一种纳米复合水性隔热涂料制备方法技术

本发明专利技术涉及一种纳米复合水性隔热涂料制备方法。本发明专利技术以纳米二氧化钛为反射隔热颜料、埃洛石纳米管为功能性填料、纳米二氧化硅为无机填料，通过高速剪切分散一定时间制得纳米复合水相分散液；随后，按照特定程序加入苯丙树脂、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、消泡剂、润滑剂、抗水剂、抗菌剂、稀NaOH溶液和去离子水等组分，经过高速剪切分散、调节pH、筛选过滤，制备得到水性隔热涂料。本发明专利技术的水性隔热涂料制备条件温和，不需要添加新的设备，工艺简单，生产成本低；本发明专利技术以水为分散介质，符合绿色设计的理念；同时，选用纳米材料及中空材料为颜料，有利于全面提升涂料的隔热性能和耐候性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑外墙功能涂料制备
，具体涉及一种纳米复合水性隔热涂料制备方法，主要用于有效改善建筑围护环境，实现节能减排，保护环境。
技术介绍
热反射隔热涂料是指施涂于建筑物表面，具有较高太阳光反射比和半球发射率，能够起到隔热作用的涂料，它能有效的反射、阻隔、辐射太阳光的能量，明显降低建筑物外墙、屋顶和室内温度，减少了空调等制冷设备在高温条件下的能耗，既改善了工作环境又节约了大量的能源。因此，高性能太阳热反射隔热涂料的研究与开发对建筑节能具重要战略意义。反射隔热涂料是由基料、热反射颜料、填料和助剂等组成。通过高效反射太阳光来达到隔热目的。反射隔热涂料是集反射、辐射与空心微珠隔热与一体的新型降温涂料，涂料能对400-2500nm范围的太阳红外线和紫外线进行高反射，不让太阳的热量在物体表面进行累积升温，又能自动进行热量辐射散热降温，把物体表面的热量辐射到太空中去，降低物体的温度，即使在阴天和夜晚涂料也能辐射热量降低温度，同时在涂料中放入导热系数极低的空心微珠隔绝热能的传递，即使在大气温度很高时也能隔住外部热量向物体内部传导，三大功效保证了涂刷涂料的物体降温，确保了物体内部空间能保持持久恒温的状态。反射隔热涂料在阳光强烈时，涂料可以降低物体表面温度20℃以上，阴天和夜晚可以降温在3℃以上或是降低到和大气温度一致。反射隔热涂料具有装饰和隔热的双重功能，属于功能性涂料。在外围护结构的表面采用高反射性隔热涂料，能够减少建筑物对太阳辐射热的吸收，阻止建筑物表面因吸收太阳辐射导致的温度升高，减少热量向室内的传入。以前主要是研究在屋面上应用，以降低温度上升和对屋面防水材料起保护作用。近年来由于国外新型高效能反射材料玻璃空心微珠的出现及对商品的推销，推动了这类涂料在我国南方夏热冬暖地区外墙面的应用。该类涂料与外墙保温体系配合使用，具有较高的节能经济效益。反射隔热涂料的反射隔热性能主要取决于所选用的颜填料，但是目前市场上这类颜填料价格都很高，限制了涂料的广泛应用。因此开发新的颜填料或使用价格较低的填料部分取代现有颜填料是一个研究的方向。另外，水性涂料中溶剂是水，避免了各种有机溶剂的使用，减少了有机溶剂挥发带来的危害，减少了涂料对人体的伤害，是一种节能环保型涂料。但其各方面综合性能和溶剂型相比有较大的差距，因此开发性能优异的水性涂料是未来涂料发展的方向。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种纳米复合水性隔热涂料制备方法，优化了纳米复合水性隔热涂料配方，确立了水性隔热涂料的制备方法。一种纳米复合水性隔热涂料制备方法，通过如下技术方案实现：步骤（1）：将一定比例的六偏磷酸钠加入去离子水中；随后，依次加入一定质量的纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、埃洛石纳米管；先后经高速剪切、超声处理及过滤处理后，得到纳米复合水相分散液；步骤（2）：以步骤（1）制备的纳米复合水相分散液为热反射颜填料、苯丙树脂为胶黏剂、再加入羟乙基纤维素、聚乙烯醇、消泡剂、润滑剂、抗水剂、抗菌剂和去离子水，进行高速分散一定时间，随后用稀NaOH溶液调节体系pH至7.5，经200目筛网过滤出料得到固含量为25％的水性隔热涂料。设热反射颜填料总重量（绝干）为A，则苯丙树脂的重量为20%A，羟乙基纤维素的重量为0.5%A，聚乙烯醇的重量为0.5%A，抗水剂0.5％A，消泡剂0.4％A，润滑剂0.5％A，抗菌剂0.2%A。上述方法中，步骤（1）所述的六偏磷酸钠的加入比例为1.0%；纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、埃洛石纳米管的加入比例为6:3:1；纳米复合水相分散液的固含量为30%。上述方法中，步骤（1）所述的高速剪切为4500r/min、剪切时间45min；超声处理为200W超声功率下，超声20min；过滤处理为200目筛网过滤。上述方法中，步骤（2）所述的苯丙树脂为乳白色均质乳液，固含量50%；羟乙基纤维素溶液，固含量10%；聚乙烯醇溶液，固含量10%；消泡剂为聚醚类多元共聚物，固含量为45%；润滑剂为水溶性皂类，固含量为30%；抗水剂为聚酰胺聚脲树脂，固含量40%；抗菌剂为阳离子改性壳聚糖；稀NaOH溶液浓度为1%。上述方法中，步骤（2）所述的分散速度2500r/min，加入苯丙树脂分散5min后，依次加入羟乙基纤维素、聚乙烯醇、消泡剂、润滑剂、抗水剂、抗菌剂及氢氧化钠，继续分散15min。本专利技术的有益效果：隔热涂料的反射隔热性能主要取决于所选用的颜填料。