一种自然配分氧化镧铈反射隔热色浆及其制备方法

技术领域

本发明创造属于水性色浆领域，尤其是涉及一种自然配分氧化镧铈反射隔热色浆及其制备方法。

背景技术

为了降低太阳光照射下建筑物表面和内部的温度，减少空调费用和碳排放，以金红石型钛白粉为主要颜料的白色反射隔热涂料得到了大力开发，存在近红外波段反射率低、金红石型钛白粉价格较高、颜色种类少等不足之处。

自然配分氧化镧铈是包头白云鄂博稀土精矿中氧化镧和氧化铈自然配分的混合氧化物，丰度高、质量含量达到77％，是高纯氧化镧和氧化铈的上游产品，价格低廉，产品大量积压。自然配分氧化镧铈中氧化镧溶于氧化铈晶格中形成固溶体，具有较高的离子电导率、优异的化学稳定性、高温稳定性和机械强度，主要应用于抛光、热障涂层、催化等领域。

氧化镧和氧化铈都用于涂料中，专利CN 201410188097公开了一种含有氧化镧的耐腐蚀散热涂料，易于涂装、耐腐蚀性能优秀。专利CN102850865A公开了一种环保型稀土外墙保温涂料，添加少量氧化铈提高涂料的防水、防腐、保温隔热、粘接强度以及抗菌自洁等性能。由于氧化镧容易发生水解反应，吸收空气中的二氧化碳，水性涂料中添加氧化镧容易形成凝胶、造成涂层龟裂，限制了其在水性涂料中的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种自然配分氧化镧铈反射隔热色浆及其制备方法。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种自然配分氧化镧铈反射隔热色浆，以100份重量份计，包括如下质量份数的组分：

自然配分氧化镧铈50～70份；

分散剂0.5～1.0份；

消泡剂0.5～2.0份；

增稠剂0.2～1.0份；

pH调节剂0.1～0.3份；

去离子水26～49份。

优选的，所述自然配分氧化镧铈为纯度不低于99.9％，其中氧化镧含量为34％～36％、氧化铈含量64％～66％，粒径D(90)为1.0μm～2.0μm。

优选的，所述分散剂为丙烯酸共聚物盐类润湿分散剂。

优选的，所述消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂。

优选的，所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂。

优选的，所述pH调节剂为含有机胺类化合物的多功能助剂。

本发明还提供一种上述自然配分氧化镧铈反射隔热色浆的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将自然配分氧化镧铈、分散剂、消泡剂、去离子水搅拌进行预分散得到混合浆料，将混合浆料放入砂磨机研磨；

(2)上述浆料与分散剂、增稠剂在高速分散机内400～800rpm高速搅拌，加入pH调节剂以转速300～500rpm高速分散得到反射隔热自然配分氧化镧铈色浆。

优选的，所述步骤(1)中砂磨机研磨至氧化镧铈的粒径D(90)为1.0μm～2.0μm。

相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：

(1)本发明制备的色浆以单一自然配分氧化镧铈作为反射隔热材料，具有高的近红外反射率，隔热性能优异，添加到基础漆中可以有效降低建筑物表面和内部温度，为反射材料提供了新的选择。

(2)本发明中使用的自然配分氧化镧铈与金红石型二氧化钛相比，自然配分氧化镧铈更易被染色，本发明的反射隔热色浆中添加少量颜料，色浆颜色就达到较佳效果，对色浆的反射隔热效果影响不大。

(3)自然配分氧化镧铈是重要的抗菌材料之一，抗菌防霉效果显著且持久，色浆中可以减少或者不添加防霉抗菌剂。

(4)本发明制备的色浆不含重金属等有毒有害元素，是一种对人体和环境友好的水性色浆，既可以用于室外涂料，也可以用于室内涂料。

(5)在现有技术中，未分离的自然配分氧化镧铈尚未应用于反射隔热色浆或者涂料配方中，本发明首次利用自然配分氧化镧铈的高太阳光反射性能制备反射隔热色浆。

具体实施方式

除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明创造所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。

