一种含水滑石-凹凸棒土复合物的涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种水滑石‑凹凸棒土复合物及制备方法，以及包含所述复合物的涂料及制备方法，水滑石‑凹凸棒土复合物的制备方法，包括如下步骤：(A)将水滑石焙烧后添加有机酸溶液、硅烷偶联剂搅拌均匀，60‑150℃下动态晶化，冷却得到有机硅改性插层水滑石浆液；(B)将凹凸棒土与去离子水、硅烷偶联剂混合均匀得到有机硅改性凹凸棒土浆液；(C)将所述有机硅改性插层水滑石浆液和所述有机硅改性凹凸棒土浆液混合，添加硫代硫酸铵，即得。本发明专利技术的水滑石‑凹凸棒土复合物各方面的性能均比较优异，采用该复合物制备得到的涂料保温隔热性能以及稳定性方面均有了质的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种含水滑石-凹凸棒土复合物的涂料及其制备方法
本专利技术涉及涂料加工领域，具体而言，涉及一种水滑石-凹凸棒土复合物及其制备方法，还涉及到包含上述复合物的涂料及该涂料的制备方法。
技术介绍
我国建筑面积多，新增建筑速度快，建筑物总体节能达标率低，建筑能耗是我国三大“耗能大户”之一，严重制约我国的经济发展，推行建筑节能迫在眉睫。建筑用保温隔热涂料是一种集保温、隔热、装饰于一体的安全、节能、环保、经济的新型建筑用涂料。在建筑物表面涂覆一层保温隔热涂料，既可以降低室内温度，也可使室内的热量不易快速散失，起到“冬暖夏凉”的效果，这是降低建筑能耗的最简捷、有效的方式，因此这种保温隔热的涂料广受广大消费者的青睐。现有技术中，水滑石类化合物是一类具有层状结构的双金属氢氧化物，具有组成和结构可调控、热稳定性能、碱性、红外吸收、紫外阻隔等性质，将其添加至涂料中，能够使涂料具有良好的隔热保温、防腐、耐老化、耐候等功能，然而由于涂料中的水滑石类化合物本身带正电，而颜、填料一般带负电，这样一来容易导致乳液不稳定，影响其性能以及寿命。此外，水滑石基水性保温隔热涂料仍存在隔热效果不理想、附着力差、涂膜容易出现鼓泡、脱落等现象，以上等因素制约着水滑石基水性保温隔热涂料在节能建筑领域的进一步应用。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种有机硅改性的具有插层结构的水滑石-凹凸棒土复合物的制备方法，该制备方法本身操作简单、操作步骤前后衔接紧密，操作过程中无三废产生，全程绿色环保，操作条件也比较温和，该制备方法中通过采用改性的有机酸插层水滑石从而增大了填料的孔隙率，同时与凹凸棒土复合，使得后续制备的涂料同时具有反射型和阻隔性能，明显提高了涂料的保温隔热性能，并将含有多个反应性基团的硅烷偶联剂与有机插层水滑石和凹凸棒土相交联，从而有效的解决了水滑石基涂料本身的稳定性问题。本专利技术的第二目的在于提供上述制备方法制备得到的水滑石-凹凸棒土复合物，该复合物各方面的性能均比较优异，保温隔热性能以及稳定性方面均有了质的提高。本专利技术的第三目的在于提供包含上述水滑石-凹凸棒土复合物的涂料配方，该涂料通过以该复合物作为主要组分，显著提高其隔热保温性能，所制备得到的水性保温隔热涂料具有良好的附着力，使用过程中不会鼓泡、脱落，此外，该涂料以水作为分散剂，有效降低了VOC的排放，符合绿色化学的理念。本专利技术的第四目的在于提供上述涂料进一步的制备方法，该制备方法操作步骤简单，前后步骤衔接紧密，绿色环保，制备得到的涂料性能优异，能够形成良好的经济效益，值得更为广泛的应用。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：本专利技术提供了一种水滑石-凹凸棒土复合物的制备方法，包括如下步骤：(A)将水滑石焙烧后添加有机酸溶液、硅烷偶联剂搅拌均匀，60-150℃下动态晶化，冷却得到有机硅改性插层水滑石浆液；(B)将凹凸棒土与去离子水、硅烷偶联剂混合均匀得到有机硅改性凹凸棒土浆液；(C)将所述有机硅改性插层水滑石浆液和所述有机硅改性凹凸棒土浆液混合，添加硫代硫酸铵，即得。现有技术中，水滑石类化合物是一类具有层状结构的双金属氢氧化物，具有组成和结构可调控、热稳定性能、碱性、红外吸收、紫外阻隔等性质，将其添加至涂料中，能够使涂料具有良好的隔热保温、防腐、耐老化、耐候等功能，然而，由于涂料中的水滑石类化合物本身带正电，而颜料一般带负电，这样一来容易导致乳液不稳定，影响其性能以及寿命。此外，水滑石基水性保温隔热涂料仍存在隔热效果不理想、附着力差、涂膜容易出现鼓泡、脱落等现象，以上等因素制约着水滑石基水性保温隔热涂料在节能建筑领域的进一步应用。本专利技术为了解决上述技术问题，提供了一种有机硅改性的具有插层结构的水滑石-凹凸棒土复合物的制备方法，该制备方法中，通过采用有机酸插层水滑石，可以提升本身复合物的保温隔热性能，同时还添加了硅烷偶联剂与有机插层水滑石和凹凸棒土相交联，从而解决了水滑石基涂料最根本的稳定性问题，当然在整个制备方法中，水滑石与凹凸棒土先分别进行改性后，最后再互相混合形成复合物，这样将改性后的成分互配后，可以增加两者之间的交联程度，提高稳定性，也有利于后续制备涂料时，与涂料中的聚合物成分之间的交联稳定作用，所以在具体制备过程中需要分别改性后才能再进行混合，要严格按照本专利技术的制备方法操作执行。