本专利技术创新设计了纳米二氧化钛、埃洛石纳米管及纳米二氧化硅复合颜填料体系，通过研究纳米材料本身的物化性质，从热力学和分子运动角度出发，获取相关数据反馈指导和进一步优化纳米复合体系的制备工艺，最终建立和完善性能优良的隔热涂料的制备方法。另外，以水为分散介质，符合绿色设计的理念，能够体现涂料的环境友好性。通过优化涂料配方，探讨相关助剂的添加工艺，基于流变行为和动电特性评价手段，提高水性涂料体系的分散稳定性和加工适应性。本专利技术的水性隔热涂料生产工艺流程简捷，具有自动化程度高、生产能耗低、生产效率高、成本低等优点。将其施涂在建筑外立面，可有效改善建筑围护环境，实现节能减排，保护环境，提高经济增长的质量和效益，推动产业优化升级，增强企业国际竞争力，为实现我国涂料工业的可持续发展提供理论依据和技术支撑。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1一种纳米复合水性隔热涂料及其制备方法。步骤（1）：将5g六偏磷酸钠加入500mL去离子水中；随后，依次加入128g纳米二氧化钛、64g纳米二氧化硅、22g埃洛石纳米管；先后在4500r/min剪切速率下处理45min、在200W超声功率下超声处理20min、最后经200目筛网过滤得到确保固含量为30%的纳米复合水相分散液。步骤（2）：在上述纳米复合水相分散液中，加入85.6g苯丙树脂乳液，在2500r/min剪切速率下分散5min，随后依次加入12.05g羟乙基纤维素，12.05g聚乙烯醇，2.14g消泡剂，4.02g润滑剂，3.01g抗水剂，0.48g抗菌剂，并在2500r/min剪切速率下继续分散15min。随后，采用稀NaOH溶液调节体系pH至7.5，最后经200目筛网过滤出料得到固含量为25％的加工性能优良的水性隔热涂料。实施例2一种纳米复合水性隔热涂料及其制备方法。步骤（1）：将5g六偏磷酸钠加入500mL去离子水中；随后，依次加入128g纳米二氧化钛、64g纳米二氧化硅、22g埃洛石纳米管；先后在4500r/min剪切速率下处理45min、在200W超声功率下超声处理20min、最后经200目筛网过滤得到确保固含量为30%纳米复合水相分散液。步骤（2）：在上述纳米复合水相分散液中，加入107g苯丙树脂乳液，在2500r/min剪切速率下分散5min，随后依次加入12.05g羟乙基纤维素，12.05g聚乙烯醇，2.14g消泡剂，4.02g润滑剂，3.01g抗水剂，0.48g抗菌剂，并在2500r/min剪切速率下继续分散15min。随后，采用稀NaOH溶液调节体系pH至7.5，最后经200目筛网过滤出料得到固含量为25％的加工性能优良的水性隔热涂料。实施例3一种纳米复合水性隔热涂料及其制备方法。步骤（1）：将5g六偏磷酸钠加入500mL去离子水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米复合水性隔热涂料制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤（1）：将一定比例的六偏磷酸钠加入去离子水中；随后，依次加入一定质量的纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、埃洛石纳米管；先后经高速剪切、超声处理及过滤处理后，得到纳米复合水相分散液；步骤（2）：以步骤（1）制备的纳米复合水相分散液为热反射颜填料、苯丙树脂为胶黏剂、再加入羟乙基纤维素、聚乙烯醇、消泡剂、润滑剂、抗水剂、抗菌剂和去离子水，进行高速分散一定时间，随后用稀NaOH溶液调节体系pH至7.5，经200目筛网过滤出料得到固含量为25％的水性隔热涂料；设热反射颜填料总重量为A，则苯丙树脂的重量为20‑30%A，羟乙基纤维素的重量为0.5%A，聚乙烯醇的重量为0.5%A，抗水剂0.5％A，消泡剂0.4％A，润滑剂0.5％A，抗菌剂0.2% A。

【技术特征摘要】
1.一种纳米复合水性隔热涂料制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤（1）：将一定比例的六偏磷酸钠加入去离子水中；随后，依次加入一定质量的纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、埃洛石纳米管；先后经高速剪切、超声处理及过滤处理后，得到纳米复合水相分散液；步骤（2）：以步骤（1）制备的纳米复合水相分散液为热反射颜填料、苯丙树脂为胶黏剂、再加入羟乙基纤维素、聚乙烯醇、消泡剂、润滑剂、抗水剂、抗菌剂和去离子水，进行高速分散一定时间，随后用稀NaOH溶液调节体系pH至7.5，经200目筛网过滤出料得到固含量为25％的水性隔热涂料；设热反射颜填料总重量为A，则苯丙树脂的重量为20-30%A，羟乙基纤维素的重量为0.5%A，聚乙烯醇的重量为0.5%A，抗水剂0.5％A，消泡剂0.4％A，润滑剂0.5％A，抗菌剂0.2%A。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的六偏磷酸钠的加入比例为1.0%；纳米二氧化钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐艳军，黄彪彪，胡秀兰，张馨琪，郭大亮，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33