[发明专利]一种含有气凝胶颗粒的粉末涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及粉末涂料及其制备方法。尤其是含有气凝胶颗粒的粉末涂料及其制备方法。

背景技术

气凝胶(aerogel)是由胶体粒子或高聚物分子相互聚集构成纳米多孔网络结构，并在孔隙中充满气态分散介质的一种高分散固态材料。气凝胶独特的纳米结构使得它具有许多的特性，如低导热、低声速、低密度和高比表面积等，具有优异隔热、隔音性能的材料。但气凝胶的强度较低、耐磨性差，工业化产品多为粉体，这就给气凝胶的应用带来局限性。目前，解决这一问题普遍采用复合的方法来扩大气凝胶的应用范围。中国专利CN1171094A(一种含有气凝胶的复合材料、其制备方法和应用)与CN1546312A(含有气凝胶和粘合剂的复合材料，其制备方法及其应用)采用气凝胶与树脂复合压制成板材，但这种方法不适合制造较薄的隔热材料，也不适合用于构件表面的隔热涂层。中国专利CN1622852A(耐热气凝胶绝缘复合材料及其制备方法，气凝胶粘合剂组合物及其制备方法)使用水性树脂与气凝胶复合，但由于水性涂料含水量大，施工周期长，且隔热性能低。中国专利CN1546312A(气凝胶复合柔性保温隔热薄膜及其制备方法)用有机硅树脂与气凝胶复合采用涂布的方法制造隔热涂层，但液态树脂极易浸入到气凝胶的纳米孔洞中，使得涂层整体的隔热性能降低。

发明内容

本发明为了解决现有采用气凝胶与树脂复合压制成板材的方法不适合制造较薄的隔热材料，也不适合在构件表面喷涂隔热层；中国专利CN1622852A由于水性涂料含水量大，施工周期比较长，且隔热性能低；而中国专利CN1546312A液态树脂极易浸入到气凝胶的纳米孔洞中，使得整体的隔热性能降低的问题，提供了一种含有气凝胶颗粒的粉末涂料及其制备方法，解决上述问题的具体技术方案如下：

本发明的粉末涂料含有气凝胶颗粒和粉末树脂，按体积百分比含量气凝胶颗粒为5～80％和粉  树脂为20～95％。

气凝胶颗粒的孔隙率大于50～99％。

气凝胶颗粒粒径为0.01～0.2mm。

气凝胶颗粒采用无机气凝胶、有机气凝胶或多组分气凝胶：无机气凝胶采用二氧化硅气凝胶、三氧化二铝气凝胶、二氧化锆气凝胶或二氧化钛气凝胶；有机气凝胶采用间苯二酚-甲醛气凝胶或三聚氰胺-甲醛气凝胶。

粉末树脂采用热固性粉末树脂或热塑性粉末树脂。  热固性粉末树脂为环氧聚酯(混合)型、环氧型、聚酯型或聚氨酯型等，热塑性粉末树脂采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、丙烯酸(酯)、尼龙、聚酰胺、聚偏氟乙烯树脂或热塑性酚醛树脂；工业上现己使用的粉末树脂体系。

一种含有气凝胶的粉末涂料的制备方法的步骤如下：    

步骤一、按体积百分比含量取气凝胶颗粒为5～80％和粉末树脂为20～95％放入高速混合机内以500～1500转/分钟，进行3～5分钟预混合；

步骤二、混合后的物料送到熔融挤出机中在80～100℃条件下熔融挤出得到气凝胶与树脂的混合物；

步骤三、通过冷却压片机压成薄片，冷却温度为30～40℃：

步骤四、冷却后的薄片经轧辊机粉碎成1～3mm的小薄片；

步骤五、将步骤四的小薄片状物料送入空气分级磨设备粉碎成0.01～0.10mm的粉体，筛选后得到粒径为0.02～0.08mm的粉末涂料。

本发明含有气凝胶的粉末涂料，除了具有粉末涂料通用特点即环保清洁、经济高效外，还具有良好的隔热、隔音以及表面疏水性能。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式由气凝胶颗粒、粉末树脂制成，按体积百分比气凝胶颗粒为5～80％和粉末树脂为39～80％。

气凝胶体积含量过高将导致涂层力学性能降低，气凝胶含量过低则隔热性能降低。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于它还含有助剂，助剂占涂料体积百分比的0～1.5％。

助剂采用丙烯酸类流平剂、有机盐类增电剂和/或硅烷偶联剂。用以保证静电喷涂的质量。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于它还含有遮光剂、遮光剂占涂料体积百分比的5～10％。

遮光剂体积含量在0～10％，根据需要可以不添加。

遮光剂能够保证涂层在热环境下隔绝红外的渗透。遮光剂采用二氧化钛、二氧化锆、碳纤维或炭黑。此外无机颜料的添加也能提高涂层的红外吸收能力。

具体实施方式四：本实施方式按体积百分比含量气凝胶颗粒为20％、粉末树脂为80％。