專利名稱：一種用于鋁合金型材的超聲波改性納米隔熱粉末涂料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于鋁合金型材的超聲波改性納米隔熱粉末涂料及其制備方法。
背景技術：
粉末涂料由于不含有機溶劑，因此可以避免環(huán)境污染、火災危險和危害人體健康 等問題，且噴逸的涂料可回收再用，所以它被認為是生態(tài)環(huán)保型、高生產效率、優(yōu)良涂膜性 能和經濟型的涂料產品，在各種涂料品種中發(fā)展速度最快，它在鋁合金型材中通常是作為 裝飾性涂料使用的。對于建筑隔熱保溫而言，用于采暖和空調能耗的40% -50%是由于門窗熱傳遞而 引起的。因此，隨著節(jié)能、環(huán)保的呼聲越來越高，在鋁合金型材上噴涂具有隔熱保溫功能的 納米粉末涂料是一種有效的方法。納米隔熱粉末涂料是在高分子基材中加入功能性的納米隔熱材料組成，要使納米 材料以原級穩(wěn)定存在，并能均勻地分散在基材中，產生納米尺度的相容或鍵合的復合物，必 須對納米微粒進行表面修飾。中國涂料，2008，23 (9) 28-31報道了 “納米AT0改性水性聚 氨酯涂料研究”，該文獻采用超聲波處理來分散納米AT0，賦予涂料紫外屏蔽、吸波、隔熱等 功能。由于所制得的是水基型涂料，因而不能使用于鋁合金型材上。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種用于鋁合金型材的超聲波 改性納米隔熱粉末涂料及其制備方法。為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案—種用于鋁合金型材的超聲波改性納米隔熱粉末涂料，其特征在于該粉末涂料的
組成及其質量份數為成膜劑100份固化劑4 9份流平劑0.6 1.5份脫氣劑0.2 0.6份空心微珠15份超聲波改性納米材料5 10份填料70份 所述的成膜劑是聚酯樹脂CE2598 ；所述的固化劑是羥烷基酰胺T105M ；所述的流 平劑是聚丙烯酸酯GLP 505 ；所述的脫氣劑是苯偶姻，即安息香；所述的空心微珠是空心陶 瓷微珠、電廠漂珠和空心玻璃微珠中的至少一種；所述的超聲波改性納米材料是超聲波改 性納米Si02、超聲波改性納米A1203、超聲波改性納米ZnO、超聲波改性納米Y203或超聲波改 性納米Fe203 ；所述的填料是鈦白粉、高嶺土、硫酸鋇、云母粉、硅藻土和滑石粉中的至少一種。上述的超聲波改性納米材料的制備方法是將質量為納米材料質量的0. 5 1.5%的硅烷偶聯劑加入到體積百分比濃度為70 90%的乙醇水溶液中，然后在30 50°C時超聲波預處理5 lOmin，再加入納米材料，控制體系的pH值為4 6，然后于50 70°C時超聲波再處理25 30min后，真空干燥即得到超聲波改性納米材料。上述的硅烷偶聯劑為縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三叔丁基過 氧硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、巰丙基三甲氧基硅烷、巰丙基三乙氧基硅烷、 雙-(Y-三乙氧基硅丙基)四硫化物或氨丙基三甲氧基硅烷中的一種。一種制備上述的超聲波改性納米隔熱粉末涂料的方法，其特征在于該方法的具體 步驟為將成膜劑、固化劑、流平劑、脫氣劑、空心微珠、超聲波改性納米材料和填料加入高 速混合機中充分混合均勻，再送入擠出機擠出成型，擠出機送料段溫度為105 115°C，出 料段溫度為110 125°C，出料后通過冷卻輥筒壓片冷卻至室溫；然后進行粉碎、空氣分級、 旋風分離、篩分及超細粉分離和收集，收集200目100%通過的粉末，即得到超聲波改性的 納米隔熱粉末涂料。本發(fā)明制備的鋁合金型材用超聲波改性納米隔熱粉末涂料的熱導率為 0. OQSZa.nT1 K_1)，比不加納米材料空白試樣的熱導率降低了 50. 84%，熱導率的下降幅 度明顯且制備簡便，應用前景非常廣闊。
具體實施例方式以下結合實施例對本發(fā)明作進一步具體描述，但并不局限于此。對比例(空白試樣)配方CE2598100 克T105M9 克GLP 5051. 5 克安息香0. 6克空心玻璃微珠10克空心陶瓷微珠5克鈦白粉35克硫酸鋇35克將配方中的各組分計量稱重，加入高速混合機中進行混合?；旌?5min使各個 組分充分混合均勻，將混合均勻的物料送入雙螺桿熔融混合擠出機，擠出機送料段溫度為 110°c，出料段溫度為115°C，出料后通過冷卻輥筒壓片冷卻至室溫。送入煙臺東輝粉末設備 有限公司ACM系列微磨粉系統進行高速粉碎、空氣分級、旋風分離、篩分及超細粉分離和收 集，超細粉的粒度200目以上100%通過，即得到超聲波改性的納米隔熱粉末涂料。2試樣的制備和測試1)性能測試采用日本昭和電工QTM-D2快速熱傳導測定儀測量試樣的熱導率。2)試樣的制備
