一种水性纳米绝热保温涂料及制备方法技术

本发明专利技术公开一种水性纳米绝热保温涂料及制备方法，属于特殊涂料技术领域。该水性纳米绝热保温涂料包括按质量百分含量计的组分：水5‑15、助剂1‑6、颜填料20‑45、粘结剂20‑60、偶联剂1‑3。其中颜填料包括功能性填料：纳米二氧化硅气凝胶、空心玻璃微珠、钛白粉、六钛酸钾晶须；体质填料：滑石粉、轻质碳酸钙、硅灰石。粘结剂包括水溶性有机硅树脂、水性丙烯酸乳液、水性丙烯酸弹性乳液。本发明专利技术的涂料导热系数低，隔热效果优，能实现大规模工业化生产。可应用与高温管道及设备的隔热保温，也可在建筑内外墙隔热保温中得到良好的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种水性纳米绝热保温涂料及制备方法
本专利技术属于特殊涂料
，具体涉及一种水性纳米绝热保温涂料制备方法。技术背景不必要的热传导导致了各种环境下能量的利用效率降低，增加了额外的能源消耗。早期的隔热材料多以珍珠岩，纤维等为主，随着工业的发展对能源的巨大消耗，环保要求越来越严的今天，越来越多的行业更加注重对能源的节约，追求产品价值的最大利益化。纳米复合材料是指由两种或两种以上的固相，至少在一维是以纳米级大小(即1-100nm)复合而成的复合材料。纳米复合材料不仅兼具有纳米粒子自身的小尺寸效应，而且还具有其他材料所不具有的比表面积大、表面反应活性高、表面活动中心多，吸附能力强等特别性质。纳米二氧化硅气凝胶是一种新型的轻质纳米多孔材料，具有低密度、高气孔率、低折射率和低热传导率等特点。二氧化硅气凝胶独特的纳米多孔网络结构使其具有优异的保温隔热性能，它作为一种轻质的隔热材料在航空航天、化工、节能建筑等领域具有广泛的应用前景。二氧化硅气凝胶是一种具有纳米多孔结构的新型材料，是目前世界上最轻，隔热性能最好的固体隔热材料。具有三维网络结构，具有高达90％以上的孔隙率，纳米二氧化硅气凝胶的热导率由三部分组成：气态热导率，固态热导率，辐射热导率。空气分子的平均自由层在70mn左右，而纳米二氧化硅气凝胶的孔道尺寸为20-50nm，远小于这一临界尺寸，材料内部就消除了对流，气态热导率就很低；且较低的密度又限制热量在稀疏骨架中的局部传播。
技术实现思路
本专利技术选用纳米二氧化硅气凝胶复合空心玻璃微珠作为主要的隔热材料，六钛酸钾晶须复合金红石型钛白粉作为红外遮光剂制成的纳米隔热保温绝热涂料，针对性解决现有保温涂料存在的一些缺陷(主要是导热系数高)及单独使用纳米二氧化硅气凝胶制备保温涂料成本较高的问题。本专利技术所制备的纳米隔热保温绝热涂料制备方法简单，导热系数低，成本便宜，适合大规模工业化生产。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：1水性丙烯酸乳液0-10、水性丙烯酸弹性乳液0-20、水溶性有机硅树脂5-20、金红石型纳米二氧化钛1-5、空心陶瓷微珠10-30、纳米二氧化硅气凝胶分散液5-15、六钛酸钾晶须分散液1-15、滑石粉0-15、硅灰石0-20、轻质碳酸钙0-15、偶联剂1-3、分散剂0.5-2、润湿剂0-1、消泡剂0-1、增稠剂0-1、成膜助剂1-5、杀菌剂0-1、防冻剂1-5和余量的水。2根据权利要求1所述水性纳米绝热保温涂料，偶联剂包括KH-550和KH-570中的一种或两种。3根据权利要求1所述水性纳米绝热保温涂料，成膜助剂包括：丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、醇脂十二中的一种或多种组合。4根据权利要求1所述水性纳米绝热保温涂料，空心陶瓷微珠优选100-150目。5根据权利要求1所述水性纳米绝热保温涂料，六钛酸钾晶须主要作为红外遮光剂。6根据权利要求1-5所述水性纳米绝热保温涂料，该涂料的制备方法为：(1)制备六钛酸钾晶须分散液称取2克KH-550和KH-570中的一种或两种混合，加入到15ml去离子水与50ml无水乙醇的均匀混合溶液中，用冰醋酸调节PH值至1.5，30℃下搅拌30min待用。