热反射涂料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及涂料，尤其涉及具有超疏水性和隔热性能的热反射涂料及其制备方法和在建筑领域的应用，属于热反射涂料及其应用领域。

背景技术：

1、城市热岛效应导致燃料消耗和温室气体排放等能源环境问题日益凸显，智能窗户、冷屋顶和节能涂料等通过对光线的反射实现温度调控的研究成为热点。尤其是在全球气候变暖和建筑隔热降温需求强烈的背景下，具有高太阳光反射率的材料受到特别关注。在太阳光谱中，52％的能量辐射在红外波段(>0.76nm)，且环境中热量的积聚主要是来自于太阳光在近红外波段(760-2500nm)的辐射，基于红外反射隔热节能材料是目前解决碳排放的主要方式。

2、传统的隔热保温材料，例如六硼化镧(lab6)和铯钨青铜(csxwo3)，虽然有着高红外光吸收和屏蔽性能，但材料本身极易与空气中的氧气、水等发生反应，稳定性差，且制备工艺复杂，成本高，产量较小。而同样拥有优异紫外辐射吸收性能以及高近红外反射性能的稀土氧化铈纳米材料(ceo2)因制备工艺简单，稳定性好、无毒性备受青睐。在镧系元素中，铽(tb)作为半导体掺杂离子，其成本低、毒性低，因此也常被用作调控ceo2在紫外、可见光、红外波段光学性能的材料。

3、目前市面上大多数的隔热型涂料性能易受到灰尘沉积的影响，二氧化硅(sio2)材料不仅具有优异的隔热性能，如果将其进行改性处理，可拥有优异的疏水性能，将其应用于涂料中，可以制备出既能隔热又有优异疏水防火性能的建筑涂料，将有更加广泛的应用前景。

技术实现思路

1、本发明的目的之一是提供一种热反射涂料；

2、本发明的目的之二是提供所述热反射涂料的制备方法；

3、本发明的目的之三是将所述的热反射涂料作为建筑涂料应用于建筑领域。

4、本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：

5、本发明的一方面是提供了一种热反射涂料，包括以下各成分：铽掺氧化铈粉末(ceo2:tb)、改性二氧化硅和硅酸钙复合物、粘接剂和成膜剂。

6、本发明的一种优选的具体实施方案，按照质量份计，各成分的用量优选为：铽掺氧化铈粉末35-55份，改性二氧化硅和硅酸钙复合物40-60份，粘接剂3-8份，成膜剂50-70份；更优选的，各成分的用量为：铽掺氧化铈粉末45份，改性二氧化硅和硅酸钙复合物50份，粘接剂5份，成膜剂60份。

7、本发明的一种优选的具体实施方案，所述的铽掺氧化铈粉末的制备方法可以是将硝酸铽和氧化铈粉末一起球磨后经高温煅烧；将高温煅烧产物球磨、过筛，即得；其中，按照质量比计，硝酸铽和氧化铈粉末的比例优选为(1-5)：(90-100)；最优选的，硝酸铽和氧化铈粉末的比例为1：(24-100)；所述的高温煅烧优选在马弗炉中进行高温煅烧，所述的高温煅烧的温度为800-1200℃，更优选的，所述的高温煅烧的温度为900℃；所述的过筛优选为过200目筛；

8、本发明的一种优选的具体实施方案，所述的改性二氧化硅和硅酸钙复合物是将改性二氧化硅与硅酸钙一起球磨后再过筛所得到的产物；其中，按照质量比计，改性二氧化硅与硅酸钙的比例优选为(60-90):(10-40)，最优选为70:30。

9、本发明的一种优选的具体实施方案，所述的过筛优选为过200目筛。

10、其中，所述的改性二氧化硅的制备方法包括：向酸性硅溶胶中滴加六甲基二硅氮烷，在恒温下搅拌反应；将反应产物干燥、磨成细粉，即得改性二氧化硅；其中，所述酸性硅溶胶优选为浓度为9.8％(重量)酸性硅溶胶，更优选的，所述酸性硅溶胶的ph值为1.14。

11、一种优选的实施方案，按照质量比计，酸性硅溶胶与六甲基二硅氮烷的比例为(60-75)：(25-40)；最优选为66.67：33.33。

12、一种优选的实施方案，所述的恒温可以是30-45℃范围内的任何一种恒定温度，优选为35℃。

13、本发明的一种优选的具体实施方案，所述粘接剂优选为可分散乳胶粉或羟丙基甲基纤维素醚中的任何一种或按照任意比例组成的混合物；其中，所述的可分散乳胶粉可以是ldm 1646p可分散乳胶粉，由醋酸乙烯酯和乙烯-eva二元聚合而成，以聚乙烯作为保护胶体，或者是瓦克乳胶粉5044n。

14、本发明的一种优选的具体实施方案，本发明中所述的成膜剂优选为无水乙醇。

15、本发明提供的热反射涂料具有优异的超疏水性和隔热性能，具有较高红外反射率，在红外波段的反射率能高于市售的隔热建筑涂料，并且能对太阳光中的紫外线和近红外线进行屏蔽和反射，耐高低温变化、防水性能强，同时还拥有优异的自清洁性能。

