一种热反射隔热复合涂料的制备方法 【技术领域】
本发明是涉及一种热反射隔热复合涂料的制备方法，具体说，是涉及一种能屏蔽太阳热辐射及其他热辐射、具有吸收紫外线和隔热功能的复合涂料的制备方法。
背景技术
地球生物圈的主要热源是太阳。太阳辐射能量主要集中在2.5μm以下的波段，其中：紫外光能(λ＜0.35μm)占5％，可见光(λ＝0.35～0.76μm)占40％，近红外(λ＝0.76～2.5μm)占50％，其它波段热能占5％。这些热能通过辐射、对流和传导，让地球环境吸收供热，而地球环境也需要将热散释而消耗能量。以建筑为例，建筑的能耗占全社会能耗的27％，其中建筑物中门窗又占建筑能耗的40％；城市室内40％以上的能量消耗在空调或取暖上。在我国，这一方面的能耗还以每年大于5％的速度在增加。根据对太阳能的实测监控，夏季直射太阳能所产生的热量最高可达到每平方米每小时900瓦。按太阳能每小时通过玻璃进入室内的热量为300w/m2，全年累积日照时间平均为2000小时计，每年因太阳辐射进入室内的热量为600kw/m2。按照热的传递规律，热则从物体表面向外辐射和传递到物体内部。如果能够使物体表面大量反射和辐射热射线，同时能够阻止热向内部导热，则可以避免或减少物体内部温度因太阳辐射或外部辐射源的辐射而升高。从理论上讲只要对热辐射进行有效的反射就可以起到隔热保温的效果。
在现有技术中，与热反射隔热相关的材料主要有以下几种：1)CN1515633A公开的反射热射线隔热涂料，其是由有反射热射线特性材料、中空微珠及疏松多孔的隔热材料及其表面包覆反射热射线形成的复合材料、粘接剂三种组分组成；2)CN1546312A公开的以SiO2气凝胶/聚酰亚胺/金属铝(Al)为结构的复合柔性薄膜；3)CN1546407A公开的由F、Mn共掺SnO2制得的隔热薄膜；4)CN1583908A公开的由面层涂料和底层涂料组成的太阳热反射涂料，其面层涂料中含有金红石型钛白粉，底层涂料中采用空心漂珠、空心无机纤维、工程纤维素等隔热填料；5)CN1800283A公开的一种组分为纳米多孔SiO2、纳米氧化铁黄、颜料、填料、助剂、溶剂、成膜物的隔热涂料。上述材料都存在一定的毒性、化学性质不稳定、不易长期保存、热反射隔热性能随时间及环境的变化而变化的缺陷。虽然CN1232599C公开了一种纳米透明隔热复合涂料，其是由聚氨树脂、聚硅氧烷树脂、聚丙烯酸树脂、纳米氧化铟锡粉体或纳米氧化锡锑粉体、涂料助剂和稀释剂组成，该复合涂料对可见光的透过率为80％，对红外线的屏蔽率为75％，但该复合涂料的制备工艺是必须先制得纳米氧化铟锡或纳米氧化锡锑湿浆，再按配方加入水性高分子树脂、涂料助剂和稀释剂进行混合而成，所述制备工艺存在操作复杂、成本较高、环境污染较大及不适合工业化生产等缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种工艺简单、成本低廉、节能环保及适合工业化生产的热反射隔热复合涂料的制备方法。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明所述的热反射隔热复合涂料的制备方法，其具体步骤如下：
a)称取无机锑盐；
b)加入无水乙醇，使无水乙醇的加入质量为无机锑盐质量的1～8倍；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入油性树脂，使油性树脂的加入质量为无机锑盐质量的2～9倍，所述油性树脂是指油性丙烯酸树脂、油性环氧树脂、油性氨基树脂、油性有机硅树脂、油性氯化聚氯乙烯树脂及油性橡胶类树脂中的任意一种；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取化学计量的碱，加入上述浆液中，在20～80℃反应5～20小时，制得的乳白浆料即是本发明所述的热反射隔热复合涂料。
作为本发明的一个优选方案，是在步骤a)同时加入掺杂化合物，所述掺杂化合物是指氯化锌、四氯化锡、硝酸亚铈、硝酸钇中的任意一种、两种或两种以上的组合，掺杂化合物的加入质量为无机锑盐质量的1～20％。
作为本发明地一个更进一步的优选方案，是在步骤b同时加入适量分散剂，所述分散剂优选十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮，分散剂的加入质量优选为无机锑盐质量的1～10％。
所述无机锑盐优选三氯化锑。
所述油性树脂优选油性丙烯酸树脂、油性环氧树脂或油性有机硅树脂。
所述碱优选六次甲基四铵、氢氧化钠或三乙醇胺。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)首次以原位合成的方法一步制得了热反射隔热复合涂料，工艺简单易操作，原料价廉易得，反应过程基本没有工业三废，具有绿色环保、低能耗、高效益等特点，适合工业化生产。
2)本发明所制得的产品不仅能屏蔽太阳热辐射及其他热辐射，还具有吸收紫外线和隔热功能，为热反射隔热类材料增添了一类新品种。
3)本发明所制得的产品还具有安全无毒、物理化学性质稳定、易于长期保存、热反射隔热性能稳定等有益效果。
【附图说明】
图1为实施例1所制备的热反射隔热复合涂料的紫外-可见-近红外反射光谱图；
图2为实施例1所制备的热反射隔热复合涂料的紫外吸收光谱图。
【具体实施方式】
下面通过实施例对本发明作进一步说明，其目的仅在于更好理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围。
