本發(fā)明涉及一種涂料，尤其涉及一種二氧化鈦增強(qiáng)的氟碳隔熱輻射型涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的迅速發(fā)展以及能源危機(jī)的日益突出，建筑物的節(jié)能降耗就越發(fā)重要。我國(guó)的建筑能耗約占全國(guó)能源總消費(fèi)量的27％，居全國(guó)各類能耗之首。

采暖和空調(diào)的能耗占建筑總能耗的55％，而且還在以每年1個(gè)百分點(diǎn)的速度增加。因些，研究和開發(fā)建筑隔熱涂料具有重大的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。在建筑外墻使用具有隔熱功能的涂料不僅可以實(shí)現(xiàn)涂料原有的裝飾、保護(hù)和防霉等功能，而且還使涂層具有隔熱的功能，保持室內(nèi)溫度恒定，增大室內(nèi)外的溫差，在夏季減少溫能耗，在冬季降低取暖費(fèi)用。目前，隔熱材料正經(jīng)歷著由工業(yè)隔熱向建筑隔熱為主的轉(zhuǎn)變，這也是今后隔熱材料的主要發(fā)展方向之一。目前市場(chǎng)上隔熱涂料存在如下缺點(diǎn)：

1、絕熱性能差：玻璃微珠或陶瓷微珠的密度相對(duì)硼硅酸鹽空心玻璃微珠高，因而在相同添加用量下，使用玻璃微珠或陶瓷微珠的涂料獲得干膜絕熱腔體少，涂膜厚度較低，絕熱性能差；

2、儲(chǔ)存穩(wěn)定性差：玻璃微珠或陶瓷微珠等經(jīng)過表面處理而且密度較低，使涂料在儲(chǔ)存過程中容易產(chǎn)生粘度增大和上浮的現(xiàn)象；

3、施工不方便：采用玻璃微珠或陶瓷微珠的隔熱涂料，為了防止儲(chǔ)存過程中上浮的現(xiàn)象，通常提高涂料的初始粘度，因而施工時(shí)只能采用刮涂或批涂的方式來(lái)獲得較高的漆膜厚度。

作者李小兵等人在《多功能水性納米復(fù)合建筑隔熱涂料的制備》一文中，以水性聚氨酯為成膜劑，以分散良好滑石粉為填料，高反射的金紅石型二氧化鈦、空心玻璃微珠為隔熱功能顏填料，加上高輻射性能的絹云母，經(jīng)高速分散提高納米填料在涂料中的分散性，制備多功能水性納米復(fù)合保溫隔熱涂料；所研制的多功能水性納米復(fù)合保溫隔熱涂料，其隔熱保溫性能優(yōu)良且具有優(yōu)質(zhì)價(jià)廉的特性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問題和需求，本發(fā)明的目的是提供隔熱效果好，儲(chǔ)存穩(wěn)定，施工簡(jiǎn)便的二氧化鈦增強(qiáng)的氟碳隔熱輻射型涂料及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種二氧化鈦增強(qiáng)的氟碳隔熱輻射型涂料，其特征在于，其由如下重量份的原料制備而成：三氟氯乙烯200份、紅外吸收納米粉體30-40份、全氟丁基乙烯30-40份、乙烯基三乙氧基硅烷30-40份、甲基丙烯酸縮水甘油酯15-20份、過硫酸銨3-5份、二亞乙基三胺12-15份、月桂醇硫酸鈉6-8份、十二烷基硫酸鈉12-15份、乙基纖維素15-20份、金紅石型納米二氧化鈦15-20份、乙酸乙酯150-200份、聚乙烯醇8-10份、二辛基琥珀酸磺酸鈉6-8份、二乙二醇二甲醚8-10份、碳酸鈉適量、去離子水適量。

所述的二氧化鈦增強(qiáng)的氟碳隔熱輻射型涂料，其特征在于，所述的紅外吸收納米粉體，由如下重量份的原料制備而成：山梨醇100份、乙二醇60-80份、鎢酸30份、硫酸銫10-15份、去離子水適量、無(wú)水乙醇適量；所述的紅外吸收納米粉體，由如下步驟制備而成：將山梨醇和乙二醇于夾套反應(yīng)釜中加熱溶解，加入鎢酸和硫酸銫，高速攪拌30-40min后，泵入均質(zhì)機(jī)進(jìn)行循環(huán)均質(zhì)化，60-80min后將產(chǎn)物泵入已加熱到140-150℃的高壓反應(yīng)釜中，將高壓反應(yīng)釜轉(zhuǎn)速定為180-200r/min，待上述物料完全轉(zhuǎn)移到高壓釜后，關(guān)閉高壓反應(yīng)釜各閥門，以10-15℃/min的升溫速率將反應(yīng)釜溫度上升到350℃，并保溫10-12h，降溫到140-150℃，放出反應(yīng)產(chǎn)物，向其中加入去離子水，將物料打入壓濾機(jī)，以去離子水、無(wú)水乙醇洗滌3-5次，將濾餅放進(jìn)真空烘箱烘干，再進(jìn)行機(jī)械粉碎和氣流粉碎，即得到紅外吸收納米粉體。

