一种反射隔热铈酸镧色浆及其制备方法

技术领域

本发明创造属于水性色浆的制备领域，尤其是涉及一种反射隔热铈酸镧色浆及其制备方法。

背景技术

目前市场上白色反射隔热涂料以金红石型钛白粉为主要颜料，辅以云母粉、高岭土、滑石粉、氧化铝、空心玻璃微珠等填料共同起到反射隔热的效果，这些涂料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。

铈酸镧是一种稳定的萤石结构，具有高热稳定性、低导热系数和独特的电子层结构，广泛应用于热障涂层材料和近红外反射颜料中。Huang等在Dyes Pigments公开了一种具有高的太阳光反射率的铈酸镧乳白色颜料，铈酸镧中随着Pr和Tb掺杂量增加，颜色由亮黄色逐渐转变为深橙色，太阳光反射率逐渐降低，而掺杂Tb的颜料太阳光反射率不低于87％。Chen等在Dyes Pigments发表了W和Fe掺杂铈酸镧制备具有高太阳光反射性能的黄色和橙色颜料的方法。上述合成方法均采用溶胶凝胶法制备纳米级颜料，不易于工业化生产。

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，提出一种反射隔热铈酸镧色浆及其制备方法。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种反射隔热铈酸镧色浆，以100份重量份计，包括如下重量份数的原料：

铈酸镧60～80份；

分散剂1.0～3.0份；

消泡剂1.0～3.0份；

防沉剂0.3～1.0份；

pH调节剂0.1～0.3份；

去离子水13～38份。

优选的，所述铈酸镧为纯度不低于99.99％；镧、铈质量百分含量分别为48.7％和51.3％，粒径D(90)为1.5μm～3.0μm。

优选的，所述分散剂为聚羧酸盐类润湿分散剂。

优选的，所述消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂。

优选的，所述防沉剂为可溶纤维素醚类化合物。

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反射隔热铈酸镧色浆的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将铈酸镧、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)将研磨后的混合浆料与防沉剂在高速分散机内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铈酸镧色浆。

优选的，所述步骤(1)中砂磨机研磨至铈酸镧的粒径D(90)为1.5μm～3.0μm。

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铈酸镧作为反射隔热材料，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)与金红石型二氧化钛相比，铈酸镧更易被染色，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)本发明中使用的铈酸镧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)在现有技术中没有适用性广的水性铈酸镧色浆配方，本发明首次公开了铈酸镧水性色浆的制备方法，色浆具有反射率高、适用性广、稳定性高等性能。

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；

铈酸镧：采购自北方稀土的4N铈酸镧；

分散剂：采购自德国Cognis公司的Hydropalat 5040分散剂；

消泡剂：采购自德国BYK公司的BYK-017消泡剂；

防沉剂：采购自任丘市鹏宇化工有限公司的羟乙基纤维素；

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。

实施例中反射隔热铈酸镧色浆的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将铈酸镧、分散剂、消泡剂、去离子水混合搅拌进行预分散，泵入砂磨机研磨至铈酸镧D(90)为2.2μm；上述浆料与防沉剂在高速分散机内650rpm高速搅拌，加入pH调节剂以转速450rpm高速分散得到色浆。

实施例1-5及对比例的原料配比见下表：

表1实施例1-5及对比例1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的铈酸镧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：按质量百分含量将铈酸镧70％、分散剂1.5％、消泡剂2.0％、去离子水25.6％搅拌进行预分散，泵入砂磨机研磨至铈酸镧D(90)为2.2μm；上述浆料与防沉剂0.5％、无机黄色浆0.2％在高速分散机内650rpm高速搅拌10分钟，加入pH调节剂0.2％以转速450rpm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70％、分散剂1.5％、消泡剂2.0％、去离子水24.8％搅拌进行预分散，泵入砂磨机研磨一遍；上述浆料与防沉剂0.5％、无机黄色浆1.0％在高速分散机内650rpm高速搅拌10分钟，加入pH调节剂0.2％以转速450rpm高速分散5分钟。

表3实施例6与对比例2性能指标

铈酸镧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％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，将铈酸镧浆料50％、金红石型钛白粉4％、填料4％、中空玻璃微球6％、水性纯丙乳液22％、助剂2％、水12％在分散机内高速搅拌混合，得到以铈酸镧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28％，填料10％，中空玻璃微球6％，水性纯丙乳液22％，助剂3％，水31％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铈酸镧色浆替代部分金红石型钛白粉，钛白粉用量从28％降到4％，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。