一种新型水性反射隔热纳米材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料生产加工技术领域，特别涉及一种新型水性反射隔热纳米材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着国家大力推进低能耗，环保等绿色化工工程，水性涂装在国民生产生活中占居的比例越来越大，行业内的领头企业诸如华润涂料、嘉宝莉、立邦等，积极响应国家的政策，大力研究开发水性功能涂料。反射隔热涂料则是水性功能涂料中的一种，其功能原理是利用对太阳光中的可见光、红外光具有反射与热传导屏蔽功能的材料，添加入水性涂料中后起到对太阳光辐射进行有效的光反射与热隔离作用，极大地降低了太阳光的吸收及材料热导效应，从而达到降温和绿色节能的作用。

发明内容

本发明旨在利用对太阳光具有反射与隔热性的功能粉体为主体，通过研磨将无机粉料粒径磨至D90小于0.5微米，再进行表面接技包裹水性化聚合物，最终得一种新型水性反射隔热纳米材料。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种新型水性反射隔热纳米材料，包括以下组份：纯水27.6～49.6份，分散剂5～10份， pH调节剂0.2份，无机粉体30～35份，水性聚合物5～10份，消泡剂0.2份，乳化剂4～6份，流平剂0.5份，防沉剂5～10份，防腐剂0.3份，防霉剂0.2份。

本发明还提供了一种新型水性反射隔热纳米材料的制备方法，其特征在于，所述新型水性反射隔热纳米材料制备方法如下：

S1：将所述纯水27.6～49.6份、所述分散剂5～10份、所述消泡剂0.2份与陶瓷粉原材料放入研磨机内进行研磨；

S2：研磨粒径D90测试值至0.5微米以下时，将所述水性聚合物5～10份加入研磨机进行二次研磨，直至充分研磨混合，导出混合浆；

S3：将所述混合浆内加入所述乳化剂4～6份和所述消泡剂0.2份，并在高速搅拌下加热 70～80℃，反应5小时；

S4：将反应后的所述混合液冷却至室温后，依次加入所述流平剂0.5份、所述防沉剂5～10 份、所述防腐剂0.3份和所述防霉剂0.2份，搅拌均匀脱泡，最终得到稳定均一的白色浆液，所述白色浆液为所述新型水性反射隔热纳米材料。

进一步地，所述防沉剂中纤维素类优先选择分子量为15000的纤维素。

进一步地，所述防沉剂中纤维素类需要在使用时预先用水配制成纤维素2％浆液，然后加添加入混合浆液中。

进一步地，所述防沉剂中改性膨润土类需要在使用时预先用水配制成2％预制浆液，然后加添加入混合浆液中。

进一步地，所述无机硅酸盐防沉剂需要在使用时预先用水配制成2％预制浆液，然后加添加入混合浆液中。

本发明通过先将陶瓷材料预研磨至相应细度，再对超细颗粒进行表面接技包裹，将无机粉体与有机物结合成稳定的水溶性分散浆液，使得材料可以方便有效地应用于各种水性反射隔热涂料。

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。

一种新型水性反射隔热纳米材料，包括以下组份：纯水27.6～49.6份，分散剂5～10份， pH调节剂0.2份，无机粉体30～35份，水性聚合物5～10份，消泡剂0.2份，乳化剂4～6份，流平剂0.5份，防沉剂5～10份，防腐剂0.3份，防霉剂0.2份。

其中，所述分散剂可以是均聚丙烯酸盐类、共聚丙烯酸盐类、共聚高分子化合物、嵌段共聚高分子化合物中一种或几种；其中匀聚丙烯酸盐分散剂可以选择萨玛索化学SAMASO DP5045，诺普科SN-5040，陶氏化学的Orotan-731A，巴斯夫PA25X中一种或几种；共聚丙烯酸盐分散剂可以选择SAMASODP5025H，陶氏化学的Orotan-1124中一种或几种；共聚高分子分散剂SAMASODP5081，TEGO-760W中一种或几种；嵌段共聚高分子分散剂可以选择SAMASODP6313，BYK-190，BYK-191，TEGO-755，AFKA4530中一种或几种；

