一种纳米孔SiO2隔热保温涂料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米孔SiO2隔热保温涂料的制备方法，属于建筑用保温材料技术领域。以低成本改性纳米孔SiO2的作为主要功能填料，与成膜乳液、空心玻璃微珠、纤维、分散剂、润湿剂、成膜助剂、颜料、去离子水、消泡剂、增稠剂等以一定的比例复合，制备得到高性能低成本的纳米孔SiO2隔热保温涂料。本发明专利技术的优点在于1）提供了一种纳米孔SiO2隔热保温涂料的低成本制备方法；2）用本发明专利技术提供的方法制备的隔热保温涂料，隔热性能优异、阻燃、防水且使用寿命长。3）用本发明专利技术提供的方法反应工艺简单、条件温和、流程短，适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑用保温材料
，特别涉及一种纳米孔SiO2隔热保温涂料的制备方法。
技术介绍
纳米孔SiO2隔热保温材料由于具有三维纳米颗粒结构、高比表面积、纳米级孔洞、低密度等特点，已经成为新型保温材料的焦点。但是其强度低、成本昂贵等缺点限制了其推广应用。因此，研发突破新一代纳米孔保温材料的关键设计与制造技术，并实现其低成本规模化生产，将高性能绝热材料推广到民用领域，已经成为国内保温材料发展的趋势。将纳米孔SiO2材料作为隔热保温涂料是实现其实际应用的主要方式之一，使用时可涂刷在基体上，施工方便、适用性广，解决了传统纳米孔SiO2材料实用性差的难题。CN102604468A将隔热性能优良的SiO2气凝胶颗粒添加到高强韧性、涂刷方便的乳胶漆中，制备得到了隔热性能良好、耐火耐高温、不燃且韧性好的SiO2气凝胶隔热保温乳胶涂料，相对于纯乳胶漆导热系数降低了50%。CN103333542A将二氧化硅气凝胶作为主要功能填料，制备得到了隔热性能优异、抗压强度大、抗腐蚀、抗氧化且使用寿命长的新型隔热涂料。以上产品应用于外墙外保温系统、大大降低了建筑的冷热损耗、提高了节能减排的效果。但是以上隔热保温涂料虽然解决了纳米孔SiO2强度低、实用性差的问题，但其较高的成本仍然限制了应用推广。因此，开发一种低成本纳米孔SiO2隔热保温涂料的制备方法，对于高性能隔热保温涂料发展和推广具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低成本纳米孔SiO2隔热保温涂料的制备方法，以低成本改性纳米孔SiO2的作为主要功能填料，制备得到隔热性能优异、阻燃、防水且使用寿命长的新型隔热保温涂料。本专利技术的技术方案是：使用含有甲基的硅源且仅以乙醇为溶剂提高材料的疏水性，通过间苯二酚的改性提高材料的强度，在常温常压下制备得到低成本的改性纳米孔SiO2。以改性纳米孔SiO2的作为主要功能填料，与成膜乳液、空心玻璃微珠、纤维、分散剂、润湿剂、成膜助剂、颜料、去离子水、消泡剂、增稠剂等以一定的比例复合，制备得到高性能低成本的纳米孔SiO2隔热保温涂料具体制备步骤为：（1）纳米孔SiO2的制备将硅源、酚类、醛类和无水乙醇以一定的质量比混合，在室温下搅拌10~30min使其均匀混合，将上述溶液密封保存，在20~80℃保温12~72h形成凝胶。然后将得到的凝胶浸泡在乙醇中，在20~60℃保温12~72h移除残留的化学物质，然后在40~120℃下干燥12~72h后得到纳米孔SiO2。其中，酚类、醛类、前驱体硅源和无水乙醇的质量比为1：0.1~5：0.1~10：1~100。所述的硅源包括：四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、多聚硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、3氨丙基三乙氧基硅烷，3氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。其中优选质量比为1：0.5~5的甲基三甲氧基硅烷和3氨丙基三乙氧基硅烷的混合硅源。所述的酚类包括：苯酚、领苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、3氨基苯酚、4氨基苯酚、间苯三酚中的一种或几种。