一种疏水隔热涂料及其制备方法技术

一种疏水隔热涂料，包括以下按重量比计的原料：乳液35‑45％、颜料8‑11％、隔热功能填料4‑7％、体质填料10‑12％、润湿剂0.4‑0.5％、分散剂1‑1.5％、消泡剂0.5‑0.6％、增稠剂0.7‑0.8％、成膜助剂1‑2％、疏水剂7‑10％、其他助剂0.3‑2％、余量为水。通过TiO2包覆空心玻璃微珠研制的隔热功能涂料自身热阻大、导电系数低、对光热的反射率高，能够有效降低辐射传热与对流传热，起到隔热保温作用，且纳米级的锐钛型二氧化钛具有光催化特性，能够有效降解甲醛，对解决环境污染、能源浪费有不可估量的作用。本发明专利技术集齐了水性涂料、疏水涂料和隔热涂料三种涂料的优点，是一种绿色环保型涂料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于涂料
，具体涉及一种新型疏水隔热涂料及其制备方法。
技术介绍
随着可利用能源的消耗，节能材料引起了人类的广泛关注。隔热涂料是近年来发展起来的一种新型节能材料，它通过有效地反射太阳光的能量，降低物体表面对太阳辐射能量的吸收，从而起到隔热保温的效果。隔热涂料作为一种功能性涂料，可以降低物体的表面温度、阻止热传导、改善工作环境、提高安全性。随着深入的研究表明其在光催化降解甲醛方面也有一定作用。水性涂料是以乳液等为黏合剂，加入成膜助剂、增稠剂、分散剂、消泡剂、颜填料等多种材料，再经搅拌、研磨、调制而成的一种涂料。它以水为分散介质，无毒无味，不污染环境，是一种绿色环保涂料。普通外墙乳胶漆的耐水性、耐侯性不足，特别是受雨水、污水影响较大，极大地损害了建筑物的美观。采用硅丙乳液，能够达到疏水效果，将研制的疏水剂加入到乳胶漆中,能进一步降低漆膜的表面能与加大表面粗糙度提高其表面疏水性，防止水分渗透，增强乳胶漆的耐沾污性。水性疏水隔热功能涂料集齐了水性涂料、疏水涂料和隔热涂料三种涂料的优点，具备良好的疏水隔热性能，并能够解决环境污染、能源浪费的问题，是一种绿色环保涂料。随着节能减排、环境保护问题的日益突出，水性涂料，特别是水性多功能涂料，是未来涂料发展中是一大热点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型疏水隔热涂料及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：一种疏水隔热涂料,包括以下按重量份计的原料：乳液35-45％、颜料8-11％、隔热功能填料4-7％、体质填料10-12％、润湿剂0.4-0.5％、分散剂1-1.5％、消泡剂0.5-0.6％、增稠剂0.7-0.8％、成膜助剂1-2％、疏水剂7-10％、其他助剂0.3-2％、余量为蒸馏水。优选地，所述的乳液是纯丙乳液、苯丙乳液和硅丙乳液中的一种或多种。进一步优选地，所述的乳液是硅丙乳液。乳胶漆中使用的白色颜料主要有钛白粉、立德粉、锌白粉等。其中钛白粉的应用最为广泛，是一种理想的白色颜料，能抵抗多数的化学物质、有机溶剂，耐热，最重要是具有高折射率，遮盖力强。其次，具有耐久性。广泛应用于涂料、塑料、造纸、油墨、化学纤维和化妆品。涂料中常用的钛白粉主要有金红石、锐钛矿两种。两者之间存在着较大的差异，如下表1：表1金红石与锐钛矿性能对比颜料折射系数越高，涂膜的反射率也越高，相同条件下涂膜表面温度也越低，即能提高涂料的隔热效果。其中金红石型钛白粉折射指数较高且网状结构紧密。