所述pH调节剂，可以选择陶氏化学AMP-95，萨玛索SAMASOAMP，一乙醇胺，三乙醇胺中一种或几种；

所述无机粉体可以是α-型氧化铝陶瓷粉，氮化硼陶瓷粉、碳化硅陶瓷粉，金红石型钛白粉，二氧化锆陶瓷粉体，石英粉，绢云母粉、氧化锌、ATO粉中的一种或是几种混合物；

所述无机粉体的粒径D90小于5微米，最优选择粒径D90小于3微米；

所述活性聚合物可以是水性丙烯酸改性环氧树脂，水性聚氨酯树脂，水性丙烯酸树脂中的一种或几种，其中水性丙烯酸改性环氧树脂可以选择常州广树的GS-500D，美国瀚森 Epikote7510-W-60A，北京金汇利HD-AE605中的一种或几种，水性聚氨酯树脂可以选择拜耳

所述消泡剂可以是聚醚改性矿物油类，1聚醚改性有机硅类中的一种或几种，其中聚醚改性矿物油类消泡剂可以选择萨玛索化学的SAMSODF5100，海川化工A10，巴斯夫G60中的一种或几种，聚醚改性有机硅类可选择迪高TEGOFoamex810，迪高TEGOFoamex3062，道康宁XIANMETERACP-1266中的一种或几种；

所述乳化剂可以是阴离子型，非离子型中的一种或几种，其中阴离子乳化剂可以选择氰特OT-75，科宁公司的RhodacalDS-4AP，巴斯夫公司的DisponilFES27/FES32/FES430中的一种或几种；非离子乳化剂可以选择江苏海安石化的AEO-9，AEO-10，吐温60，吐温80，司盘60，司盘80，乳化剂OP，乳化剂O，乳化剂OL，巴斯夫AT-80中的一种或几种；

所述流平剂可以是聚氨酯类流平剂，有机硅类流平剂和聚醚改性有机硅类流平剂中的一种或是几种；其中聚氨酯类流平剂可以是陶氏化学rm-2020，诺普科的SN-612有机硅类流平剂可以选择迪高TEGO450，迪高TEGOTwin4100，迪高TEGOWET270中的一种或是几种，聚醚改性有机硅类流平剂可选择迪高TEGOGlide410，BYK-333，日本信越KF-640，道康宁的DC-27中的一种或几种；

所述防沉剂可以是纤维素类，改性膨润土类，无机硅酸盐类中的一种或几种，其中纤维素类可以选择银鹰的羧甲基纤维素钠、纤维素醚、羟乙基纤维素；改性膨润土可以选择德谦 BENTONEEW-NA，德谦BENTONESD-1，无机硅酸盐类可以选择BYK-LAPONITES482， BYK-LAPONITERD，BYK-LAPONITERDS；

本发明还提供了一种新型水性反射隔热纳米材料的制备方法，其特征在于，所述新型水性反射隔热纳米材料制备方法如下：

S1：将纯水27.6～49.6份、分散剂5～10份、消泡剂0.2份与陶瓷粉原材料放入研磨机内进行研磨；

S2：研磨粒径D90测试值至0.5微米以下时，将水性聚合物5～10份加入研磨机进行二次研磨，直至充分研磨混合，导出混合浆；

S3：将混合浆内加入乳化剂4～6份和消泡剂0.2份，并在高速搅拌下加热70～80℃，反应 5小时；

S4：将反应后的混合液冷却至室温后，依次加入流平剂0.5份、防沉剂5～10份、防腐剂 0.3份和防霉剂0.2份，搅拌均匀脱泡，最终得到稳定均一的白色浆液，所述白色浆液为所述新型水性反射隔热纳米材料。

进一步地，所述防沉剂中纤维素类优先选择分子量为15000的纤维素。

进一步地，所述防沉剂中纤维素类需要在使用时预先用水配制成纤维素2％浆液，然后加添加入混合浆液中。

进一步地，所述防沉剂中改性膨润土类需要在使用时预先用水配制成2％预制浆液，然后加添加入混合浆液中。

进一步地，所述无机硅酸盐防沉剂需要在使用时预先用水配制成2％预制浆液，然后加添加入混合浆液中。

本发明通过先将陶瓷材料预研磨至相应细度，再对超细颗粒进行表面接技包裹，将无机粉体与有机物结合成稳定的水溶性分散浆液，使得材料可以方便有效地应用于各种水性反射隔热涂料。

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。