一种太阳热反射隔热涂料 【技术领域】
本发明涉及一种太阳热反射隔热涂料，更具体是涉及一种含有隔热填料，对太阳光，尤其是500-2000nm波长的可见光和近红外光具有较强反射功能的涂料。
背景技术
建筑材料通过热传导作用会对建筑物造成一定的内外热交换损失，墙体材料的导热系数随温度的上升而增加，防太阳辐射的作用甚微。
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，如采用玻璃粉或硅酸盐材料，但其制品往往很厚。在保温工程中，通常将保温系数小于0.2w/mk的材料用作保温材料(章熙民著，《高等学校试用教材传热学》中国建筑工业出版社(第二版)第13页)。经典的墙体保温隔热材料包括酚醛树脂合成材料、聚氨酯材料、玻璃纤维、硅酸铝岩棉、矿棉、橡塑、软木、珍珠岩、碳酸钙等。这些材料存在着厚重、施工复杂、怕潮、怕湿等缺陷。而通过建筑涂料的反辐射和隔热保温性能来减少建筑物内外热交换损耗是目前涂料行业研究的热点。
太阳热反射涂料对太阳的热辐射具有高反射率，通过反射太阳的热辐射来降低被涂物体内部的热量积累，达到节能目的。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种含有隔热填料，对500-2000nm波长的太阳光具有高反射率的太阳热反射隔热涂料，从而通过薄涂层的形式，达到隔热保温效果，以克服传统隔热材料的缺陷。
本发明提出的反射隔热涂料由两部分组成，包括面层涂料和底层涂料，本发明涂料的特点在于面层涂料中采用了热塑性丙烯酸树脂和金红石型钛白粉，在底层涂料中采用了隔热填料空心漂珠、空心无机纤维或工程纤维。
热塑性丙烯酸树脂具有很好的耐候性，使用该树脂使涂料不易龟裂，长时间日晒不变色。金红石型钛白粉也具有良好的耐候性，不易变色。从太阳光谱能量分布曲线上看，太阳能绝大部分集中于可见光区和近红外区，其中可见光区(波长400-720nm)，占总能量的45％，近红外区(720-2500nm)，占总能量的50％。因此良好的太阳热反射涂料应满足对可见光和近红外光的高反射。这就要求涂料使用对可见光和近红外光地吸收小，折光指数高的颜料，而钛白粉的折光指数高达2.8，此外金红石型钛白粉的比表面积比球型钛白粉的比表面积大得多，而光散射度与散射面积成正比，因此金红石型钛白粉的反射率高于其它钛白粉。本发明在于面层涂料中采用了金红石型钛白粉和热塑性丙烯酸树脂，从而对太阳热有很好的反射功能，对500-2000nm太阳光的反射率达到85％。空心结构的填料在涂料体系内可形成一层热缓冲层，从而提高了涂料的隔热效果。本发明涂料不仅具有高反射率，且具有良好的隔热效果，导热系数达到0.055w/mk。
其中面层涂料的组成(以重量计)如下：
成膜树脂 20-30份
颜料 15-20份
溶剂 41-60份
增稠剂 2-3份
增塑剂 2-5份
上述面层涂料的配方中，成膜树脂应采用热塑型丙烯酸树脂，颜料采用金红石型钛白粉，也可以根据实际配色需要，采用金红石型钛白粉或钛白粉与氧化铁红，钛青兰，钛青绿等其它颜料混用，其中金红石型钛白粉的用量为15-20份(以重量计)，其它颜料按常规调色使用量。溶剂采用醋酸丁酯与200#溶剂油的混合物，其混合比例为1∶1-1∶1.5(以重量计)。增稠剂和增塑剂采用常规的涂料用助剂，如增稠剂可采用白碳黑或有机膨润土，增塑剂可采用邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯。
面层涂料的制备方法为：按上述配方比例称取各配料备用，用溶剂将丙烯酸树脂溶解，然后加入其它配料，用球磨机球磨6-7小时，以刮板细度计检验浆体细度(以小于100微米为合格)后，配色，包装。
底层涂料的组成(以重量计)如下：
成膜树脂 15-25份
填料 20-35份
颜料 3-5份
增塑剂 2-3份
溶剂 50-60份