实施例1
a)称取1.1149g(4.888mmol)三氯化锑(SbCl3)；
b)加入3.3347g无水乙醇；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入4.4596g油性丙烯酸树脂；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取0.5139g(3.666mmol)六次甲基四铵，研磨20分钟后加入上述浆液中，在50℃反应12小时，制得的乳白浆料即为本发明所述的热反射隔热复合涂料。
图1为本实施例制得的复合涂料样品的紫外-可见-近红外反射光谱图，由图可见：所制得的复合涂料对近红外热射线的反射率在90％以上。
图2为本实施例制得的复合涂料样品的紫外吸收光谱图，由图可见：所制得的复合涂料在紫外区有很强的吸收，具有抗紫外线伤害功能。
实施例2
a)称取1.1149g(4.888mmol)三氯化锑(SbCl3)和0.0351g(0.2573mmol)氯化锌(ZnCl2)；
b)加入3.3347g无水乙醇；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入4.4596g油性丙烯酸树脂；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取0.5320g(3.795mmol)六次甲基四铵，研磨20分钟后加入上述浆液中，在50℃反应12小时，制得的乳白浆料即为本发明所述的热反射隔热复合涂料。
经检测得知：本实施例所制得的复合涂料对近红外热射线的反射率也在90％以上，且在紫外区有很强的吸收。
实施例3
a)称取1.1149g(4.888mmol)三氯化锑(SbCl3)和0.0902g(0.2573mmol)四氯化锡(SnCl4)；
b)加入3.3347g无水乙醇；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入4.4596g油性丙烯酸树脂；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取0.5500g(3.923mmol)六次甲基四铵，研磨20分钟后加入上述浆液中，在50℃反应12小时，制得的乳白浆料即为本发明所述的热反射隔热复合涂料。
经检测得知：本实施例所制得的复合涂料对近红外热射线的反射率也在90％以上，且在紫外区有很强的吸收。
实施例4
a)称取1.1149g(4.888mmol)三氯化锑(SbCl3)和0.1117g(0.2573mmol)硝酸亚铈(Ce(NO3)3·6H2O)；
b)加入3.3347g无水乙醇；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入4.4596g油性丙烯酸树脂；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取0.5410g(3.859mmol)六次甲基四铵，研磨20分钟后加入上述浆液中，在50℃反应12小时，制得的乳白浆料即为本发明所述的热反射隔热复合涂料。
经检测得知：本实施例所制得的复合涂料对近红外热射线的反射率也在90％以上，且在紫外区有很强的吸收。
实施例5
a)称取1.1149g(4.888mmol)三氯化锑(SbCl3)和0.0985g(0.2573mmol)硝酸钇(Y(NO3)3·6H2O)；
b)加入3.3347g无水乙醇；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入4.4596g油性丙烯酸树脂；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取0.5410g(3.859mmol)六次甲基四铵，研磨20分钟后加入上述浆液中，在50℃反应12小时，制得的乳白浆料即为本发明所述的热反射隔热复合涂料。
经检测得知：本实施例所制得的复合涂料对近红外热射线的反射率也在90％以上，且在紫外区有很强的吸收。
实施例6
a)称取1.1149g(4.888mmol)三氯化锑(SbCl3)和0.0115g(0.0300mmol)硝酸钇(Y(NO3)3·6H2O)；
b)加入3.3347g无水乙醇；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入4.4596g油性丙烯酸树脂；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取0.5172g(3.689mmol)六次甲基四铵，研磨20分钟后加入上述浆液中，在50℃反应12小时，制得的乳白浆料即为本发明所述的热反射隔热复合涂料。
经检测得知：本实施例所制得的复合涂料对近红外热射线的反射率也在90％以上，且在紫外区有很强的吸收。
实施例7
a)称取1.1149g(4.888mmol)三氯化锑(SbCl3)和0.2230g(0.5822mmol)硝酸钇(Y(NO3)3·6H2O)；
b)加入3.3347g无水乙醇；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入4.4596g油性丙烯酸树脂；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取0.5752g(4.103mmol)六次甲基四铵，研磨20分钟后加入上述浆液中，在50℃反应12小时，制得的乳白浆料即为本发明所述的热反射隔热复合涂料。