所述的二氧化鈦增強(qiáng)的氟碳隔熱輻射型涂料，其特征在于，所述的二氧化鈦增強(qiáng)的氟碳隔熱輻射型涂料其由如下步驟制備而成：

(1)將乙基纖維素加入到2/3的乙酸乙酯中，混合攪拌1-2h，得到無(wú)色透明溶液；而后，加入金紅石型納米二氧化鈦，混合攪拌1-2h后，再超聲分散20-30min，得到分散有納米二氧化鈦粒子的油相；將1/3的十二烷基硫酸鈉溶于剩余的乙酸乙酯配置的飽和水溶液，并將其作為水相；將油相溶液一次性加入到水相溶液中，并于800-1000rpm攪拌速率下攪拌1-2h，得到乳狀液；將所得乳狀液倒入剩余的十二烷基硫酸鈉和相當(dāng)于十二烷基硫酸鈉重量份8-10倍的去離子配置的水溶液中中，并在800-1000rpm攪拌速率下攪拌2-3h，完成溶劑擴(kuò)散過程；之后，通過真空抽濾收集粉體，并于40-50℃下干燥20-24h；

(2)將三氟氯乙烯、紅外吸收納米粉體、相當(dāng)于三氟氯乙烯重量份10-12倍的去離子水，加到反應(yīng)釜中，加入碳酸鈉作為中和劑，調(diào)節(jié)pH值至6-7，然后加入全氟丁基乙烯、乙烯基三乙氧基硅烷和甲基丙烯酸縮水甘油酯，高速攪拌分散乳化40-50min，得到乳液滴粒徑小于800nm的待聚合預(yù)乳液；繼續(xù)在高速攪拌下向反應(yīng)釜中通氮?dú)?，排除反?yīng)釜中的氧氣濃度至80ppm以下，在氮?dú)夥障拢狗磻?yīng)釜中的乳液升溫到60-70℃，滴加過硫酸銨和相當(dāng)于過硫酸銨重量份5-6倍的去離子水配置的溶液，控制在40-60min滴加完畢，60-70℃恒溫反應(yīng)5-8h，升溫到75-85℃繼續(xù)反應(yīng)1-2h，降溫到30℃，加入碳酸鈉，調(diào)節(jié)乳液的pH值至6-7；加入二亞乙基三胺，50-60℃繼續(xù)反應(yīng)6-8h；

(3)向步驟(2)的產(chǎn)物中加入月桂醇硫酸鈉、步驟(1)的產(chǎn)物和聚乙烯醇，以1800-2000rpm攪拌30-60min；加入二辛基琥珀酸磺酸鈉與二乙二醇二甲醚，以800-1000rpm攪拌40-50min，即得二氧化鈦增強(qiáng)的氟碳隔熱輻射型涂料。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下技術(shù)效果：

本發(fā)明加入紅外吸收納米粉體，采用溶劑熱液相法工藝，以鎢酸、硫酸銫生產(chǎn)銫鎢青銅紅外吸收納米粉體；基于太陽(yáng)光波段中熱能的95％集中在0.78-2.5μm波長(zhǎng)上，而銫鎢青銅紅外吸收納米粉體中的氧空位能對(duì)這段波長(zhǎng)的紅外線產(chǎn)生吸收使銫和鎢的電子躍遷至高能位，產(chǎn)生光波光能的反射和衍射作用，從而隔斷熱能進(jìn)入基層，取得良好的隔熱效果；本發(fā)明以三氟氯乙烯、全氟丁基乙烯和乙烯基三乙氧基硅烷聚合得到的氟碳樹脂為成膜劑，再以甲基丙烯酸縮水甘油酯和二亞乙基三胺對(duì)氟碳樹脂進(jìn)行交聯(lián)改性，增強(qiáng)了涂料的韌性和耐候性，改善了涂層的耐磨性和附著性能；本發(fā)明利用乳液法結(jié)合溶劑擴(kuò)散法制備了二氧化鈦/乙基纖維素復(fù)合多孔微球作為填料，使納米二氧化鈦顆粒之間不易團(tuán)聚，提高了納米二氧化鈦的分散性，在氟碳樹脂中分散均勻，納米二氧化鈦的加入進(jìn)一步提高了隔熱涂料吸收紫外線和反射、散射紫外線的能力；本發(fā)明的氟碳隔熱輻射型涂料隔熱效果好；且具有優(yōu)異的機(jī)械性能，優(yōu)良的附著力；優(yōu)良的耐候性、耐水性、耐沾污性、耐洗刷性等；安全環(huán)保，適用范圍廣。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例的二氧化鈦增強(qiáng)的氟碳隔熱輻射型涂料，其由如下重量份的原料制備而成：三氟氯乙烯200份、紅外吸收納米粉體30份、全氟丁基乙烯40份、乙烯基三乙氧基硅烷40份、甲基丙烯酸縮水甘油酯20份、過硫酸銨5份、二亞乙基三胺15份、月桂醇硫酸鈉8份、十二烷基硫酸鈉15份、乙基纖維素20份、金紅石型納米二氧化鈦20份、乙酸乙酯200份、聚乙烯醇10份、二辛基琥珀酸磺酸鈉8份、二乙二醇二甲醚10份、碳酸鈉適量、去離子水適量。

