[發(fā)明專利]一種熱超構型微納米節(jié)能保溫涂料及其制備方法

在審

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• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112391089A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設計）人: 唐廣余;王克平;周曉鋒;王良;王桂強;唐澍;高志偉;裴昀;王李明;冼舒彥;張雨清
• 申請（專利權）人: 河海大學;鹽城恒迪涂料有限公司;江蘇易辦實業(yè)有限公司;江蘇中線行項目管理有限公司
• 主分類號: C09D133/04
• 分類號: C09D133/04;C09D7/61;C09D7/65;C09D5/33
• 代理公司: 南京擎天知識產權代理事務所(普通合伙) 32465
• 代理人: 涂春春

本發(fā)明公開了一種熱超構型微納米節(jié)能保溫涂料及其制備方法，包括熱超構微納米材料，所述熱超構微納米材料包括片狀超細鈦白粉、片狀氣凝膠粉末和長縱橫比粒徑纖維素。本發(fā)明通過對材料優(yōu)選和熱量傳遞過程的結構過程設計，實現(xiàn)了對低熱阻材料的低組分添加和高效率隔熱，進而實現(xiàn)通過更薄的涂料圖層厚度，對外立面熱量的有效控制。

技術領域

本發(fā)明涉及功能建筑材料領域，具體涉及一種熱超構型微納米節(jié)能保溫涂料及其制備方法。

背景技術

隨著節(jié)約型社會的發(fā)展需求，我國節(jié)能環(huán)保政策的逐漸推進，節(jié)能減排勢在必行，各種新節(jié)能減排技術及新材料也被廣泛應用于建筑行業(yè)?，F(xiàn)有節(jié)能建筑的要求是使用導熱系數(shù)低、保溫性能好，并能達到一定防火等級的建筑節(jié)能材料。傳統(tǒng)的外墻保溫技術是使用低導熱系數(shù)的保溫板，如聚氨酯發(fā)泡板、擠塑板、巖棉板等，在確定了低導熱系數(shù)的同時，這些保溫材料有一個明顯的共性特征，就是厚度問題，往往為了達到保溫要求，慣性的去增加外墻保溫材料的厚度，以達到效果。建筑行業(yè)帶來的直接問題是，外墻保溫材料過厚、外立面干掛降低通用性及使用層高、易脫落、易開裂、外立面干掛層安全性能降低、消防等級下降等共性因素。特別是保溫節(jié)能材料在推廣到糧庫、油庫、物流倉庫、冷鏈倉庫等特殊場所時，這些共性問題顯得格外突出。因而，從外墻建筑節(jié)能的共性需求出發(fā)，需要探索新的材料、新的節(jié)能墻體節(jié)能結構的設計，匹配開發(fā)出新的適合多種建筑節(jié)能應用場所的涂料。

熱超構材料是一類特殊的材料，其新奇的物理性質由材料的幾何結構而非材料本身的物理性質決定，人們把這種材料稱作超構材料以彰顯幾何結構在其中的關鍵作用。1990年代起，超構材料在電磁學、熱學控制領域得到廣泛研究。目前節(jié)能保溫涂料是在涂料中加入低導熱系數(shù)、高反射率的材料等物理手段來實現(xiàn)的，我們將結構功能設計、添加物的現(xiàn)狀效應、小尺寸效應和建筑物外立面的熱量流通相結合，進行材料的功能化設計，實現(xiàn)涂料的低熱導率、高反射率，熱量的流程化控制，緩解目前節(jié)能保溫涂料的外墻保溫材料過厚、外立面干掛降低通用性及使用層高、易脫落、易開裂、外立面干掛層安全性能降低、消防等級下降等共性問題。也為保溫節(jié)能材料在推廣到糧庫、油庫、物流倉庫、冷鏈倉庫等特殊場所時，奠定材料學保障。

發(fā)明內容

為了解決現(xiàn)有保溫材料有一個明顯的共性特征厚度問題，以及外立面易脫落、易開裂、外立面干掛層安全性能降低、消防等級下降等共性因素。特別是保溫節(jié)能材料在推廣到糧庫、油庫、物流倉庫、冷鏈倉庫等特殊場所面臨的外立面保溫層。因而，從外墻建筑節(jié)能的共性需求出發(fā)，探索新的材料、新的節(jié)能墻體節(jié)能結構的設計，匹配開發(fā)出新的適合多種建筑節(jié)能應用場所的涂料。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案:

本發(fā)明提供一種熱超構型微納米節(jié)能保溫涂料，包括熱超構微納米材料，所述熱超構微納米材料包括片狀超細鈦白粉、片狀氣凝膠粉末和長縱橫比粒徑纖維素。

進一步的，所述片狀超細鈦白粉顆粒的長度厚度比大于20，粒徑不大于200微米。

進一步的，所述片狀氣凝膠粉末長度厚度比大于20，粒徑不大于150微米。

進一步的，所述長縱橫比粒徑纖維素縱橫比大于10。纖維素為羥丙基甲基纖維素或羥乙基纖維素或甲基纖維素。

利用長縱橫比的材料去構建熱控制網(wǎng)絡，可以實現(xiàn)更好的傳熱或者低熱導率阻礙熱傳遞的功效，因此通過傳熱熱超構理論的設計，指導本涂料的配方篩選，從材料的形狀角度來篩選材料，能通過對原料形狀的控制，實現(xiàn)更少的添加量達到更好的熱控制效果。

本發(fā)明通過添加片狀氣凝膠粉末及顆粒以降低傳統(tǒng)低熱阻物質的添加，進一步降低涂料的導熱系數(shù)。片狀氣凝膠粉末及顆粒在涂料系統(tǒng)中，可以有效的形成阻礙熱量傳遞的網(wǎng)絡結構，選擇片狀氣凝膠的原因是為了強化熱超構(阻礙熱量傳遞)的功效。最大限度的通過功能材料的形狀優(yōu)選來降低對添加量的控制。

進一步的，所述節(jié)能保溫涂料包括以下質量份的原料：