一种反射隔热涂层材料及其制备方法技术领域
本发明属于涂层材料领域，具体涉及一种采用改性贝壳粉制备反射隔热涂料的方
法。
背景技术
隔热涂层作为一种新型节能材料，能有效地反射和阻隔太阳光的能量，明显降低
建筑物外墙、屋顶和室内温度，减少空调等制冷设备的能耗。隔热涂层的使用既能改善工作
环境又能明显节约能源，而且隔热涂料施工方便，同时又具有装饰效果，故在建筑领域被广
泛运用。
填料是涂料的重要组分，可以降低涂料成本，提高涂料性能。目前研究较多的填料
有纳米碳酸钙、滑石粉、空心玻璃微珠、纳米金属氧化物等，但这些填料价格普遍较高，且生
产过程不环保。
另一方面，我国海岸线漫长，渔业发达，具有数量巨大的渔业副产品——贝壳。然
而，目前缺乏大量有效利用的途径，大量贝壳被当做废弃物处理，对环境造成了污染。开发
大量利用贝壳的相关技术，必然能够在保护环境的同时带来巨大经济效益。目前，贝壳粉的
研究和应用主要集中在净化去污和墙体装饰方面。贝壳粉的主要成分为碳酸钙，经过适当
处理，用于涂料可以改善涂层的耐水性和漆膜的强度。本发明，利用煅烧处理后的贝壳粉，
制备了反射隔热涂料，其具有优秀的隔热性能，同时制备过程经济环保，具有重要的工业价
值与环保价值。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种改性贝壳粉的方法以及指导改性后的贝壳粉
在反射隔热涂料中的应用。本发明使用钛白粉为颜料，煅烧改性贝壳粉和滑石粉为填料，研
制出了隔热、耐污、耐水、耐洗刷和耐老化等综合性能优异的涂层材料。
技术方案：本发明提供了一种反射隔热涂层材料，该涂层材料中各组分按质量百
分比分别为：
其中：
所述的钛白粉粒径为0.05μm～1μm。
所述的改性贝壳粉，其粒径不大于10μm，其制备过程为：将贝壳粉以1℃/min-20
℃/min的升温速度在100℃-1000℃之间煅烧0.5-5h，煅烧的气氛分为大气气氛或氧气气
氛。
所述的滑石粉为镁硅酸盐类粉末，粒径为0.1μm～100μm。
所述的水性丙烯酸乳液固含量40％～50％；所述的润湿剂为丙烯酸类润湿剂；所
述的分散剂为脂肪酸类分散剂；所述的消泡剂为高碳醇类消泡剂；所述的成膜助剂为醇醚
类成膜助剂。
本发明还提供了一种反射隔热涂层材料的制备方法。该方法包括以下步骤：
(1)按上述反射隔热涂层材料中各组分的质量配比称取原料；
(2)向水性丙烯酸乳液中加入钛白粉、改性贝壳粉、润湿剂、分散剂、消泡剂和水，
之后在室温下研磨分散均匀，得到混合物；
(3)向上述混合物中加入滑石粉和成膜助剂，搅拌均匀，得到反射隔热涂层材料。
其中：
(2)中所述的研磨分散是指用研磨分散搅拌机以500～1500r/min的速度进行研磨
搅拌。
(3)所述搅拌是指用研磨分散搅拌机以500～1500r/min的速度进行研磨搅拌。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
(1)本发明首次使用煅烧改性贝壳粉作为反射隔热涂料的填料取代传统的纳米碳
酸钙，既提高了涂层材料的隔热性、耐老化性和耐洗刷性能，又降低了涂层材料的成本(因
为纳米碳酸钙成本较高)。同时，该发明中的涂层材料环保安全、施工方便，具有优异的综合
性能。
(2)本发明使用水性丙烯酸乳液作为成膜基料，健康环保，水性丙烯酸树脂对于太
阳光的反射率高。
(3)本发明使用煅烧方式处理贝壳粉，可以在低成本下得到较高反射率的改性贝
壳粉，可以极大的降低反射隔热涂料的成本。
具体实施方式
下面结合实例对本发明进行详细的描述：
实施例1
1、按照以下配比称量原料：
水性丙烯酸乳液 50g；
钛白粉 17g；
滑石粉 1g；
改性贝壳粉 10g；
润湿剂 0.5g；
分散剂 0.5g
消泡剂 0.5g；
成膜助剂 0.5g；
水 20g。
2、制备煅烧改性贝壳粉：称取的贝壳粉，用气氛炉在大气气氛下以20℃/min的速
度升温到1000℃，并保温0.5h，然后随炉冷却，得到改性贝壳粉。
3、在水性丙烯酸乳液中加入钛白粉、改性贝壳粉、润湿剂、分散剂、消泡剂和水，在
室温下用研磨分散搅拌机以1500r/min的速度进行研磨分散，混合均匀后再加入滑石粉和
成膜助剂以500r/min的速度搅拌，得到反射隔热涂层材料。
4、贝壳粉反射率检测
用紫外分光光度计对未改性和改性后贝壳粉的太阳反射比进行测量。本实施例的
改性贝壳粉在可见光波段(420nm～720nm)和近红外波段(720nm～2500nm)的太阳反射比达
到了92％，而未改性的贝壳粉反射率仅为78％。
5、涂层材料性能检测
(1)太阳反射比测试
参照GB/T25261—2010，用涂布器或刮板分两道涂覆在铝合金板表面，要求涂层平
整，无气泡、裂纹等缺陷，铝板试样长宽尺寸为40mm×40mm。
然后使用紫外分光光度计对涂层的太阳反射比进行测量。本实施例的隔热涂层在
