一种陶瓷纳米绝热中涂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种陶瓷纳米绝热中涂及其制备方法 (Ceramic nano heat-insulating middle coating and preparation method thereof ) 是由 周华晓 于 2021-04-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种陶瓷纳米绝热中涂,由以下重量份数的原料制备而成：去离子水130-180份,羟乙基纤维素3-5份,分散剂3-4份,消泡剂1-2份,气凝胶50-70份,3M纳米空心玻璃微珠120-180份,成膜助剂10-15份,纳米二氧化硅130-150份,纳米红外反射颜料90-120份,纳米陶瓷微珠150-180份,纯丙弹性乳液120-150份,纳米硅乳液110-130份和聚氨酯增稠剂5-8份。本发明还提供陶瓷纳米绝热中涂的制备方法,包括：(S1)首批原料加入：将去离子水、羟乙基纤维素、分散剂和消泡剂依次投入分散缸；(S2)气凝胶加入：往初步分散混合液中加入气凝胶,并将转速提高至800转/秒,分散时间为15分钟,得气凝胶混合液；和(S3)微纳米原料加入以及(S4)乳液加入。本发明材料性能优异且隔热效果好。(The invention discloses a ceramic nano heat insulation middle coating which is prepared from the following raw materials in parts by weight: 180 parts of deionized water 130-. The invention also provides a preparation method of the ceramic nanometer heat insulation intermediate coat, which comprises the following steps: (S1) adding the first raw materials: sequentially putting deionized water, hydroxyethyl cellulose, a dispersing agent and a defoaming agent into a dispersing cylinder; (S2) aerogel addition: adding aerogel into the mixed solution in the initial dispersion step, and increasing the rotating speed to 800 revolutions per second for 15 minutes to obtain aerogel mixed solution; and (S3) adding the micro-nano raw material and (S4) adding the emulsion. The material of the invention has excellent performance and good heat insulation effect.)
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，特别涉及一种纳米绝热中涂，尤其是一种陶瓷纳米绝热中涂 及其制备方法。
背景技术
涂层(coating)是涂料一次施涂所得到的固态连续膜，是为了防护，绝缘，装饰等目的， 涂布于金属，织物，塑料等基体上的塑料薄层。涂料可以为气态、液态、固态，通常根据需 要喷涂的基质决定涂料的种类和状态。“隔热涂料”(heat insulating coating)：指最近发 展起来的一种阻挡、反射、辐射太阳光近红外热量的功能性水性涂料，令屋面隔热降温，节 能降耗。具有隔热、防水、防锈、防腐、工期短、见效快的特性，全面取代水喷淋系统，保 温棉、发泡海绵、夹层铁皮等。隔热涂料从特性原理分类主要有三种，隔绝传导型隔热涂料、 反射型隔热涂料和辐射型隔热涂料。
为了能够节能环保，隔热涂料在建筑物中越来越受到欢迎。隔热涂层可以降低热的传播， 从而节省供暖或供冷所耗费的能源。当隔热涂料涂覆在建筑物的外层时，建筑内外的热传递 降低。夏天，室外温度在日照之下非常高，室外比室内热，建筑外墙涂覆隔热涂料后，热量 不容易从外墙传入到室内，从而使得室内无需将空调温度调得非常低。冬天的情况相反，冬 天室内温度高于室外，隔热涂料降低外墙的热传递则可以降低室内热流失，降低供暖需求， 同样达到节能减排的效果。在南方，夏天隔热的要求更为明显。隔热涂料的应用越来越受到 青睐。
但申请人在实现现有技术中的技术方案的过程中，发现现有技术的技术方案中存在如下 技术问题：