試樣的長度為100mm、寬度50mm、厚度7mm。將粉末涂料置于上述尺寸的模具中，放 入鼓風干燥箱中進行固化。固化溫度控制在180°C，固化時間15min。固化后于室溫下放置 24小時進行熱導率測試。測量對比例涂料的熱導率見表1。實施例1 配方CE2598100 克T105M9 克GLP 5051. 5 克安息香0. 6克空心玻璃微珠10克電廠漂珠5克納米Y20310 克鈦白粉35克硫酸鋇35克1納米材料的超聲波改性將質量濃度為納米Y203 1. 2wt%的、-巰丙基三甲氧 基硅烷加入到體積百分比濃度為90%的乙醇水溶液中，在30°C時超聲波預處理lOmin，再 加入納米Y20350克，用冰醋酸控制體系pH值為5，然后于50°C時超聲波再處理30min后，在 DZF-6050型真空干燥箱中真空干燥得到超聲波改性的納米Y203 ；2納米隔熱粉末涂料的制備將配方中的各組分計量稱重，加入高速混合機中進 行混合?；旌?5min使各個組分充分混合均勻，將混合均勻的物料送入雙螺桿熔融混合擠 出機，擠出機送料段溫度為110°C，出料段溫度為115°C，出料后通過冷卻輥筒壓片冷卻至 室溫。送入煙臺東輝粉末設備有限公司ACM系列微磨粉系統進行高速粉碎、空氣分級、旋風 分離、篩分及超細粉分離和收集，超細粉的粒度200目以上100%通過，即得到超聲波改性 的納米隔熱粉末涂料。3試樣的制備和測試1)性能測試采用日本昭和電工QTM-D2快速熱傳導測定儀測量試樣的熱導率。2)試樣的制備試樣的長度為100mm、寬度50mm、厚度7mm。將粉末涂料置于上述尺寸的模具中，放 入鼓風干燥箱中進行固化。固化溫度控制在180°C，固化時間15min。固化后于室溫下放置 24小時進行熱導率測試。測量實施例1涂料的熱導率見表1。實施例2配方CE2598100 克T105M7 克GLP 5050.8 克安息香0. 3克
空心玻璃微珠空心陶瓷微珠
10克 5克 8克 35克 35克納米 ZnO鈦白粉硫酸鋇1納米材料的超聲波改性將質量濃度為納米ZnO 0. 8wt%的Y ~縮水甘油醚氧 丙基三甲氧基硅烷加入到體積百分比濃度為75%的乙醇水溶液中，在40°C時超聲波預處 理8min，再加入納米ZnO 45克，用冰醋酸控制體系pH值為5，然后于60°C時超聲波再處理 25min后，在DZF-6050型真空干燥箱中真空干燥得到超聲波改性的納米ZnO ；2納米隔熱粉末涂料的制備將配方中的各組分計量稱重，加入高速混合機中進 行混合?；旌?5min使各個組分充分混合均勻，將混合均勻的物料送入雙螺桿熔融混合擠 出機，擠出機送料段溫度為115°C，出料段溫度為125°C，出料后通過冷卻輥筒壓片冷卻至 室溫。送入煙臺東輝粉末設備有限公司ACM系列微磨粉系統進行高速粉碎、空氣分級、旋風 分離、篩分及超細粉分離和收集，超細粉的粒度200目以上100%通過，即得到超聲波改性 的納米隔熱粉末涂料。試樣的制備和測試同實施例1。測量實施例2涂料的熱導率見表1。實施例3配方CE2598100 克T105M9 克GLP 5051. 2 克安息香0. 5克空心玻璃微珠5克電廠漂珠10克納米Si025 克鈦白粉35克硫酸鋇35克1納米材料的超聲波改性將質量濃度為納米Si02 1. 5wt%的乙烯基三叔丁基過 氧硅烷加入體積百分比濃度為78%的乙醇水溶液中，然后在35°C時超聲波預處理lOmin， 再加入納米Si02 40克，用冰醋酸控制體系pH值為6，然后于70°C時超聲波再處理25min 后，在DZF-6050型真空干燥箱中真空干燥得到超聲波改性的Si02 ；2納米隔熱粉末涂料的制備將配方中的各組分計量稱重，加入高速混合機中進 行混合?；旌?5min使各個組分充分混合均勻，將混合均勻的物料送入雙螺桿熔融混合擠 出機，擠出機送料段溫度為105°C，出料段溫度為110°C，出料后通過冷卻輥筒壓片冷卻至 室溫。送入煙臺東輝粉末設備有限公司ACM系列微磨粉系統進行高速粉碎、空氣分級、旋風 分離、篩分及超細粉分離和收集，超細粉的粒度200目以上100%通過，即得到超聲波改性 的納米隔熱粉末涂料。試樣的制備和測試同實施例1。測量實施例3涂料的熱導率見表1。實施例4
配方CE2598T105MGLP 505安息香
