1.本技术涉及一种低成本的辐射制冷涂料及其制备方法与应用,属于涂料技术领域。
背景技术:2.辐射降温涂料是一种新型涂料,涂料能对太阳能量进行高反射,不让太阳的热量在物体表面进行累积升温,又能自动进行辐射热量散热降温,把物体表面的热量辐射到太空中去,降低物体的温度,即使在夜晚涂料也能辐射热量降低温度,确保了物体内部空间能保持持久恒温的状态。
3.但目前的辐射降温涂料大部分需要添加空心微珠或微球等材料,例如,中国专利申请cn1583894a公开了一种“隔热防晒涂料及其制备方法”,涂料成分为成膜剂、空心陶瓷隔热材料、云母粉、填料、颜料、助剂、溶剂。这种涂料主要是通过反射太阳光中的紫外线、可见光、红外线,并隔绝太阳光热辐射和空气中热辐射的传导来降低建筑物内部温度,并不能从内部空域吸收热能、以热辐射的形式辐射该能量、实现该空域的净辐射冷却。又如,中国专利申请cn1518582a公开了一种“辐射冷却的表面涂料”,通过向含有日光反射颜料的组合物中添加微球制备了一种日光反射率大于80%,辐射发射率大于85%的表面涂料。但说明书中仅给出了一种含有日光反射颜料组合物的实施方式。
4.当前的辐射降温涂料中添加空心微珠或微球等材料不仅成本高,而且有的空心微珠或微球在涂料制备过程中容易损坏,增加了制备工艺的难度。
技术实现要素:5.根据本技术的一个方面,提供一种低成本的辐射制冷涂料,所述低成本的辐射制冷涂料通过对填料组成的调整,同时控制辅料、基料和溶剂的比例,使得本技术无需加入空心微珠、同时减少了基料的添加量,可以得到效果优异的涂料,节约了成本。
6.一种低成本的辐射制冷涂料,所述低成本的辐射制冷涂料由以下组分组成:填料50~60重量份;辅料3~6重量份;基料5~10重量份;溶剂24~42重量份;所述填料由以下组分组成:金红石型二氧化钛30~55重量份;重钙2~10重量份;片状云母粉2~10重量份。
7.可选地,所述填料由以下组分组成:金红石型二氧化钛35~50重量份;重钙2.5~8重量份;
片状云母粉2.5~8重量份。
8.可选地,所述填料由以下组分组成:金红石型二氧化钛35~42重量份;重钙4~8重量份;片状云母粉4~8重量份。
9.可选地,所述填料由以下组分组成:金红石型二氧化钛38~42重量份;重钙4~6重量份;片状云母粉4~6重量份。
10.所述低成本的辐射制冷涂料由以下组分组成:填料50~55重量份;辅料3~6重量份;基料8~10重量份;溶剂35~42重量份;所述填料由以下组分组成:金红石型二氧化钛30~55重量份;重钙2~10重量份;片状云母粉2~10重量份。
11.所述低成本的辐射制冷涂料由以下组分组成:填料50~55重量份;辅料3~6重量份;基料5~8重量份;溶剂35~42重量份;所述填料由以下组分组成:金红石型二氧化钛30~55重量份;重钙2~10重量份;片状云母粉2~10重量份。
12.可选地,所述辅料包括增塑剂、表面活性剂、增稠剂、分散剂、消泡剂、流平剂中的至少一种。
13.可选地,所述增塑剂包括邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的至少一种。
14.所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、脂肪酸甘油酯、卵磷脂中的至少一种。
15.所述增稠剂包括羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠中的至少一种。
16.所述分散剂包括乙烯基双硬脂酰胺。
17.所述消泡剂包括聚二甲基硅氧烷。
18.所述流平剂包括烷基改性有机硅氧烷、moneng
‑
1074中的至少一种。
19.所述基料包括丙烯酸单体、甲基丙烯酸单体、甲基丙烯酸甲酯单体、丙烯酸酯类单体的共聚物;苯乙烯单体和丙烯酸酯单体共聚物;有机硅单体与丙烯酸类单体共聚物中的至少一种。
20.可选地,所述溶剂包括水。