金红石型在高能(较短波长)吸收辐射能较锐钛型大，换句话说，对于金红石型钛白粉，在具有很强杀伤力的UV-波长段内(350-400nm)，它对紫外线的反射率要远远低于锐钛型钛白粉，在这种情况下，它对周围的成膜物、树脂等身上所要分担的紫外光线就要少得多，那么这些有机物的使用寿命就长，这就是说，为什么通常所说的金红石型钛白粉的耐候性要比锐钛型好之原因所在，综合分析，金红石型钛白粉比锐钛矿型钛白粉总体性能要好。优选地，所述的填料是重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、硅灰石粉、云母粉、高岭土、沉淀硫酸钡、膨润土、灰钙粉、超细硅酸铝、石英粉中的一种或多种。乳胶漆中使用的填料品种很多，常用的有重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、硅灰石粉、绢云母粉(云母粉)、高岭土、沉淀硫酸钡、膨润土、灰钙粉、超细硅酸铝、石英粉等。不同种类的填料，其比重、密度、吸油量、颗粒大小、颗粒分布以及填料粒子表面处理等都不同，且耐紫外光降解、耐酸雨侵蚀能力存在差异，因此在保光、保色性能等方面差异很大。下表2为常用填料的主要性能特征：表2常用填料品种性能及主要特性本专利技术选用重质碳酸钙(1000目)、硅藻土(2500目)、滑石粉(2500目)和高岭土(2500目)作为填料。因为硅藻土是由硅藻的硅质细胞组成的一种生物化学沉积岩，质地松软，多孔而轻，导热系数为0.17w/m·K，具有很好的绝热性能。硅藻土和滑石粉等填料折射率相当低，不直接散射光，但用作体质颜料可提高二氧化钛的散射效率，并且在“大气窗口”波段(8～13μm)内存在较强辐射散热能力。采用硅藻土和滑石粉辅助钛白粉制备隔热涂料，具有优良的隔热性能，且产品成本较低。高岭土质软，具有优异的悬浮性，易分散在水中。大多数高岭土都是六角形片状结构，有的含有无定型片状粉末，润湿时有黏塑性，含油量，防止颜料沉淀，还可使乳胶漆的遮盖力、黏度的稳定性得到改善。重质碳酸钙价格低廉，可降低产品的成本。优选地，所述的增稠剂是羟乙基纤维素(如Qp-30000)、碱溶胀增稠剂(如TA-710)和缔合型聚氨酯增稠剂(如RM-5000)中的一种或多种。在涂料制备前期，可以预先加入适量的纤维素，经过低速均匀分散能大大增加体系的稠度，可以极大的提高颜填料分散过程的切割程度，有助于颜填料在短时间内得到充分分散。在涂料制备后期调节涂料粘度时，可以加入碱溶胀增稠剂，可以调节涂料的粘度和提高流平性。涂料中所用的分散剂有很多种，为了节约成本，在水性涂料中，通常不会使用较贵的分散剂，常用能解絮凝的分散剂。优点在于：对颜填料展色性好、鲜艳度高、光泽好。但在纯乳液体系中，则最好选用增强电荷相斥的分散剂，如电中性胺盐、聚羧酸盐类的分散剂，其润湿性、渗透力很强。聚羧酸盐，对无机颜料具有优异的分散性，贮存后色浆变化小，良好的润湿性和低起泡性，良好的展色性，用量省。本专利技术选用聚羧酸盐类的分散剂SN-5040。所述的润湿剂为壬基酚聚氧乙烯醚。本专利技术选用TiO2包覆空心玻璃微珠为功能隔热涂料。含有空心玻璃微珠的涂层的导热系数略高于常规有机和无机玻璃微珠，是一种球形中空材料,应用在涂料中可提高涂层的耐腐蚀性、耐候性和隔热性能及保温材料的导热系数，随着空心玻璃微珠含量的增大，导热系数越低，同时空心玻璃微珠也可以提高涂层的反射能力，可以把空心玻璃微珠作为填料，用到太阳热反射涂料涂层的底层(与被涂物接触)中。将空心玻璃微珠应用于涂料中，待涂料干燥后，中空微珠紧密排列起来，形成一个完整的空心隔离层，不仅具有良好的隔热效果，还具有优异的隔音效果。然而,空心玻璃微珠真密度仅为250～400kg/m3，将其直接加入水性涂料体系中，空心玻璃微珠易上浮在涂料表面形成结膜而降低涂料的均匀性。