经检测得知：本实施例所制得的复合涂料对近红外热射线的反射率也在90％以上，且在紫外区有很强的吸收。
实施例8
a)称取1.1149g(4.888mmol)三氯化锑(SbCl3)和0.2230g(0.5822mmol)硝酸钇(Y(NO3)3·6H2O)；
b)加入1.1149g无水乙醇；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入10.0341g油性丙烯酸树脂；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取0.5752g(4.103mmol)六次甲基四铵，研磨20分钟后加入上述浆液中，在50℃反应12小时，制得的乳白浆料即为本发明所述的热反射隔热复合涂料。
经检测得知：本实施例所制得的复合涂料对近红外热射线的反射率也在90％以上，且在紫外区有很强的吸收。
实施例9
a)称取1.1149g(4.888mmol)三氯化锑(SbCl3)和0.2230g(0.5822mmol)硝酸钇(Y(NO3)3·6H2O)；
b)加入8.9192g无水乙醇；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入2.2298g油性丙烯酸树脂；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取0.5752g(4.103mmol)六次甲基四铵，研磨20分钟后加入上述浆液中，在50℃反应12小时，制得的乳白浆料即为本发明所述的热反射隔热复合涂料。
经检测得知：本实施例所制得的复合涂料对近红外热射线的反射率也在90％以上，且在紫外区有很强的吸收。
实施例10
a)称取1.1149g(4.888mmol)三氯化锑(SbCl3)和0.2230g(0.5822mmol)硝酸钇(Y(NO3)3·6H2O)；
b)加入3.3347g无水乙醇；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入4.4596g油性丙烯酸树脂；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取0.5752g(4.103mmol)六次甲基四铵，研磨20分钟后加入上述浆液中，在20℃反应20小时，制得的乳白浆料即为本发明所述的热反射隔热复合涂料。
经检测得知：本实施例所制得的复合涂料对近红外热射线的反射率也在90％以上，且在紫外区有很强的吸收。
实施例11
a)称取1.1149g(4.888mmol)三氯化锑(SbCl3)和0.2230g(0.5822mmol)硝酸钇(Y(NO3)3·6H2O)；
b)加入3.3347g无水乙醇；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入4.4596g油性丙烯酸树脂；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取0.5752g(4.103mmol)六次甲基四铵，研磨20分钟后加入上述浆液中，在80℃反应5小时，制得的乳白浆料即为本发明所述的热反射隔热复合涂料。
经检测得知：本实施例所制得的复合涂料对近红外热射线的反射率也在90％以上，且在紫外区有很强的吸收。
实施例12
a)称取1.1149g(4.888mmol)三氯化锑(SbCl3)和0.2230g(0.5822mmol)硝酸钇(Y(NO3)3·6H2O)；
b)加入3.3347g无水乙醇；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入4.4596g油性丙烯酸树脂；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取0.6565g(16.412mmol)氢氧化钠，研磨20分钟后加入上述浆液中，在50℃反应12小时，制得的乳白浆料即为本发明所述的热反射隔热复合涂料。
经检测得知：本实施例所制得的复合涂料对近红外热射线的反射率也在90％以上，且在紫外区有很强的吸收。
实施例13
a)称取1.1149g(4.888mmol)三氯化锑(SbCl3)和0.2230g(0.5822mmol)硝酸钇(Y(NO3)3·6H2O)；
b)加入3.3347g无水乙醇；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入4.4596g油性丙烯酸树脂；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取2.4485g(16.412mmol)三乙醇胺，研磨20分钟后加入上述浆液中，在50℃反应12小时，制得的乳白浆料即为本发明所述的热反射隔热复合涂料。
经检测得知：本实施例所制得的复合涂料对近红外热射线的反射率也在90％以上，且在紫外区有很强的吸收。
实施例14
a)称取1.1149g(4.888mmol)三氯化锑(SbCl3)和0.2230g(0.5822mmol)硝酸钇(Y(NO3)3·6H2O)；