本實(shí)施例的紅外吸收納米粉體，由如下重量份的原料制備而成：山梨醇100份、乙二醇60份、鎢酸30份、硫酸銫15份、去離子水適量、無(wú)水乙醇適量；所述的紅外吸收納米粉體，由如下步驟制備而成：將山梨醇和乙二醇于夾套反應(yīng)釜中加熱溶解，加入鎢酸和硫酸銫，高速攪拌40min后，泵入均質(zhì)機(jī)進(jìn)行循環(huán)均質(zhì)化，80min后將產(chǎn)物泵入已加熱到150℃的高壓反應(yīng)釜中，將高壓反應(yīng)釜轉(zhuǎn)速定為200r/min，待上述物料完全轉(zhuǎn)移到高壓釜后，關(guān)閉高壓反應(yīng)釜各閥門，以15℃/min的升溫速率將反應(yīng)釜溫度上升到350℃，并保溫12h，降溫到150℃，放出反應(yīng)產(chǎn)物，向其中加入去離子水，將物料打入壓濾機(jī)，以去離子水、無(wú)水乙醇洗滌5次，將濾餅放進(jìn)真空烘箱烘干，再進(jìn)行機(jī)械粉碎和氣流粉碎，即得到紅外吸收納米粉體。

本實(shí)施例的二氧化鈦增強(qiáng)的氟碳隔熱輻射型涂料其由如下步驟制備而成：

(1)將乙基纖維素加入到2/3的乙酸乙酯中，混合攪拌2h，得到無(wú)色透明溶液；而后，加入金紅石型納米二氧化鈦，混合攪拌2h后，再超聲分散30min，得到分散有納米二氧化鈦粒子的油相；將1/3的十二烷基硫酸鈉溶于剩余的乙酸乙酯配置的飽和水溶液，并將其作為水相；將油相溶液一次性加入到水相溶液中，并于1000rpm攪拌速率下攪拌2h，得到乳狀液；將所得乳狀液倒入剩余的十二烷基硫酸鈉和相當(dāng)于十二烷基硫酸鈉重量份10倍的去離子配置的水溶液中中，并在1000rpm攪拌速率下攪拌3h，完成溶劑擴(kuò)散過程；之后，通過真空抽濾收集粉體，并于50℃下干燥24h；

(2)將三氟氯乙烯、紅外吸收納米粉體、相當(dāng)于三氟氯乙烯重量份12倍的去離子水，加到反應(yīng)釜中，加入碳酸鈉作為中和劑，調(diào)節(jié)pH值至6-7，然后加入全氟丁基乙烯、乙烯基三乙氧基硅烷和甲基丙烯酸縮水甘油酯，高速攪拌分散乳化50min，得到乳液滴粒徑小于800nm的待聚合預(yù)乳液；繼續(xù)在高速攪拌下向反應(yīng)釜中通氮?dú)?，排除反?yīng)釜中的氧氣濃度至80ppm以下，在氮?dú)夥障?，使反?yīng)釜中的乳液升溫到70℃，滴加過硫酸銨和相當(dāng)于過硫酸銨重量份6倍的去離子水配置的溶液，控制在60min滴加完畢，70℃恒溫反應(yīng)8h，升溫到85℃繼續(xù)反應(yīng)2h，降溫到30℃，加入碳酸鈉，調(diào)節(jié)乳液的pH值至6-7；加入二亞乙基三胺，60℃繼續(xù)反應(yīng)8h；

(3)向步驟(2)的產(chǎn)物中加入月桂醇硫酸鈉、步驟(1)的產(chǎn)物和聚乙烯醇，以2000rpm攪拌60min；加入二辛基琥珀酸磺酸鈉與二乙二醇二甲醚，以1000rpm攪拌50min，即得二氧化鈦增強(qiáng)的氟碳隔熱輻射型涂料。

經(jīng)測(cè)試，涂層兩側(cè)的溫差大于10℃，隔熱率大于85％。