21.可选地,所述辅料包括增塑剂、表面活性剂、增稠剂、分散剂、消泡剂、流平剂;所述增塑剂、表面活性剂、增稠剂、分散剂、消泡剂、流平剂质量比为0.5~2:0.5~2:0.5~2:0.5~2:0.5~2:0.5~2;根据本技术的一个方面,提供上述任一项所述的低成本的辐射制冷涂料的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:取60~70%的溶剂与填料混合,研磨,加入基料、辅料和剩余的溶剂,搅拌,得到所述低成本的辐射制冷涂料。
22.可选地,所述研磨的转速为1600~1800r/min,研磨的时间为30~40min。
23.可选地,所述搅拌的转速为600~800r/min,搅拌的时间为10~20min。
24.根据本技术的一个方面,提供上述任一项所述的低成本的辐射制冷涂料或根据上述任一项所述的制备方法制备得到的低成本的辐射制冷涂料在物体表面降温或隔热中的应用。
25.可选地,所述物体的材质选自水泥、混凝土、瓷砖、金属中的任一种。
26.根据本技术的一个方面,提供一种物体表面降温/隔热涂层,所述物体表面降温/隔热涂层通过将低成本的辐射制冷涂料覆于物体表面得到;所述低成本的辐射制冷涂料选自上述任一项所述的低成本的辐射制冷涂料或根据上述任一项所述的制备方法制备得到的低成本的辐射制冷涂料。
27.可选地,所述物体的材质选自水泥、混凝土、瓷砖、金属中的任一种。
28.可选地,所述降温/隔热涂层的厚度为500~550um。
29.本技术能产生的有益效果包括:本技术所提供的低成本的辐射制冷涂料,通过将含有特定含量、特定组分的填料(金红石二氧化钛、重钙、片状云母粉)与基料、辅料、溶剂按一定比例混合制得一种具有低成本高效果的辐射制冷涂料。涂刷在水泥、混凝土、瓷砖、金属外表面等基材表面,起到降温/隔热作用。因本涂料中未使用玻璃微珠、空心微珠、陶瓷微珠,而是选用了常规基础原料,不仅大幅度降低了涂料生产成本,而且辐射制冷效果得到保证。
具体实施方式
30.下面结合实施例详述本技术,但本技术并不局限于这些实施例。
31.如无特别说明,本技术的实施例中的原料均通过商业途径购买。
32.实施例1原料制备方法(1)按重量计,用25kg的蒸馏水和50kg填料(填料为40kg金红石型二氧化钛、5kg重钙、5kg片状云母粉),在混合罐中进行混合;(2)通过研磨机以1750r/min的转速进行研磨分散35min,制成色浆;(3)加入8kg苯乙烯单体和丙烯酸酯单体共聚物、3kg辅料、14kg蒸馏水,投入调漆器中以700r/min的转速进行搅拌混合15mim;其中,辅料为0.5kg增塑剂(具体种类为邻苯二甲酸二甲酯)、0.5kg表面活性剂(具体种类为十二烷基硫酸钠)、0.5kg增稠剂(具体种类为羧甲基纤维素)、0.5kg分散剂(具体
种类为乙烯基双硬脂酰胺)、0.5kg消泡剂(具体种类为聚二甲基硅氧烷)和0.5kg流平剂(具体种类为moneng
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1074)的混合物;(4)混和后进入过滤器进行过滤;(5)最后进入罐装机进行包装即得到成品。
33.实施例2基本与实施例1相同,不同之处在于填料为:40kg金红石型二氧化钛、7kg重钙、3kg片状云母粉。
34.实施例3基本与实施例1相同,不同之处在于填料为:35kg金红石型二氧化钛、7.5kg重钙、7.5kg片状云母粉。
35.实施例4基本与实施例1相同,不同之处在于填料为:45kg金红石型二氧化钛、2.5kg重钙、2.5kg片状云母粉。
36.实施例5基本与实施例1相同,不同之处在于填料为:40kg金红石型二氧化钛、2.5kg重钙、7.5kg片状云母粉。
37.实施例6基本与实施例1相同,不同之处在于填料为:40kg金红石型二氧化钛、7.5kg重钙、2.5kg片状云母粉。
38.实施例7基本与实施例1相同,不同之处在于填料为:42kg金红石型二氧化钛、4kg重钙、4kg片状云母粉。