随着季节和日照的转变，涂层将会积聚内应力，在热胀冷缩之下，已经积聚的内应力会 弱化涂料表面强度，时间长了会导致开裂。此外，一旦遇到渗水的情况，涂层的结构则会随 之发生变化，从而导致涂层的材料强度和隔热效果均下降。涂层的材料强度和隔热性能备受 挑战。
发明内容
本发明一方面要解决的技术问题是提供一种陶瓷纳米绝热中涂，解决了现有技术中涂料 的隔热性能和材料强度不足的技术问题，达到了涂层的隔热性能和材料强度均优异的技术效 果。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种陶瓷纳米绝热中涂，由以下重量份数的原料制备而成：
去离子水130-180份，羟乙基纤维素3-5份，分散剂3-4份，消泡剂1-2份，气凝胶50-70 份，3M纳米空心玻璃微珠120-180份，成膜助剂10-15份，纳米二氧化硅130-150份，纳 米红外反射颜料90-120份，纳米陶瓷微珠150-180份，纯丙弹性乳液120-150份，纳米硅乳 液110-130份和聚氨酯增稠剂5-8份。
优选的，由以下重量份数的原料制备而成：
去离子水130-150份，羟乙基纤维素3-4份，分散剂3-4份，消泡剂1-2份，气凝胶50-60 份，3M纳米空心玻璃微珠120-150份，成膜助剂10-13份，纳米二氧化硅130-140份，纳 米红外反射颜料90-110份，纳米陶瓷微珠150-160份，纯丙弹性乳液120-130份，纳米硅乳 液110-120份和聚氨酯增稠剂5-7份。
优选的，由以下重量份数的原料制备而成：
去离子水150-180份，羟乙基纤维素4-5份，分散剂3-4份，消泡剂1-2份，气凝胶60-70 份，3M纳米空心玻璃微珠150-180份，成膜助剂13-15份，纳米二氧化硅140-150份，纳 米红外反射颜料110-120份，纳米陶瓷微珠160-180份，纯丙弹性乳液130-150份，纳米硅 乳液120-130份和聚氨酯增稠剂7-8份。
更优选的，由以下重量份数的原料制备而成：
去离子水140-160份，羟乙基纤维素4-5份，分散剂3-4份，消泡剂1-2份，气凝胶55-65 份，3M纳米空心玻璃微珠130-170份，成膜助剂12-14份，纳米二氧化硅135-145份，纳 米红外反射颜料95-115份，纳米陶瓷微珠155-165份，纯丙弹性乳液125-145份，纳米硅乳 液115-125份和聚氨酯增稠剂6-8份。
特别优选的，由以下重量份数的原料制备而成：
去离子水150份，羟乙基纤维素5份，分散剂4份，消泡剂2份，气凝胶60份，3M纳 米空心玻璃微珠150份，成膜助剂13份，纳米二氧化硅140份，纳米红外反射颜料110份， 纳米陶瓷微珠160份，纯丙弹性乳液130份，纳米硅乳液120份和聚氨酯增稠剂7份。
本发明另一方面要解决的问题是提供一种陶瓷纳米绝热中涂的制备方法，包括以下步骤：
(S1)首批原料加入：将去离子水、羟乙基纤维素、分散剂和消泡剂依次投入分散缸， 分散机转速调至500转/秒，分散20分钟，得初步分散混合液；
(S2)气凝胶加入：往初步分散混合液中加入气凝胶，并将转速提高至800转/秒，分散 时间为15分钟，得气凝胶混合液；
(S3)微纳米原料加入：将转速调整至300转/秒，并将3M纳米空心玻璃微珠、成膜助剂、纳米二氧化硅、纳米红外反射颜料和纳米陶瓷微珠依次加入到气凝胶混合液中，分散时间为20分钟，至搅拌均匀得半成品混合液；
(S4)乳液加入：测试半成品混合液细度，并依次加入纯丙弹性乳液、纳米硅乳液和聚 氨酯增稠剂，将转速调至300转/秒，搅拌20分钟，测试产品各项指标达到预设值即得成品。
本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
上述技术方案，由于采用气凝胶结合3M纳米空心玻璃微珠、纳米二氧化硅和纳米陶瓷微 珠再配合纳米红外反射颜料和羟乙基纤维素等一系列技术手段。使得通过多孔材料让涂料中 所形成超细微孔，微孔的尺寸与红外波长接近，可反射红外波长，结合纳米红外反射颜料后 可进一步反射红外波长。羟乙基纤维素的存在可以增加涂料的纵横交错网格密度以增加涂料 的物理强度。有效解决了现有技术中的涂料的隔热性能和材料强度不足的技术问题，进而实 现了隔热性能和材料强度均优异的技术效果。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的 说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实 施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
节能环保愈发成为社会经济发展的主旋律，建筑物节能减排成为不可规避的趋势，使得 隔热涂料在建筑物中越来越受到欢迎。隔热涂层可以降低热的传播，从而节省供暖或供冷所 耗费的能源。然而，随着季节和日照的转变，涂层将会积聚内应力，在热胀冷缩之下，已经 积聚的内应力会弱化涂料表面强度，时间长了会导致开裂。此外，一旦遇到渗水的情况，涂 层的结构则会随之发生变化，从而导致涂层的材料强度和隔热效果均下降。