上述底层涂料的配方中，成膜树脂可采用高氯化聚乙烯或热塑型丙烯酸树脂，考虑到成本因素，优先采用高氯化聚乙烯。填料采用细度达到或超过300目的空心漂珠或规格达到或小于75微米的空心无机纤维(如玻璃纤维、硅酸盐纤维等)或规格达到或小于75微米的工程纤维素中的一种或多种。工程纤维素是一种天然纤维素纤维，比重轻、比表面积大，具有良好的保温隔热效果，工程纤维素可以采用市售产品，如德国产的TECHNOCEL牌工程纤维素。为防止底层涂料颜色过深，对面层涂料反射性能的影响，颜料宜采用浅色颜料，其中优选钛白粉。溶剂采用醋酸丁酯与200#溶剂油的混合物，其混合比例为1∶1-1∶1.5(以重量计)。增稠剂和增塑剂采用常规的涂料用助剂，如增稠剂可采用白碳黑或有机膨润土，增塑剂可采用邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯。
面层涂料的制备方法为：按上述配方比例称取各配料备用，用溶剂将成膜树脂溶解，然后加入其它配料，用球磨机球磨6-7小时，配色，包装。
下面通过太阳能反射比性能来说明本发明涂料的光反射效果：
在面积为100mm×100mm铁板上，底涂本发明底层涂料，漆膜厚度为2mm，干燥后涂刷本发明面层涂料，漆膜厚度为0.3mm，制成两块本发明涂料涂层板样品。经S-250太阳热反射仪的测定，两块样品对350-2100nm波长的太阳光的太阳能反射比(几何条件：S/D全反射比)分别为0.911和0.866。从测定结果看，本发明涂料对太阳热有良好的反射能力。
有益效果：
1、本发明涂料对太阳光，尤其是500-2000nm波长的可见光和近红外光的反射率达到85％，涂料的导热系数达到0.055w/mk，对太阳的热辐射有高反射率，具有导热系数低、保温效果良好等特点。
2、本发明在面层涂料中采用热塑性丙烯酸树脂，具有耐候性好、不易变色、不龟裂等优点。
3、本发明涂料应用范围广泛，除了用于建筑物外墙，还可以应用于汽车内表面、空调器表面、金属贮罐外表面、彩钢瓦等。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但不限制本发明。
本发明中所使用的设备包括：江阴双叶机械公司WQM型卧式球磨机。
本发明所用的配料采用市售产品，包括沈阳三环精细化工有限公司生产的热塑性丙烯酸树脂、福建三威集团公司生产的钛白粉、上海溶剂厂生产的醋酸丁酯、上海炼油厂生产的200#溶剂油、上海中山化工市场经销的邻苯二甲酸二辛酯、上海氯碱厂生产的白碳黑、安徽省化工研究院生产的高氯化聚乙烯、上海宝钢电厂经销的300目空心漂珠、南京保温材料厂生产的75微米硅酸铝短纤维、上海喜爱福经济技术发展有限公司经销的75微米TECHNOCEL牌工程纤维素。
实施例1面层涂料(以重量计)
热塑性丙烯酸树脂20份、金红石型钛白粉15份、醋酸丁酯30份、200#溶剂油30份、邻苯二甲酸二辛酯2份、白碳黑3份
制备方法：按上述配方比例称取各配料备用，充分混合醋酸丁酯和200#溶剂油制成溶剂，然后加入热塑性丙烯酸树脂，待充分溶解后加入金红石型钛白粉、邻苯二甲酸二辛酯和白碳黑，用球磨机球磨6-7小时，以刮板细度计检验浆体细度(以小于100微米为合格)后，配色，包装。
实施例2底层涂料(以重量计)
高氯化聚乙烯15份、空心漂珠20份、钛白粉5份、邻苯二甲酸二辛酯2份、醋酸丁酯28份、200#溶剂油30份
制备方法：按上述配方比例称取各配料备用，充分混合醋酸丁酯和200#溶剂油制成溶剂，然后加入高氯化聚乙烯，待充分溶解后加入空心漂珠、钛白粉和邻苯二甲酸二辛酯，用球磨机球磨6-7小时，以刮板细度计检验浆体细度(以小于100微米为合格)后，配色，包装。
实施例3底层涂料(以重量计)
高氯化聚乙烯18份、硅酸铝短纤维20份、钛白粉5份、邻苯二甲酸二辛酯2份、醋酸丁酯30份、200#溶剂油30份
制备方法：按上述配方比例称取各配料备用，充分混合醋酸丁酯和200#溶剂油制成溶剂，然后加入高氯化聚乙烯，待充分溶解后加入空心无机纤维、钛白粉和邻苯二甲酸二辛酯，用球磨机球磨6-7小时，配色，包装。
实施例4底层涂料(以重量计)
高氯化聚乙烯20份、工程纤维素10份、空心漂珠10份、钛白粉4份、邻苯二甲酸二辛酯2份、醋酸丁酯29份、200#溶剂油30份
制备方法：按上述配方比例称取各配料备用，充分混合醋酸丁酯和200#溶剂油制成溶剂，然后加入高氯化聚乙烯，待充分溶解后加入工程纤维、空心漂珠钛白粉和邻苯二甲酸二辛酯，用球磨机球磨6-7小时，配色，包装。