实施例中使用的材料型号及购入途径为：

金红石型钛白粉：采购自山东驰宇化工有限公司的CR-828型钛白粉；

自然配分氧化镧铈：采购自北方稀土的99.9％自然配分氧化镧铈，其中氧化镧含量为34％～36％、氧化铈含量64％～66％，粒径D(90)为30μm；

分散剂：采购自德国BYK公司的BYK155分散剂；

消泡剂：采购自德国BYK公司的BYK-017消泡剂；

增稠剂：采购自德国Cognis公司的DSX1516增稠剂；

pH调节剂：采购自深圳海润化工有限公司的Codisbuffer G3有机胺调节剂；

去离子水：自来水经反渗透净水设备处理；

中空玻璃微球：采购自灵寿金源矿业加工厂，粒径60μm；

水性纯丙乳液：采购自济南子腾化工科技有限公司的896型乳液。

下面结合实施例来详细说明本发明创造。

实施例中自然配分氧化镧铈反射隔热色浆的制备方法，包括如下步骤：

(1)将自然配分氧化镧铈、分散剂、消泡剂、去离子水搅拌进行预分散得到混合浆料，将混合浆料放入砂磨机研磨至自然配分氧化镧铈D(90)为1.8μm；

(2)上述浆料与增稠剂在高速分散机内550rpm高速搅拌，加入pH调节剂以转速400rpm高速分散得到反射隔热自然配分氧化镧铈色浆。

实施例1-5及对比例的原料配比见下表：

表1实施例1-5色浆及对比例1色浆配方表(百分比)

将实施例1-5以及对比例1得到的色浆进行测试，测试结果见表下表：

表2实施例1-5色浆与对比例1色浆性能指标

从表2的测试结果可以看出，实施例1-5的自然配分氧化镧铈反射隔热色浆具有良好的稳定性，储存3个月后无分层、沉淀等现象，其太阳光反射比与基础钛白色浆相当，近红外反射比明显高于基础钛白色浆。

实施例6

本实施例中色浆的制备方法为：按质量百分含量将自然配分氧化镧铈60％、分散剂0.7％、消泡剂1.0％、去离子水37.3％搅拌进行预分散，泵入砂磨机研磨至自然配分氧化镧铈D(90)为1.8μm；上述浆料与增稠剂0.6％、无机黄色浆0.2％在高速分散机内550rpm高速搅拌10分钟，加入pH调节剂0.2％以转速400rpm高速分散5分钟。

对比例2

本对比例中色浆的制备方法为：按质量百分含量将金红石型钛白粉60％、分散剂0.7％、消泡剂1.0％、去离子水36.3％搅拌进行预分散，泵入砂磨机研磨一遍；上述浆料与增稠剂0.6％、无机黄色浆1.2％在高速分散机内550rpm高速搅拌10分钟，加入pH调节剂0.2％以转速400rpm高速分散5分钟。

表3实施例6与对比例2性能指标

自然配分氧化镧铈反射隔热色浆中加入0.2％无机黄色浆和基础钛白色浆中加入1.2％无机黄色浆得到的色浆L

实施例7

本实施例中色浆的制备方法为：按质量百分含量，将自然配分氧化镧铈浆料45％、金红石型钛白粉5％、填料5％、中空玻璃微球6％，水性纯丙乳液30％、助剂2％、水7％在分散机内高速搅拌混合，得到以自然配分氧化镧铈为主要颜料的反射隔热涂料。

对比例3

本对比例中色浆的制备方法为：按质量百分含量，将金红石型钛白粉25％、填料10％、中空玻璃微球6％、水性纯丙乳液30％、助剂3％，水26％在分散机内高速搅拌混合，得到以金红石型钛白粉为主要颜料的反射隔热涂料。

表4实施例7与对比例3性能指标

白色反射隔热涂料中加入自然配分氧化镧铈色浆替代部分金红石型钛白粉，钛白粉用量从25％降到5％，涂料的太阳光反射比变化不大，而近红外反射比明显提升。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。