涂料配方分析
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下一篇 2012-11-02 11:23:40/ 个人分类:配方
禾川化工专业从事涂料成分分析配方分析,成分分析,配方研制,为涂料相关企业提供整套技术解决方案一站式服务。
涂料配方分析
一、背景
20世纪70年代以来,世界气候变暖,气温逐年上升,同时能源消耗也是当今世界面临的重大难题。因此,开发出能令被涂物在太阳光照射下产生降温效果的隔热节能涂料[1-2],已成主流趋势。
节能涂料按其节能原理的可分为阻隔型、辐射型、反射型。这三种节能涂料因隔热机理不同,性能特点、应用场合及节能效果也不相同。反射型节能涂料也称太阳反射涂料,是一种简便易行、效果明显的节能材料,目前已成为人们研究和开发的热点。最初,热反射涂料是为满足军事上的需求而发展起来的,涂装后可降低和削弱敌方热红外探测设备的效能,使自身的综合热散射特征与周围背景相适应。如今,国内外在反射涂料的理论研究方面日趋完善,已广泛应用于建筑、石油、运输等众多领域。用于建筑行业的热反射涂料,同时具有降低漆膜日光热老化作用,延长涂料使用周期,具有适应基材开裂的能力,及优良的防水性能。
1.1热反射节能涂料的研究概况及发展前景
早在20世纪70年代,国外已经开始了反射隔热涂料的研究,并逐渐向产业化方向发展。有代表性的如美国盾牌(Thermo-hield)节能涂料,新加坡高科(HIT)涂料,美国太阳能集团公司研制的LO/MIT-1型隔热漆,雅典的Intermat防务涂料公司等。盾牌节能涂料用于航天飞机隔热保温,涂料中含有极细的陶瓷泡,对阳光有较高的反射率,且成膜后陶瓷泡紧密排列形成完整的隔热层,可令被涂物内部温度大大降低,节能约40%。太阳能集团的LO/MIT-1型隔热漆,其隔热效果是标准金属薄膜的85%-95%,夏天用于屋顶涂装,可令室内温度降低5.5-14.5℃,即可节省空调能8-12%;冬天,可阻止热量向外辐射,又可节省取暖能1%-2%。Intermat防务涂料公司开发的热反射涂料,可将物体的温度降到一个特定值,与环境温度相近,红外特征降低达50%,表面温度降低达65%。此涂料的防护范围为400-2000nm,热观测仪、夜视产品、以及卫星、激光定位系统等很多传感器都难以分辨。
国内研究虽起步较晚,但不少高等学校及研究单位介入这一领域,因此,在机理研究、品种开发及工程应用方面,取得了巨大进展。近几年,可见光及近红外隐身涂料、红外隐身涂料的研发,更取得了较大进步,可以说已具有与国外同步的研发水平。屠平亮等[8]早在20世纪90年代就研制出一种在高温时仍保持高发射率的节能涂料。上海大通应用化学所于1992年研制的凉凉隔热胶,已大量工程应用,尤其是油罐。2003年,贝马集团西安分公司开发的贝马牌热反射涂料,已用于化工槽罐、船舶及建筑外墙。2004年,深圳迪凯化工有限公司研制的DK-IC320系列太阳热反射隔热防腐蚀涂料,已开始工程应用。
目前,我国建筑能耗占能源总消耗的1/3左右,建筑单位面积采暖能耗是国际气候条件相近发达国家的2倍~3倍。随着建筑节能标准的出台,发展低能耗、保温隔热性能好的新型材料成为主流趋势,建设部从2007年起全面推行节能建筑认证体系。建筑节能新技术的研究开发和新产品的推广应用,是推动建筑节能工作的有效途径。巨大的建筑节能市场将带动建筑涂料产进行新的发展,我国是节能涂料最具发展潜力的大市场。
在建筑节能外墙保温系统设计中,应用较多的为白色热反射隔热涂料,以空心微珠和高折射率TiO2为主要功能颜填料,对太阳光的热反射比可达80%以上。随着建筑节能的需求日益迫切,单一白色热反射涂料已不能满足多色彩的外墙涂料要求;而彩色热反射涂料因在可见光波段的高吸收性和颜料耐候性差,其使用和推广受到限制。选择红外反射性好的颜料,通过补色原理调色制备的灰色系涂料,成为节能涂料发展的主流。
二、太阳热反射节能涂料
2.1太阳热反射节能涂料的组成
太阳辐射能的波长覆盖面很广,到达地面空间的波长在303nm~2500nm之间。波长在300nm~400nm之间的高能紫外光只占能量的5%,其大部分被吸收,其主要损伤和降解有机材料,如涂料中的聚合物;大约45%的太阳辐射能在波长为400nm~700nm之间的可见光,不同的颜色反射不同波段不同程度的光;波长在700~2500nm之间的太阳波谱属红外区域,占太阳辐射能的50%。红外辐射既可被吸收,又可被反射,吸收可致涂料升温,并通过远红外区将能量散发出去。
四、参考配方
4.1配方1:保温涂料1
成分
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质量百分比
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成分说明
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丙烯酸乳液
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45-55%
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成膜物质
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金红石型钛白粉
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5-15%
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填料
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重质碳酸钙
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15-25%
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填料
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硼酸盐型玻璃微珠
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5-15%
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红外线反射颜料
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稀土金属氧化物
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0-5%
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红外线反射颜料
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流平剂
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0-2%
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颜料分散剂
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0-1%
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杀菌防霉剂
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0-1%
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PH调节剂
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0-1%
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纤维素类增稠剂
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0-1%
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有机硅类消泡剂
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0-1%
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注:此涂料涂布后,使建筑物表面温度降低约26℃,箱内空气温度降低约19℃,隔热效果较明显。
4.2配方2:保温涂料2
成分
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质量百分比
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成分说明
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醇酸树脂
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25-35%
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成膜物质
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丙酮
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15-30%
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溶剂
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丙二醇甲醚
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15-30%
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溶剂
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钛白粉
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15-25%
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填料
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空心玻璃珠
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5-15%
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红外线反射颜料
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膨胀珍珠
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2-5%
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红外线反射颜料
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酷酸铝纤维
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3-8%
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红外线反射颜料
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流平剂
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0-2%
|
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颜料分散剂
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0-1%
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杀菌防霉剂
|
0-1%
|
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