称取10g六钛酸钾晶须加入到装有150ml无水乙醇的三口烧瓶中，缓慢加入制备好的偶联剂水解液，30℃下搅拌3h即得六钛酸钾晶须分散液。(2)制备纳米二氧化硅气凝胶分散液7多种成膜树脂的搭配使用，能保证涂料最优的实用性。原料来源水性丙烯酸乳液：北京东方化工股份有限公司水性丙烯酸弹性乳液：巴德富化工有限公司水溶性有机硅树脂：上海博怀化工纳米二氧化硅气凝胶：苏州同轩新材料有限公司醇酯十二：北京奥汉化工有限公司丙二醇甲醚：北京海威佳宜二丙二醇甲醚：美国陶氏杀菌剂：北京奥汉化工有限公司防冻剂：北京奥汉化工有限公司分散剂：北京华凌涂料消泡剂：北京华凌涂料润湿剂：南京汉宝工业原料有限公司增稠剂：南京汉宝工业原料有限公司六钛酸钾晶须：上海凯射丰实业有限公司纳米二氧化钛：安徽中航纳米科技有限公司陶瓷微珠：美国3M具体实施方法本专利提供的水性纳米绝热保温涂料涂层，其各组分以及各组分的含量通过合理优化匹配，使水性纳米绝热保温涂料作为绝热保温层时具有较高的综合性能。下面对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。所述水性纳米绝热保温涂料，该涂料的制备方法为：1制备六钛酸钾晶须分散液称取2克KH-550和KH-570中的一种或两种混合，加入到15ml去离子水与50ml无水乙醇的均匀混合溶液中，用冰醋酸调节PH值至1.5，30℃下搅拌30min待用。称取10g六钛酸钾晶须加入到装有150ml无水乙醇的三口烧瓶中，缓慢加入制备好的偶联剂水解液，30℃下搅拌3h即得六钛酸钾晶须分散液。2制备纳米二氧化硅气凝胶分散液3水性纳米绝热保温涂料的制备在调漆罐中加入5-15份的水，缓慢搅拌，按顺序加入分散剂、润湿剂、消泡剂和防冻剂搅拌20分钟，接着按顺序加入滑石粉、硅灰石，轻质碳酸钙、钛白粉、六钛酸钾晶分散液高速分散30分钟，通过砂磨机研磨止平均粒径达到15um，将研磨浆料转移至调漆反应釜中，按顺序加入成膜树脂，纳米二氧化硅气凝胶分散液、玻璃微珠缓慢搅拌20分钟，然后按顺序加入杀菌剂、成膜助剂，最后加入增稠剂调整粘度，搅拌均匀即可罐。具体实施列本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性纳米绝热保温涂料，其特征在于，按质量百分含量计的组分：水性丙烯酸乳液0‑10、水性丙烯酸弹性乳液0‑20、水溶性有机硅树脂5‑20、金红石型纳米二氧化钛1‑5、空心陶瓷微珠10‑30、纳米二氧化硅气凝胶分散液5‑15、六钛酸钾晶须分散液1‑15、滑石粉0‑15、硅灰石0‑20、轻质碳酸钙0‑15、偶联剂1‑3、分散剂0.5‑2、润湿剂0‑1、消泡剂0‑1、增稠剂0‑1、成膜助剂1‑5、杀菌剂0‑1、防冻剂1‑5和余量的水。

【技术特征摘要】
1.一种水性纳米绝热保温涂料，其特征在于，按质量百分含量计的组分：水性丙烯酸乳液0-10、水性丙烯酸弹性乳液0-20、水溶性有机硅树脂5-20、金红石型纳米二氧化钛1-5、空心陶瓷微珠10-30、纳米二氧化硅气凝胶分散液5-15、六钛酸钾晶须分散液1-15、滑石粉0-15、硅灰石0-20、轻质碳酸钙0-15、偶联剂1-3、分散剂0.5-2、润湿剂0-1、消泡剂0-1、增稠剂0-1、成膜助剂1-5、杀菌剂0-1、防冻剂1-5和余量的水。2.根据权利要求1所述水性纳米绝热保温涂料，偶联剂包括KH-550和KH-570中的一种或两种。3.根据权利要求1所述水性纳米绝热保温涂料，成膜助剂包括：丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢松洋，李先民，
申请(专利权)人：北京隆源纳欣科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11