b)加入3.3347g无水乙醇；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入4.4596g油性环氧树脂；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取0.5752g(4.103mmol)六次甲基四铵，研磨20分钟后加入上述浆液中，在50℃反应12小时，制得的乳白浆料即为本发明所述的热反射隔热复合涂料。
经检测得知：本实施例所制得的复合涂料对近红外热射线的反射率也在90％以上，且在紫外区有很强的吸收。
实施例15
a)称取1.1149g(4.888mmol)三氯化锑(SbCl3)和0.2230g(0.5822mmol)硝酸钇(Y(NO3)3·6H2O)；
b)加入3.3347g无水乙醇；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入4.4596g油性有机硅树脂；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取0.5752g(4.103mmol)六次甲基四铵，研磨20分钟后加入上述浆液中，在50℃反应12小时，制得的乳白浆料即为本发明所述的热反射隔热复合涂料。
经检测得知：本实施例所制得的复合涂料对近红外热射线的反射率也在90％以上，且在紫外区有很强的吸收。
实施例16
a)称取1.1149g(4.888mmol)三氯化锑(SbCl3)；
b)加入3.3347g无水乙醇和0.03g十二烷基硫酸钠分散剂；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入4.4596g油性丙烯酸树脂；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取0.5139g(3.666mmol)六次甲基四铵，研磨20分钟后加入上述浆液中，在50℃反应12小时，制得的乳白浆料即为本发明所述的热反射隔热复合涂料。
实施例17
a)称取1.1149g(4.888mmol)三氯化锑(SbCl3)和0.2230g(0.5822mmol)硝酸钇(Y(NO3)3·6H2O)；
b)加入3.3347g无水乙醇和0.1g十二烷基硫酸钠分散剂；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入4.4596g油性丙烯酸树脂；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取0.5752g(4.103mmol)六次甲基四铵，研磨20分钟后加入上述浆液中，在50℃反应12小时，制得的乳白浆料即为本发明所述的热反射隔热复合涂料。
经检测得知：本实施例所制得的复合涂料对近红外热射线的反射率也在90％以上，且在紫外区有很强的吸收。
实施例18
a)称取1.1149g(4.888mmol)三氯化锑(SbCl3)和0.2230g(0.5822mmol)硝酸钇(Y(NO3)3·6H2O)；
b)加入3.3347g无水乙醇和0.1g十六烷基三甲基溴化铵分散剂；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入4.4596g油性丙烯酸树脂；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取0.5752g(4.103mmol)六次甲基四铵，研磨20分钟后加入上述浆液中，在50℃反应12小时，制得的乳白浆料即为本发明所述的热反射隔热复合涂料。
经检测得知：本实施例所制得的复合涂料对近红外热射线的反射率也在90％以上，且在紫外区有很强的吸收。
实施例19
a)称取1.1149g(4.888mmol)三氯化锑(SbCl3)和0.2230g(0.5822mmol)硝酸钇(Y(NO3)3·6H2O)；
b)加入3.3347g无水乙醇和0.1g聚乙二醇分散剂；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入4.4596g油性丙烯酸树脂；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取0.5752g(4.103mmol)六次甲基四铵，研磨20分钟后加入上述浆液中，在50℃反应12小时，制得的乳白浆料即为本发明所述的热反射隔热复合涂料。
经检测得知：本实施例所制得的复合涂料对近红外热射线的反射率也在90％以上，且在紫外区有很强的吸收。
实施例20
a)称取1.1149g(4.888mmol)三氯化锑(SbCl3)和0.2230g(0.5822mmol)硝酸钇(Y(NO3)3·6H2O)；
b)加入3.3347g无水乙醇和0.1g聚乙烯吡咯烷酮分散剂；
c)室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液；
d)加入4.4596g油性丙烯酸树脂；
e)室温下继续搅拌0.5～2小时，制得无色透明均一浆液；
f)称取0.5752g(4.103mmol)六次甲基四铵，研磨20分钟后加入上述浆液中，在50℃反应12小时，制得的乳白浆料即为本发明所述的热反射隔热复合涂料。
经检测得知：本实施例所制得的复合涂料对近红外热射线的反射率也在90％以上，且在紫外区有很强的吸收。
另外，实验证明：在步骤a加入一定量的TiO2、SiO2、Al2O3或MgO的气凝胶，对所制得的复合涂料的热反射隔热性能产生有益的影响。
实验还证明：本发明所制得的热反射隔热复合涂料可以阻燃，具有防火功能。