水滑石改性过程中通过焙烧形成层状的双金属氧化物，然后与有机酸溶液混合后，层与层之间可吸收有机酸的基团从而达到稳定的层状结构，此外通过硅烷偶联剂的添加可以避免复合物体系中粒子的集结从而造成物质容易发生团聚，后续形成涂料乳液时增加与聚合物之间相互的交联作用，实现牢固的键合。后续添加硫代硫酸铵是为了与剩余过量的有机酸发生聚合。优选地，作为进一步可实施的方案，所述步骤(A)中，有机酸溶液的pH控制在5-7之间；优选地，水滑石焙烧的温度为400-600℃，焙烧的时间为1-4h；优选地，动态晶化的温度为60-150℃，动态晶化的时间为4-20h，动态晶化后冷却至60℃以下；优选地，所述有机酸的结构中含有碳碳双键，更优选为丙烯酸、甲基丙烯酸中的至少一种。优选地，作为进一步可实施的方案，所述步骤(B)中，混合搅拌的时间为1-3h，搅拌的温度为60-100℃。优选地，作为进一步可实施的方案，所述步骤(C)中，将所述有机硅改性插层水滑石浆液和所述有机硅改性凹凸棒土浆液混合搅拌的时间为1-3h，搅拌的温度为60-100℃；优选地，添加硫代硫酸铵后搅拌保温2h，抽滤、干燥、粉碎即可；优选地，所述硅烷偶联剂的可水解基团数目为两个以上，更优选为甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。上述各个优化方案中，通过对整个制备方法中涉及到的操作参数进行最优调整后，从而提升制备得到的复合物的质量，尤其搅拌的温度以及时间需要控制在适宜的范围内，如果温度太低可能影响反应的正常进行。本专利技术还提供了由上述制备方法制备得到的水滑石-凹凸棒土复合物；优选地，所述复合物中，水滑石与凹凸棒土的质量比为(1-7):(1-2)之间。通过实践发现两者之间的配比最好控制在上述范围内，更优地该复合物中，水滑石与凹凸棒土的质量比可以为2:1.2、3:1.3、4:1.6等，只有控制在比较优异的质量比参数下，其稳定性以及后续制备成涂料后，涂料的成膜性、使用寿命上才能达到最佳。本专利技术还进一步提供了包含上述复合物的涂料，主要由以下原料制得：以质量份数计，水性羟基丙烯酸树脂20-40份，醇酸树脂5-20份，所述水滑石-凹凸棒土复合物25-50份，颜料1-5份，润湿剂0.1-2份，分散剂0.1-2份，消泡剂0.1-2份，流平剂0.1-2份，成膜助剂0.1-5份，去离子水10-50份。优选地，为了优化原料之间的配比，作为进一步可实施的方案，以质量份数计，水性羟基丙烯酸树脂30-35份，醇酸树脂10-15份，所述水滑石-凹凸棒土复合物30-40份，颜料2-4份，润湿剂0.5-1.5份，分散剂0.5-1.5份，消泡剂0.5-1.5份，流平剂0.5-1.5份，成膜助剂0.5-1.5份，去离子水20-40份。通过将涂料中的各个原料成分控制在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水滑石‑凹凸棒土复合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(A)将水滑石焙烧后添加有机酸溶液、硅烷偶联剂搅拌均匀，60‑150℃下动态晶化，冷却得到有机硅改性插层水滑石浆液；(B)将凹凸棒土与去离子水、硅烷偶联剂混合均匀得到有机硅改性凹凸棒土浆液；(C)将所述有机硅改性插层水滑石浆液和所述有机硅改性凹凸棒土浆液混合，添加硫代硫酸铵，即得。

【技术特征摘要】
1.一种水滑石-凹凸棒土复合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(A)将水滑石焙烧后添加有机酸溶液、硅烷偶联剂搅拌均匀，60-150℃下动态晶化，冷却得到有机硅改性插层水滑石浆液；(B)将凹凸棒土与去离子水、硅烷偶联剂混合均匀得到有机硅改性凹凸棒土浆液；(C)将所述有机硅改性插层水滑石浆液和所述有机硅改性凹凸棒土浆液混合，添加硫代硫酸铵，即得。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(A)中，有机酸溶液的pH控制在5-7之间；优选地，水滑石焙烧的温度为400-600℃，焙烧的时间为1-4h；优选地，动态晶化的温度为60-150℃，动态晶化的时间为4-20h，动态晶化后冷却至60℃以下；优选地，所述有机酸的结构中含有碳碳双键，更优选为丙烯酸、甲基丙烯酸中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(B)中，混合搅拌的时间为1-3h，搅拌的温度为60-100℃。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(C)中，将所述有机硅改性插层水滑石浆液和所述有机硅改性凹凸棒土浆液混合搅拌的时间为1-3h，搅拌的温度为60-100℃；优选地，添加硫代硫酸铵后搅拌保温2h，抽滤、干燥、粉碎即可；优选地，所述硅烷偶联剂的可水解基团数目为两个以上，更优选为甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。5.权利要求1-4任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝向英，沈冠华，赵闫华，廖晓龙，邹湘源，张月杏，彭金玉，
申请(专利权)人：肇庆学院，
类型：发明
国别省市：广东,44