一种多彩红外低发射率的环保型涂料 |
|||||||
| 申请号 | CN201410670841.3 | 申请日 | 2014-11-20 | 公开(公告)号 | CN104403440A | 公开(公告)日 | 2015-03-11 |
| 申请人 | 中国海洋石油总公司; 中海油常州涂料化工研究院有限公司; 中海油能源发展股份有限公司; 中海油常州环保涂料有限公司; | 发明人 | 谭伟民; 王李军; 郁飞; 倪维良; 潘云飞; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种多彩红外低发射率的环保型涂料，由甲组分和乙组分构成，使用时按甲组分与乙组分的 质量 比为1:10混合均匀即可；甲组分为脂肪族 多异氰酸酯 ；乙组分由按质量分数计的下述组分组成：氟 碳 树脂 20～30％，特殊颜料35～50％，填料0～5％，分散剂1～5％， 流平剂 0.1～1％，定向剂3～8％，催干剂0.01～0.3％，混合 溶剂 15～25％，其特殊颜料由下述颜料组成：金红石型二 氧 化 钛 0～10％，1,4吡咯并吡咯二 酮 系有机红颜料0～5％，氧化铬绿0～25％，钛镍黄0～8％，黑色颜料0～5％，包覆型彩色金属颜料50～95％。该涂料热红外波段平均发射率0.40～0.65，且重金属含量符合要求。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种多彩红外低发射率的环保型涂料，由甲组分和乙组分构成，其特征在于，使用时，按甲组分与乙组分的质量比为1:10混合均匀即可； |
||||||
| 说明书全文 | 一种多彩红外低发射率的环保型涂料技术领域[0001] 本发明涉及一种多彩红外低发射率的环保型涂料。 背景技术[0002] 随着现代科技的迅猛发展，国家越来越重视材料的节能环保效应，在考虑提高生产力的同时越来越关注能源的消耗，因而与节能环保、节能降耗、提高能耗比的技术也逐渐成为热点。可见光－近红外波段是太阳光产生热量的主体区域，中红外区域3～5μm和8～14μm大气窗口的红外辐射主要来自于物体和背景自身的热辐射，低发射特性材料可以降低或改变物体本身的热辐射特征，实现综合散射特性与背景的相适应，是红外伪装的优选材料。金属材料的高反射特性使之成为节能环保型建筑涂料和红外伪装材料中最重要的颜料种类，其中片状铝粉由于轻质价廉，应用最为广泛。但是，铝粉也存在可见光反射强烈，不利于可见光隐蔽；抗氧化性差，氧化后发射率大幅上升的问题，因此，实际应用中也受到了诸多限制。此外，普通的热反射涂料采用无机铬黄颜料调色，虽然具有较高的太阳反射比，但涂料中的六价铬将对人体造成严重危害，对环境污染大，无法满足国家标准对人体有害重金属物质容许限值的要求。中国专利申请号201310248696.5和201310250312.3公开了两种红外低发射率绿色和土黄色涂料及其制备方法，具有可见光－近红外波段的兼容性，但此发明仅涉及8～14μm大气窗口，绿色涂料发射率在0.65以上，土黄色涂料发射率在0.56以上，发射率还有待进一步降低。中国专利申请号201210079320.1公开了一种红外低发射率涂料及其制备方法，3～5μm平均发射率低于0.35，8～14μm平均发射率低于0.45，但此发明只是实现了黄色系涂料的低发射率，在可见光－近红外的颜色兼容性方面还有待进一步提高。 发明内容[0003] 本发明的目的是::提供一种多彩红外低发射率的环保型涂料，能够模拟南方丛林绿色和北方黄土色背景的可见光－近红外光谱反射特性，热红外波段3～5μm和8～14μm平均发射率0.40～0.65，且有害重金属物质含量达到国家标准容许限值，适用于建筑外墙装饰和多波段兼容伪装。 [0004] 实现本发明目的的技术方案是：一种多彩红外低发射率的环保型涂料，由甲组分和乙组分构成，其特征在于，使用时，按甲组分与乙组分的质量比为1:10混合均匀即可； [0005] 甲组分为脂肪族多异氰酸酯； [0006] 乙组分由按质量分数计的下述组分组成：氟碳树脂20～30％，特殊颜料35～50％，填料0～5％，分散剂1～5％，流平剂0.1～1％，定向剂3～8％，催干剂0.01～ 0.3％，混合溶剂15～25％，上述各组分质量分数之和为100％； [0007] 所述特殊颜料由按质量分数计的下述颜料组成：金红石型二氧化钛0～10％，1,4吡咯并吡咯二酮系有机红颜料0～5％，氧化铬绿0～25％，钛镍黄0～8％，黑色颜料0～5％，包覆型彩色金属颜料50～95％，上述颜料质量分数之和为100％，其中，黑色颜料是铁铬黑、铜铬黑、铁钛黑或苝黑中的一种或几种的混合物；包覆型彩色金属颜料是包覆型黄色金属颜料、包覆型蓝色金属颜料、包覆型绿色金属颜料中的一种或几种的混合物； [0008] 所述混合溶剂为等质量比的丙二醇甲醚醋酸酯、甲基异丁基酮、醋酸丁酯的混合物。 [0009] 上述涂料的乙组分中，组成特殊颜料的包覆型彩色金属颜料为中海油常州涂料化工研究院有限公司的产品，其中，包覆型黄色金属颜料的产品牌号是CY10，包覆型蓝色金属颜料的产品牌号是CB10，包覆型绿色金属颜料的产品牌号是CG10。 [0010] 上述涂料的乙组分中，组成特殊颜料的金红石型二氧化钛为Dupont公司的R960、R706、R902中的一种；1,4吡咯并吡咯二酮系有机红颜料为CINIC公司的DDP红SR4C、DDP红SR3C、DDP红ST、DDP红SR2P、DDP红SR1C中的一种；钛镍黄为HEUCODUR公司的154、G9116、G9202中的一种。 [0013] 上述涂料的乙组分中，分散剂为Ciba EFKA-5065及下述公司品牌中的一种或几种：BYK公司的BYK-161、BYK-163，Lubrizol公司的Solsperse 32500、Solsperse 28000，Ciba公司Ciba EFKA-4010、Ciba EFKA-4030、Ciba EFKA-5065；流平剂为Ciba公司CibaEFKA-3034、Ciba EFKA-3600、Ciba EFKA-3777中的一种；定向剂为Eastman公司的381-0.5、381-2、381-20中的一种；催干剂为10wt％含量的二月桂酸二丁基锡。 [0014] 上述涂料中，作为所述甲组分的脂肪族多异氰酸酯为Bayer公司的Desmodur N75、Desmodur N3390、Desmodur N3800中的一种或几种。 [0015] 上述涂料乙组分的具体制备方法如下： [0016] 按前述乙组分的各组分用量，称取各组分的原料，然后，在拉缸内，加入混合溶剂、除分散剂Ciba EFKA-5065之外的其他分散剂、氟碳树脂、除包覆型彩色金属颜料外的组成特殊颜料的其他颜料、填料并以400～500转/分的速度分散1h后，移入砂磨机研磨至细度＜30μm，再将其移入拉缸内，加入包覆型彩色金属颜料、分散剂Ciba EFKA-5065、流平剂、定向剂、催干剂并以400～500转/分的速度分散2h后，制得乙组分，保存备用。 [0017] 本发明的技术效果是：本发明技术方案的涂料具有下述有益效果：①乙组分所用特殊颜料是由多种颜料组成的，这些颜料具有较高的红外反射率或具有较好的红外透过特性，特别是采用的多种颜色的包覆型彩色金属颜料，达到了涂膜颜色可控调节及红外低发射率的功能性，克服了使用普通片状铝粉的缺点，由于组成特殊颜料的各个颜料的颜色、种类及其用量配比恰当，而且与涂料的其他成分匹配，相互协同，使得涂膜的颜色达到GJB798-90对漆膜颜色的要求以及GJB 7928-2012对伪装涂料的通用要求。本发明提供的多彩红外低发射率的环保型涂料，热红外波段3～5μm和8～14μm平均发射率0.40～0.65，能够模拟南方丛林绿色和北方黄土色背景的可见光－近红外光谱反射特性，具有良好的多波段兼容伪装性能(见附图1和2)；②本发明组成特殊颜料的几种颜料易得、价格适中、不含重金属，符合环保要求；③乙组分选用的氟碳树脂与甲组分匹配，可涂覆于普通黑色金属、轻质金属、复合材料等各种载体表面，涂膜附着力好，耐水性和耐腐蚀性达到户外长期使用的要求，具有优异的理化性能；④乙组分选用的颜料、填料、混合溶剂，使得涂料成膜后的可溶性镉、可溶性铅、可溶性汞、可溶性铬的检出量均低于最低检出量(见表5)，符合目前国家的环保要求，适用于建筑外墙装饰和多波段兼容伪装。 附图说明[0018] 图1为本发明实施例1～4涂料涂膜的80℃条件下3～14μm波段红外发射率光谱曲线； [0019] 图2为本发明实施例1～4涂料涂膜的漫反射光谱曲线。 具体实施方式[0020] 以下结合实施例对本发明做进一步描述，但不局限于此。 [0021] 实施例及比较例所用原材料除另有说明外均为市售工业用品，可通过商业渠道购得。 [0022] 实施例1制备土黄色红外低发射率的环保型涂料A [0023] (一)制备乙组分 [0024] ①乙组分配方 [0025] 实施例1的乙组分按质量分数计由氟碳树脂28％、特殊颜料40％、填料3％、分散剂4.3％、流平剂0.5％、定向剂3％、催干剂0.2％、混合溶剂21％组成，其中，特殊颜料由按质量分数计的下述颜料组成：金红石型二氧化钛2.5％，1,4吡咯并吡咯二酮系有机红颜料1.8％，氧化铬绿0％，钛镍黄29.2％，黑色颜料(铁铬黑)11.5％，包覆型彩色金属颜料(包覆型黄色金属颜料)55.0％，具体原料及其用量见表1。 [0026] 表1 [0027] [0028] 注1：金红石型二氧化钛、1,4吡咯并吡咯二酮系有机红颜料、黄色颜料、黑色颜料、包覆型黄色金属颜料的用量是指该颜料在特殊颜料总用量40wt％中所占百分数； [0029] 注2：滑石粉、云母粉、膨润土的用量是指该填料在填料总用量3.0wt％中所占百分数。 [0030] ②制备乙组分 [0031] 按表1原料及其用量准备乙组分，然后，在拉缸内，加入混合溶剂、分散剂Solsperse32500和CibaEFKA-4010、氟碳树脂、除包覆型彩色金属颜料外的组成特殊颜料的其他颜料、填料并以400～500转/分的速度分散1h后，移入砂磨机研磨至细度＜30μm，再将其移入拉缸内，加入包覆型彩色金属颜料、分散剂CibaEFKA-5065、流平剂、定向剂、催干剂并以400～500转/分的速度分散2h后，制得实施例1的乙组分，保存备用； [0032] (二)制备土黄色红外低发射率的环保型涂料A [0033] 按质量比1:10分别称取甲组分脂肪族多异氰酸酯(Bayer公司的Desmodur N75)和上述(一)制得的乙组分，在容器内，将二者混合均匀即为实施例1的土黄色红外低发射率的环保型涂料A。 [0034] (三)检测性能 [0035] 采用岛津UV3700光谱仪测定实施例1涂料涂膜的漫反射光谱曲线(见附图2)，采用BRUKER VERTEX70变温红外发射率光谱仪测定实施例1涂料涂膜80℃条件下3～14μm波段红外发射率(见附图1)，并检测涂膜相关性能，结果见表5。 [0036] 实施例2制备土黄色红外低发射率的环保型涂料B [0037] (一)制备乙组分 [0038] ①乙组分配方 [0039] 实施例2的乙组分按质量分数计由氟碳树脂24％、特殊颜料46％、填料0％、分散剂4.1％、流平剂0.5％、定向剂5.2％、催干剂0.2％、混合溶剂20％组成，其中，特殊颜料由按质量分数计的下述颜料组成：金红石型二氧化钛4.8％，1,4吡咯并吡咯二酮系有机红颜料1.0％，氧化铬绿0％，钛镍黄1.0％，黑色颜料0％，包覆型彩色金属颜料(包覆型黄色金属颜料)93.2.％，具体原料及其用量见表2。 [0040] 表2 [0041] [0042] 注1：金红石型二氧化钛、1,4吡咯并吡咯二酮系有机红颜料、钛镍黄、包覆型彩色金属颜料的用量是指该颜料在特殊颜料总用量46wt％中所占百分数； [0043] ②制备乙组分 [0044] 按表2原料及其用量准备乙组分，然后，在拉缸内，加入混合溶剂、分散剂BYK161、和CibaEFKA-4030、氟碳树脂、除包覆型彩色金属颜料外的组成特殊颜料的其他颜料、填料并以400～500转/分的速度分散1h后，移入砂磨机研磨至细度＜30μm，再将其移入拉缸内，加入包覆型彩色金属颜料、分散剂CibaEFKA-5065、流平剂、定向剂、催干剂并以400～500转/分的速度分散2h后，制得实施例2的乙组分，保存备用； [0045] (二)制备土黄色红外低发射率的环保型涂料B [0046] 按实施例1的方法制得实施例2的土黄色红外低发射率的环保型涂料B。 [0047] (三)检测性能 [0048] 按实施例1的方法测定实施例2涂料涂膜的漫反射光谱曲线(见附图2),80℃条件下3～14μm波段红外发射率(见附图1)并检测涂膜相关性能，结果见表5。 [0049] 实施例3制备绿色红外低发射率的环保型涂料A [0050] (一)制备乙组分 [0051] ①乙组分配方 [0052] 实施例3的乙组分按质量分数计由氟碳树脂28％、特殊颜料40％、填料3％、分散剂4.4％、流平剂0.5％、定向剂2.7％、催干剂0.2％、混合溶剂21.2％组成，其中，特殊颜料由按质量分数计的下述颜料组成：金红石型二氧化钛10％，1,4吡咯并吡咯二酮系有机红颜料2.2％，氧化铬绿22.5％，钛镍黄6.2％，黑色颜料(苝黑)1.6％，包覆型彩色金属颜料(包覆型黄色金属颜料45.0％)57.5％，具体原料及其用量见表3。 [0053] 表3 [0054] [0055] [0056] 注1：金红石型二氧化钛、1,4吡咯并吡咯二酮系有机红颜料、钛镍黄、氧化铬绿、黑色颜料、包覆型彩色金属颜料是指该颜料在特殊颜料总用量40wt％中所占百分数； [0057] 注2：滑石粉、云母粉的用量是指该填料在填料总用量3.0wt％中所占百分数。 [0058] ②制备乙组分 [0059] 按表3原料及其用量准备乙组分，然后，在拉缸内，加入混合溶剂、分散剂BYK163、和CibaEFKA-4010、氟碳树脂、除包覆型彩色金属颜料外的组成特殊颜料的其他颜料、填料并以400～500转/分的速度分散1h后，移入砂磨机研磨至细度＜30μm，再将其移入拉缸内，加入包覆型彩色金属颜料、分散剂CibaEFKA-5065、流平剂、定向剂、催干剂并以400～500转/分的速度分散2h后，制得实施例3的乙组分，保存备用； [0060] (二)制备绿色红外低发射率的环保型涂料A [0061] 按实施例1的方法制得实施例3的绿色红外低发射率的环保型涂料A。 [0062] (三)检测性能 [0063] 按实施例1的方法测定实施例3涂料涂膜的漫反射光谱曲线(见附图2),80℃条件下3～14μm波段红外发射率(见附图1)并检测涂膜相关性能，结果见表5。 [0064] 实施例4制备绿色红外低发射率的环保型涂料B [0065] 实施例4的乙组分按质量分数计由氟碳树脂23.5％、特殊颜料45.9％、填料0％、分散剂4.1％、流平剂0.5％、定向剂5.8％、催干剂0.2％、混合溶剂20％组成，其中，特殊颜料由按质量分数计的下述颜料组成：金红石型二氧化钛0％，1,4吡咯并吡咯二酮系有机红颜料0.8％，氧化铬绿5.2％，钛镍黄2.7％，黑色颜料0％，包覆型彩色金属颜料(包覆型绿色金属颜料)91.3％，具体原料及其用量见表4。 [0066] 表4 [0067] [0068] [0069] 注：1,4吡咯并吡咯二酮系有机红颜料、氧化铬绿、钛镍黄、包覆型彩色金属颜料的用量是指该颜料在特殊颜料总用量45.9wt％中所占百分数； [0070] ②制备乙组分 [0071] 按表4原料及其用量准备乙组分，然后，在拉缸内，加入混合溶剂、分散剂Solsperse28000和CibaEFKA-4010、氟碳树脂、除包覆型彩色金属颜料外的组成特殊颜料的其他颜料、填料并以400～500转/分的速度分散1h后，移入砂磨机研磨至细度＜30μm，再将其移入拉缸内，加入包覆型彩色金属颜料、分散剂CibaEFKA-5065、流平剂、定向剂、催干剂并以400～500转/分的速度分散2h后，制得实施例4的乙组分，保存备用； [0072] (二)制备绿色红外低发射率的环保型涂料B [0073] 按实施例1的方法制得实施例4的绿色红外低发射率的环保型涂料B。 [0074] (三)检测性能 [0075] 按实施例1的方法测定实施例4涂料涂膜的漫反射光谱曲线(见附图2),80℃条件下3～14μm波段红外发射率(见附图1)并检测涂膜相关性能，结果见表5。 [0076] 本发明的多彩红外低发射率的环保型涂料可以通过在下述范围内(金红石型二氧化钛0～10％，1,4吡咯并吡咯二酮系有机红颜料0～5％，氧化铬绿0～25％，钛镍黄0～8％，黑色颜料0～5％，包覆型彩色金属颜料50～95％，上述颜料质量分数之和为100％)，调整组成特殊颜料的各个颜料的用量，可以获得多种颜色的红外低发射率的环保型涂料，在此不一一列举。 [0077] 表5 [0078] [0079] [0080] 注：表中“未检出”表示相应的镉、铅、汞、六价铬均低于下述检出限：可溶性镉的检出限是0.04mg/kg，可溶性铅的检出限是0.04mg/kg，可溶性汞的检出限是0.0025mg/kg可溶性铬的检出限是0.0075mg/kg。 [0081] 由表5及附图1～2可知，本发明的多彩红外低发射率的环保型涂料，热红外波段3～5μm和8～14μm平均发射率0.40～0.65，60°漆膜光泽良好，可见光－近红外范围能够模拟南方丛林绿色和北方黄土色背景的可见光－近红外光谱反射特性，具有良好的多波段红外兼容伪装性能。另外，本发明的多彩红外低发射率的环保型涂料，防腐蚀和耐介质性能良好，同时具有优异的耐候性，适合于恶劣环境下使用。此外，本发明的多彩红外低发射率的环保型涂料选用不含六价铬的颜料体系和环保型混合溶剂，减少了对人体的伤害，降低了环境污染，符合目前国家的环保要求，适用于建筑外墙装饰和多波段兼容伪装。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