16、本发明的另一方面是提供一种所述热反射涂料的制备方法，包括：

17、将铽掺氧化铈纳米粉末、改性二氧化硅和硅酸钙复合物和粘接剂加入到成膜剂中，搅拌均匀，即得。

18、本发明的一种优选的具体实施方案，所述的搅拌的转速优选为500-1500转/分，最优选为1000转/分；所述的搅拌的时间优选为10-60分钟，最优选为30分钟。

19、本发明提供的热反射涂料采用的铽掺氧化铈纳米粉末具有高近红外光反射率，涂料涂层具有高太阳光反射率、近红外反射率，其中近红外反射率可以在85.54％-76.23％范围内，例如82.46％，近红外太阳光反射率可以在89.17％-77.67％范围内，例如86.70％，本发明提供的热反射涂料可以有效反射、阻隔太阳辐射，降低建筑物表面和内部温度；本发明的涂料中含有改性二氧化硅和硅酸钙复合物，不仅具有优异的隔热性能，同时也具有优异的超疏水能力和自清洁能力，接触角均大于150°，例如151.8°、152.1°、152.2°。

20、本发明提供的热反射涂料中的涂料含有氧化铈，氧化铈是重要的抗菌材料之一，其抗菌防霉效果显著持久，因此在实际应用时涂料中可减少或者不添加防霉抗菌剂。

21、本发明提供的热反射涂料不含有毒、有害重金属，是一种绿色环保的涂料，可作为建筑物、油罐车、工业储罐、集装箱、户外电柜等涂料，也可作为家装涂料。

技术特征：

1.一种热反射涂料，其特征在于，包括以下各成分：铽掺氧化铈粉末、改性二氧化硅和硅酸钙复合物、粘接剂和成膜剂。

2.根据权利要求1所述的热反射涂料，其特征在于，按照质量份计，各成分的用量为：铽掺氧化铈粉末35-55份，改性二氧化硅和硅酸钙复合物40-60份，粘接剂3-8份，成膜剂50-70份；优选的，各成分的用量为：铽掺氧化铈粉末45份，改性二氧化硅和硅酸钙复合物50份，粘接剂5份，成膜剂60份。

3.根据权利要求1或2所述的热反射涂料，其特征在于，所述的铽掺氧化铈粉末的制备方法包括：将硝酸铽和氧化铈粉末一起球磨后经高温煅烧；将高温煅烧产物球磨、过筛，即得。

4.根据权利要求3所述的热反射涂料，其特征在于，按照质量比计，硝酸铽和氧化铈粉末的比例为(1-5)：(90-100)；优选的，硝酸铽和氧化铈粉末的比例为1：(24-100)；所述的高温煅烧在马弗炉中进行高温煅烧，其中，高温煅烧的温度为800-1200℃，优选的，所述的高温煅烧的温度为900℃；所述的过筛为过200目筛。

5.根据权利要求1或2所述的热反射涂料，其特征在于，所述的改性二氧化硅和硅酸钙复合物的制备方法包括：将改性二氧化硅与硅酸钙一起球磨后再过筛所得到的产物；其中，按照质量比计，改性二氧化硅与硅酸钙的比例优选为(60-90):(10-40)，最优选为70:30；所述的过筛优选为过200目筛。

6.根据权利要求5所述的热反射涂料，其特征在于，所述的改性二氧化硅的制备方法包括：向酸性硅溶胶中滴加六甲基二硅氮烷，在恒温下搅拌反应；将反应产物干燥、磨成细粉，即得改性二氧化硅。

7.根据权利要求6所述的热反射涂料，其特征在于，所述酸性硅溶胶为浓度为9.8％酸性硅溶胶，优选的，所述酸性硅溶胶的ph值为1.14；按照质量比计，酸性硅溶胶与六甲基二硅氮烷的比例为(60-75)：(25-40)；优选为66.67：33.33；

8.根据权利要求1或2所述的热反射涂料，其特征在于，所述粘接剂为可分散乳胶粉或羟丙基甲基纤维素醚中的任何一种或按照任意比例组成的混合物；所述的成膜剂为无水乙醇。

9.权利要求1或2所述的热反射涂料的制备方法，其特征在于，包括：将铽掺氧化铈纳米粉末、改性二氧化硅和硅酸钙复合物和粘接剂加入到成膜剂中，搅拌均匀，即得；其中，所述的搅拌的转速优选为500-1500转/分，最优选为1000转/分；所述的搅拌的时间优选为10-60分钟，最优选为30分钟。

10.权利要求1或2所述的热反射涂料作为建筑涂料中的应用。

技术总结本发明公开了热反射涂料及其制备方法和应用。所述的热反射涂料包括以下各成分：铽掺氧化铈粉末、改性二氧化硅和硅酸钙复合物、粘接剂和成膜剂；其制备方法包括：将铽掺氧化铈纳米粉末、改性二氧化硅和硅酸钙复合物和粘接剂加入到成膜剂中，搅拌均匀。本发明提供的热反射涂料含有铽掺氧化铈纳米粉末，具有较高红外反射率，在红外波段的反射率能高于市售的隔热建筑涂料，并且能对太阳光中的紫外线和近红外线进行屏蔽和反射，耐高低温变化、防水性能强；本发明热反射涂料中含有改性二氧化硅和硅酸钙复合物，不仅具有优异的隔热性能，同时也具有优异超疏水能力和自清洁性能，接触角均大于150°；本发明热反射涂料中含有氧化铈，具有抗菌防霉效果。技术研发人员：贾国治,薛博言,林雨萱受保护的技术使用者：山西玉竹新材料科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13