因此，通过对空心玻璃微珠表面进行修饰实现其在涂料体系中的均匀分散，是当前实现空心玻璃微珠应用及其功能化的有效方法之一。TiO2是涂料中最广泛使用的一种重要颜料，它常温下几乎不与其它物质反应，不溶于水、脂肪，也不溶于酸、碱，能够赋予涂料优良的耐候性和光泽度。早在上世纪90年代，科学家就已经证实了纳米TiO2具有光催化特性，即在光作用下，纳米TiO2可发生连续的氧化还原反应，最终有机污染物将解为CO2和水。在空心微珠表面附上一层TiO2薄膜，这样可以提高空心玻璃微珠的白度。另外TiO2薄膜对太阳光的反射比高，能起到反射太阳光，这样就能够增加空心玻璃微珠的使用量,提高其隔热降温能力。以钛酸丁酯作为前驱，钛酸丁酯对水有非常高的化学活性，水解生成TiO2与正四丁酸。水解生成物无毒，经过干燥与煅烧容易清除。选用无水乙醇作为溶剂，由于钛酸丁酯对水有非常高的化学活性，需要含水量极低的溶剂，无水乙醇在现今有机溶剂中使用最广而且来源方便、价格便宜、容易挥发、无毒。冰醋酸做抑制剂，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种疏水隔热涂料,其特征在于，包括以下按重量比计的原料：乳液35‑45％、颜料8‑11％、隔热功能填料4‑7％、体质填料10‑12％、润湿剂0.4‑0.5％、分散剂1‑1.5％、消泡剂0.5‑0.6％、增稠剂0.7‑0.8％、成膜助剂1‑2％、疏水剂7‑10％、其他助剂0.3‑2％、余量为蒸馏水。

【技术特征摘要】
1.一种疏水隔热涂料,其特征在于，包括以下按重量比计的原料：乳液35-45％、颜料8-11％、隔热功能填料4-7％、体质填料10-12％、润湿剂0.4-0.5％、分散剂1-1.5％、消泡剂0.5-0.6％、增稠剂0.7-0.8％、成膜助剂1-2％、疏水剂7-10％、其他助剂0.3-2％、余量为蒸馏水。2.根据权利要求1所述的新型疏水隔热涂料，其特征在于，所述的乳液是纯丙乳液、苯丙乳液和硅丙乳液中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的新型疏水隔热涂料，其特征在于，所述颜料是金红石型钛白粉；所述的体质填料是重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、硅灰石粉、云母粉、高岭土、沉淀硫酸钡、膨润土、灰钙粉、超细硅酸铝、石英粉中的一种或多种；所述的增稠剂是羟乙基纤维素、碱溶胀增稠剂和缔合型聚氨酯增稠剂中的一种或多种；所述的分散剂是电中性胺盐、聚羧酸盐类中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的新型疏水隔热涂料，其特征在于，所述的隔热功能填料是TiO2包覆的空心玻璃微珠，其通过以下步骤制备得到：(1)量取25-30ml无水乙醇和8-10ml钛酸丁酯加入到三口烧瓶中，在温度26-30℃条件下，以转速1800-1900转/min,搅拌8-10min至均匀；(2)向三口烧瓶中加入2-3ml冰醋酸，搅拌均匀，再加入8-10ml空心微珠，在温度26-30℃条件下，以转速1800-1900转/min，搅拌18-20min至均匀；(3)将25-30ml无水乙醇和3-5ml水在烧杯中混合后加入到分液漏斗中，在温度26-30℃条件下，缓慢滴加到三口烧瓶中，滴加时间为15-20min；...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁敏锐，李宗强，谭铭卓，
申请(专利权)人：广东慧信环保有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44