本申请实施方式的技术方案通过提供一种陶瓷纳米绝热中涂，解决了现有技术中涂料的 隔热性能和材料强度不足的问题，在气凝胶结合3M纳米空心玻璃微珠、纳米二氧化硅和纳米 陶瓷微珠再配合纳米红外反射颜料和羟乙基纤维素下实现了隔热性能和材料强度均优异的有 益效果。
本发明为解决上述技术问题的实施方案的总体思路如下：
采用气凝胶结合3M纳米空心玻璃微珠、纳米二氧化硅和纳米陶瓷微珠再配合纳米红外反 射颜料和羟乙基纤维素等一系列技术手段。使得通过多孔材料让涂料中所形成超细微孔，微 孔的尺寸与红外波长接近，可反射红外波长，结合纳米红外反射颜料后可进一步反射红外波 长。羟乙基纤维素的存在可以增加涂料的纵横交错网格密度以增加涂料的物理强度。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的 说明。
实施例1
一种陶瓷纳米绝热中涂，由以下重量份数的原料制备而成：
去离子水130份，羟乙基纤维素3份，分散剂3份，消泡剂1份，气凝胶50份，3M纳 米空心玻璃微珠120份，成膜助剂10份，纳米二氧化硅130份，纳米红外反射颜料90份， 纳米陶瓷微珠150份，纯丙弹性乳液120份，纳米硅乳液110份和聚氨酯增稠剂5份。
具体的，空心玻璃微珠(Hollow glass microspheres)是一种经过特殊加工处理的玻璃 微珠，其主要特点是密度较玻璃微珠更小，导热性更差。其主要成分是硼硅酸盐，一般粒度 为10～250μm,壁厚为1～2μm；空心玻璃微珠具有抗压强度高、熔点高、电阻率高、热导系数 和热收缩系数小等特点。空心玻璃微珠具有明显的减轻重量和隔音保温效果，使制品具有很 好的抗龟裂性能和再加工性能。
本实施例还提供一种陶瓷纳米绝热中涂的制备方法，包括以下步骤：
(S1)首批原料加入：将去离子水、羟乙基纤维素、分散剂和消泡剂依次投入分散缸， 分散机转速调至500转/秒，分散20分钟，得初步分散混合液；
(S2)气凝胶加入：往初步分散混合液中加入气凝胶，并将转速提高至800转/秒，分散 时间为15分钟，得气凝胶混合液；
(S3)微纳米原料加入：将转速调整至300转/秒，并将3M纳米空心玻璃微珠、成膜助剂、纳米二氧化硅、纳米红外反射颜料和纳米陶瓷微珠依次加入到气凝胶混合液中，分散时间为20分钟，至搅拌均匀得半成品混合液；
(S4)乳液加入：测试半成品混合液细度，并依次加入纯丙弹性乳液、纳米硅乳液和聚 氨酯增稠剂，将转速调至300转/秒，搅拌20分钟，测试产品各项指标达到预设值即得成品。
实施例2
一种陶瓷纳米绝热中涂，由以下重量份数的原料制备而成：
去离子水150份，羟乙基纤维素5份，分散剂4份，消泡剂2份，气凝胶60份，3M纳 米空心玻璃微珠150份，成膜助剂13份，纳米二氧化硅140份，纳米红外反射颜料110份， 纳米陶瓷微珠160份，纯丙弹性乳液130份，纳米硅乳液120份和聚氨酯增稠剂7份。
本实施例的制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种陶瓷纳米绝热中涂，由以下重量份数的原料制备而成：
去离子水180份，羟乙基纤维素5份，分散剂4份，消泡剂2份，气凝胶70份，3M纳 米空心玻璃微珠180份，成膜助剂15份，纳米二氧化硅150份，纳米红外反射颜料120份， 纳米陶瓷微珠180份，纯丙弹性乳液150份，纳米硅乳液130份和聚氨酯增稠剂8份。
本实施例的制备方法与实施例1相同。
产品检测结果：导热系数0.020，储热系数：3.6，抗拉系数1.2Mpa,防水系数：1级，防水系数：B2级。
耐水性为96小时无异常，耐碱性为48小时无异常，耐酸性和48小时无异常。
检测结果基于石油和化学工业专用涂料颜料质量检测中心。
为了增加凝胶的材料强度，可以添加青口壳结合生蚝壳混合粉末10-20份作为原料。碳 酸钙遇水会变得更硬，从而提高材料的强度。倘若中途因为人为的划损而使得湿气进入到其 内部，如果没有添加青口壳结合生蚝壳混合粉末，湿气会破坏其绝热功能从而可能影响到其 隔热效果。然而，当遇水变硬的青口壳结合生蚝壳混合粉末添加后，湿气的进入反而会将中 途层变硬，从而提高材料强度。
此外，为了增加中途的强度，还可以在原料中添加椰壳纤维。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领 域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、 修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
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