可见光波段(420nm～720nm)和近红外波段(720nm～2500nm)的太阳反射比达到了88％，而
太阳光的主要能量集中在可见光和近红外波段，这说明本发明的涂层对整个波段的太阳光
都有高的反射率。
(2)隔热性能测试
用聚苯乙烯板搭建一个30cm×30cm×30cm的绝热箱体，外部用锡纸包裹密封，其
中一个测试面为基材，将涂层均匀涂刷在基材铁板上，测试光源为500w的碘钨灯，距离基板
50cm，分别在基材表面中心和箱体内部中心设立一个测温点，然后比较内部测温点的升温
情况，测试时间为1h。
经过测试，不刷涂层内部测温点温度升高了14.5℃，涂刷市售隔热涂层内部测温
点升高了12.8℃，而涂刷本发明的隔热涂层，内部测温点只升高了11.1℃，这说明本发明的
隔热涂层具有优异的隔热降温效果。
(3)漆膜附着力测试
参照GB/T1720—79,将涂层均匀涂刷在钢板上，钢板尺寸为50mm×100mm×(0.2～
0.3)mm，然后用附着力测定仪进行检测，本实施例的隔热涂层在圆滚线划痕范围内的漆膜
完整，没有脱落，附着力为1级。
(4)耐水性测试
对本实施例的隔热涂层，按照GB/T 1733—1993进行耐水性测试，96h无异常，符合
标准要求。
(5)耐老化性测试
对本实施例的隔热涂层，按照GB/T 1865—1997进行耐老化性测试，500h不起泡，
不剥落，无裂纹，符合标准要求。
(6)耐洗刷性测试
对本实施例的隔热涂层，按照GB/T 9266—2009进行耐洗刷性测试，在洗刷规定次
数后基材表面没有露出，符合标准要求。
市售隔热涂层的耐洗刷性为2000次，而涂刷本发明的隔热涂层，耐洗刷次数达到
了3000次，这说明本发明的隔热涂层具有优异的耐洗刷性能。
(7)干燥时间测试
对本实施例的隔热涂层，按照GB/T 1728—1979进行干燥时间测试，小于2h，符合
标准要求。
实施例2
1、按照以下配比称量原料：
水性丙烯酸乳液 30g；
钛白粉 10g；
滑石粉 5g；
改性贝壳粉 20g；
润湿剂 3g；
分散剂 3g；
消泡剂 3g；
成膜助剂 3g；
水 23g。
本实施例的涂层制备按照实施例1的制备步骤，所用的改性贝壳是在氧气气氛下
以1℃/min的速度升温到100℃，并保温5h，然后随炉冷却得到的。
本实施例的改性贝壳粉在可见光波段(420nm～720nm)和近红外波段(720nm～
2500nm)的太阳反射比达到了91％，而未改性的贝壳粉反射率仅为78％。本实施例的反射隔
热涂层在可见光波段(420nm～720nm)和近红外波段(720nm～2500nm)的太阳反射比达到了
85％。附着力为1级，耐水性测试96h无异常，耐候性测试500h不起泡、不剥落、无裂纹。耐洗
刷性测试3200次不露底，干燥时间小于2h，均符合相关标准要求，并具有优于市售隔热涂料
的隔热性能。
实施例3
1、按照以下配比称量原料：
水性丙烯酸乳液 35g；
钛白粉 20g；
滑石粉 3g；
改性贝壳粉 14g；
润湿剂 1g；
分散剂 0.5g；
消泡剂 1g；
成膜助剂 0.5g；
水 25g。
本实施例的涂层制备按照实施例1的制备步骤，所用的改性贝壳是在氧气气氛下
以10℃/min的速度升温到500℃，并保温3h，然后随炉冷却得到的。
本实施例的改性贝壳粉在可见光波段(420nm～720nm)和近红外波段(720nm～
2500nm)的太阳反射比达到了94％，而未改性的贝壳粉反射率仅为78％。本实施例的反射隔
热涂层在可见光波段(420nm～720nm)和近红外波段(720nm～2500nm)的太阳反射比达到了
89％。附着力为1级，耐水性测试96h无异常，耐候性测试500h不起泡、不剥落、无裂纹。耐洗
刷性测试为3500次不露底，干燥时间小于2h，均符合相关标准要求，且具有优于市售隔热涂
料的隔热性能。
实施例4
1、按照以下配比称量原料：
水性丙烯酸乳液 40g；
钛白粉 13g；
滑石粉 2g；
改性贝壳粉 18g；
润湿剂 5g；
分散剂 0.5g；
消泡剂 0.5g；
成膜助剂 1g；
水 20g。
本实施例的涂层制备按照实施例1的制备步骤，所用的改性贝壳是在大气气氛下
以15℃/min的速度升温到300℃，并保温1h，然后随炉冷却得到的。
本实施例的改性贝壳粉在可见光波段(420nm～720nm)和近红外波段(720nm～
2500nm)的太阳反射比达到了95％，而未改性的贝壳粉反射率仅为78％。本实施例的反射隔
热涂层在可见光波段(420nm～720nm)和近红外波段(720nm～2500nm)的太阳反射比达到了
87％。附着力为1级，耐水性测试96h无异常，耐候性测试500h不起泡、不剥落、无裂纹。耐洗
刷性测试为3300次不露底，干燥时间小于2h，均符合相关标准要求，且具有优于市售隔热涂
料的隔热性能。