氣的導(dǎo)熱系數(shù)是0.023w/(m·K)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他固體的導(dǎo)熱系數(shù)，因此中空的一些材料常被應(yīng)用于阻隔型隔熱涂料中。

中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN106009808A公開(kāi)了一種無(wú)機(jī)干粉隔熱涂料使用方法，(1)按1:0.4～1:2的比例分別稱取無(wú)機(jī)干粉隔熱涂料與自來(lái)水；(2)按2～3次分批將水加入無(wú)機(jī)干粉隔熱涂料，攪拌3～15分鐘至均勻漿狀涂料；(3)將漿狀的涂料涂覆至建筑物表面，厚度為0.1～1.8mm；以空心微珠為主要隔熱組分，配合熱反射顏料達(dá)到隔熱效果，該類涂料優(yōu)點(diǎn)是成本低，易于施工，隔熱效果好，但空心微珠直徑在5～1000μm之間，作為填料加入到涂料中時(shí)，與涂料的相容性很差，涂層的表面粗糙不平整，容易產(chǎn)生氣孔，影響涂膜外觀。

中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN104559537A公開(kāi)了一種阻隔型隔熱涂料，以丙烯酸樹(shù)脂、溶劑、分散劑、纖維素、鈦白粉、防凍劑為主要成分，涂料施工時(shí)涂裝成一定厚度在5‐20mm之間，經(jīng)過(guò)充分固化后，由于材料干燥成膜后熱導(dǎo)率很小，因此涂層具有一定的減慢熱流傳遞的能力。但是其保溫層較厚，不符合未來(lái)隔熱涂料納米化、薄層化的發(fā)展趨勢(shì)，所采用的樹(shù)脂溶劑型樹(shù)脂，存在環(huán)境污染問(wèn)題，限制了這類涂料的使用范圍。

中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN101029206公開(kāi)了一種納米復(fù)合水性隔熱外墻涂料及其制備方法，該申請(qǐng)以自來(lái)水、聚合物乳液、高折光指數(shù)顏料、填料、納米氧化錫銻漿料、聚合物中空微球，納米SiO2、潤(rùn)濕分散劑、成膜助劑、pH調(diào)節(jié)劑、增稠劑、消泡劑、防凍劑，防霉殺菌劑為主要組分，產(chǎn)品不含任何有機(jī)溶劑和重金屬，環(huán)保性佳，并且避免了傳統(tǒng)阻隔型隔熱涂料多孔粗糙的問(wèn)題，但該外墻涂料對(duì)基材的要求性較高，施工起來(lái)會(huì)很繁瑣，并且該涂料成分復(fù)雜，既增加制備難度也增大成本。