39.实施例8基本与实施例1相同,不同之处在于填料为:44kg金红石型二氧化钛、3kg重钙、3kg片状云母粉。
40.实施例9(1)按重量计,用25kg的蒸馏水和55kg填料(填料为49kg金红石型二氧化钛、3kg重钙、3kg片状云母粉,在混合罐中进行混合;(2)通过研磨机以1750r/min的转速进行研磨分散35min,制成色浆;(3)加入5kg苯乙烯单体和丙烯酸酯单体共聚物、3kg辅料、12kg蒸馏水,投入调漆器中以700r/min的转速进行搅拌混合15mim;其中,辅料的组成与实施例1相同;(4)混和后进入过滤器进行过滤;(5)最后进入罐装机进行包装即得到成品。
41.实施例10(1)按重量计,用25kg的蒸馏水和50kg填料(填料为45kg金红石型二氧化钛、2.5kg重钙、2.5kg片状云母粉,在混合罐中进行混合;(2)通过研磨机以1750r/min的转速进行研磨分散35min,制成色浆;(3)加入8kg苯乙烯单体和丙烯酸酯单体共聚物、3kg辅料、14kg蒸馏水,投入调漆
器中以700r/min的转速进行搅拌混合15mim;其中,辅料的组成与实施例1相同;(4)混和后进入过滤器进行过滤;(5)最后进入罐装机进行包装即得到成品。
42.对比例1(1)按重量计,用25kg的蒸馏水和27kg填料(填料为24kg金红石型二氧化钛、1.5kg重钙、1.5kg片状云母粉,在混合罐中进行混合;(2)通过研磨机以1750r/min的转速进行研磨分散35min,制成色浆;(3)加入30kg苯乙烯单体和丙烯酸酯单体共聚物、3kg辅料、15kg蒸馏水,投入调漆器中以700r/min的转速进行搅拌混合15mim;其中,辅料的组成与实施例1相同;(4)混和后进入过滤器进行过滤;(5)最后进入罐装机进行包装即得到成品。
43.效果验证(1)反射率、辐射发射率测定反射率测试方法根据建筑物反射隔热涂料标准(gb/t 25261
‑
2018)中相应规定进行,辐射发射率根据astm c1371标准规定测试。
44.(1
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1)对实施例1得到的低成本的辐射制冷涂料进行反射率测试,数据统计表明太阳反射率为97.45%,紫外光谱反射率为96.54%,可见光谱反射率为99.26%,近红外光谱反射率为96.38%。
45.对实施例1得到的低成本的辐射制冷涂料进行日光辐射发射率测试,结果显示辐射发射率达93.28%。
46.(1
‑
2)对实施例10得到的涂料进行反射率测试,结果显示太阳反射率为95.02%,紫外光谱反射率为94.78%,可见光谱反射率为97.55%,近红外光谱反射率为94.16%。
47.(1
‑
3)对对比例1得到的涂料进行反射率测试,结果显示太阳反射率为93.21%,紫外光谱反射率为92.55%,可见光谱反射率为93.89%,近红外光谱反射率为91.6%。
48.(2)降温效果测试分别用实施例1、实施例10、对比例1的涂料在同样的板材(具体为金属外壳)上涂刷530um厚涂层,在同样的室外环境条件下进行温度对比,得到下表1结果。
49.表1实施例1、实施例10、对比例1表面温度测试结果
从表1可知,与对比例1相比,实施例1和实施例10效果更佳。其中实施例1制得的样品在太阳光照最强烈的13时至16时期间,样品表面温度相较于对比例1最大可降6.7℃。而实施例1与实施例10对比而言,实施例1的降温效果更好。证明了本技术制得的样品具有更好的降温效果。
50.以上所述,仅是本技术的几个实施例,并非对本技术做任何形式的限制,虽然本技术以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限制本技术,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本技术技术方案的范围内,利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例,均属于技术方案范围内。