100克 4克 0.6克 0. 2克 5克 10克 8克 35克 35克空心玻璃微珠空心陶瓷微珠納米 A1203鈦白粉硫酸鋇1內米材料的超聲波改性將質量濃度為納米A1203 0. 5襯％的氨丙基三甲氧 基硅烷加入體積百分比濃度為70%的乙醇水溶液中，然后在50°C時超聲波預處理5min，再 加入所述納米A1203 50克，用冰醋酸控制體系pH值為4，然后于50°C時超聲波再處理30min 后，在DZF-6050型真空干燥箱中真空干燥得到超聲波改性的納米A1203 ；2內米隔熱粉末涂料的制備將配方中的各組分計量稱重，加入高速混合機中進 行混合?；旌?5min使各個組分充分混合均勻，將混合均勻的物料送入雙螺桿熔融混合擠 出機，擠出機送料段溫度為112°C，出料段溫度為120°C，出料后通過冷卻輥筒壓片冷卻至 室溫。送入煙臺東輝粉末設備有限公司ACM系列微磨粉系統進行高速粉碎、空氣分級、旋風 分離、篩分及超細粉分離和收集，超細粉的粒度200目以上100%通過，即得到超聲波改性 的納米隔熱粉末涂料。試樣的制備和測試同實施例1。測量實施例4涂料的熱導率見表1。表 權利要求
一種用于鋁合金型材的超聲波改性納米隔熱粉末涂料，其特征在于該粉末涂料的組成及其質量份數為成膜劑100份固化劑4～9份流平劑0.6～1.5份脫氣劑0.2～0.6份空心微珠 15份超聲波改性納米材料5～10份填料 70份所述的成膜劑是聚酯樹脂CE2598；所述的固化劑是羥烷基酰胺T105M；所述的流平劑是聚丙烯酸酯GLP 505；所述的脫氣劑是苯偶姻；所述的空心微珠是空心陶瓷微珠、電廠漂珠和空心玻璃微珠中的至少一種；所述的超聲波改性納米材料是超聲波改性納米SiO2、超聲波改性納米Al2O3、超聲波改性納米ZnO、超聲波改性納米Y2O3或超聲波改性納米Fe2O3；所述的填料是鈦白粉、高嶺土、硫酸鋇、云母粉、硅藻土和滑石粉中的至少一種。
2.根據權利要求1所述的超聲波改性納米隔熱粉末涂料，其特征在于所述的超聲波改 性納米材料的制備方法是將質量為納米材料質量的0. 5 1. 5%的硅烷偶聯劑加入到體 積百分比濃度為70 90%的乙醇水溶液中，然后在30 50°C時超聲波預處理5 lOmin， 再加入納米材料，控制體系PH值為4 6，然后于50 70°C時超聲波再處25 30min后， 真空干燥即得到超聲波改性納米材料。
3.根據權利要求2所述的超聲波改性納米隔熱粉末涂料，其特征在于所述的硅烷偶聯 劑為縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三叔丁基過氧硅烷、氨丙基三乙氧 基硅烷、巰丙基三甲氧基硅烷、巰丙基三乙氧基硅烷、雙-(Y-三乙氧基硅丙基)四 硫化物或氨丙基三甲氧基硅烷。
4.一種制備根據權利要求1所述的超聲波改性納米隔熱粉末涂料的方法，其特征在 于該方法的具體步驟為將成膜劑、固化劑、流平劑、脫氣劑、空心微珠、超聲波改性納米材 料和填料加入高速混合機中充分混合均勻，再送入擠出機擠出成型，擠出機送料段溫度為 105 115°C，出料段溫度為110 125°C，出料后通過冷卻輥筒壓片冷卻至室溫；然后進行 粉碎、空氣分級、旋風分離、篩分及超細粉分離和收集，收集200目100%通過的粉末，即得 到用于鋁合金型材的超聲波改性的納米隔熱粉末涂料。成膜劑 固化劑 流平劑 脫氣劑 空心微珠100份 4 9份 0. 6 1. 5份 0. 2 0. 6份 15份 5 10份 70份超聲波改性納米材料 填料
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于鋁合金型材的超聲波改性納米隔熱粉末涂料及其制備方法。該粉末涂料的組成及其質量份數為成膜劑 100份，固化劑 4～9份，流平劑 0.6～1.5份，脫氣劑 0.2～0.6份，空心微珠 15份，超聲波改性納米材料 5～10份，填料 70份。本發(fā)明制備的超聲波改性納米隔熱粉末涂料的熱導率為0.0932(W·m-1·K-1)，比不加納米材料空白試樣的熱導率降低了50.84％，熱導率的下降幅度明顯且制備簡便，應用前景非常廣闊。
文檔編號C09D5/03GK101857768SQ20101020281
公開日2010年10月13日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權日2010年6月18日
發(fā)明者何丹農, 盛小海, 金彩虹, 陳月輝 申請人:上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司