其中优选间苯二酚。所述的醛类包括：甲醛、乙醛、糠醛中的一种或几种。其中优选甲醛。（2）纳米孔SiO2隔热保温涂料的制备将一定的质量比的去离子水、分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂、颜料按混合均匀，然后加入一定的质量比的纳米孔SiO2、空心玻璃微珠、纤维并混合均匀，然后将成膜乳液、消泡剂加入并混合均匀，低速搅拌并加入增稠剂调节粘度，得到纳米孔SiO2隔热保温涂料。其中，成膜乳液、纳米孔SiO2、空心玻璃微珠、纤维、分散剂、润湿剂、成膜助剂、颜料、去离子水、消泡剂、增稠剂的质量比为100：1~40：1~40：1~40：0.1~10：0.1~10：0.5~15：0~15：10~200：0.1~3：0.1~3。所述的成膜乳液包括：纯丙乳液、弹性丙烯酸脂乳液、聚氨酯乳液中的一种或几种。所述的纤维包括：玻璃纤维、高硅氧纤维，陶瓷纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维中的一种或几种。所述的分散剂包括：十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、铝酸钠、聚乙二醇、聚乙烯醇中的一种或几种。所述的成膜助剂包括：乙二醇、丙三醇中的一种或几种。所述的颜料包括：铁红、铁蓝、藤黄、茜素红、靛青、钛白、锌钡白、铅铬黄中的一种或几种。所述的增稠剂包括：甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或几种。本专利技术的优点在于：1）通过将改性纳米孔SiO2的作为主要功能填料，提供了一种纳米孔SiO2隔热保温涂料的低成本制备方法；2）用本专利技术提供的方法制备的隔热保温涂料，隔热性能优异、阻燃、防水且使用寿命长。3）用本专利技术提供的方法反应工艺简单、条件温和、流程短，适合工业化生产。附图说明图1为本专利技术制备方法的流程图具体实施方式下面结合具体的实施方式对本专利技术的技术方案做进一步说明。实施案例1将甲基三甲氧基硅烷、3氨丙基三乙氧基硅烷、间苯二酚、甲醛和无水乙醇以1：1：0.4：0.5：12的质量比混合，在室温下搅拌20min均匀混合，将上述溶液密封保存，在40℃保温24h形成凝胶。然后将得到的凝胶浸泡在乙醇中，在40℃保温24h移除残留的化学物质，然后在60℃下干燥24h后得到纳米孔SiO2。将一定的质量比的去离子水、分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂、颜料按混合均匀，然后加入一定的质量比的纳米孔SiO2、空心玻璃微珠、纤维并混合均匀，然后将成膜乳液、消泡剂加入并混合均匀，低速搅拌并加入增稠剂调节粘度，得到纳米孔SiO2隔热保温涂料。其中，成膜乳液、纳米孔SiO2、空心玻璃微珠、纤维、分散剂、润湿剂、成膜助剂、去离子水、消泡剂、增稠剂的质量比为100：5：25：5：1：0.5：2：50：0.3：0.3。实施案例2将甲基三甲氧基硅烷、3氨丙基三乙氧基硅烷、间苯二酚、甲醛和无水乙醇以1：1：0.4：0.5：12的质量比混合，在室温下搅拌20min均匀混合，将上述溶液密封保存，在40℃保温24h形成凝胶。然后将得到的凝胶浸泡在乙醇中，在40℃保温24h移除残留的化学物质，然后在60℃下干燥24h后得到改性纳米孔SiO2。将一定的质量比的去离子水、分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂、颜料按混合均匀，然后加入一定的质量比的纳米孔SiO2、空心玻璃微珠、纤维并混合均匀，然后将成膜乳液、消泡剂加入并混合均匀，低速搅拌并加入增稠剂调节粘度，得到纳米孔SiO2隔热保温涂料。其中，成膜乳液、纳米孔SiO2、空心玻璃微珠、纤维、分散剂、润湿剂、成膜助剂、颜料、去离子水、消泡剂、增稠剂的质量比为100：10：15：5：1：2：1：2：80：0.3：0.3。实施案例3将甲基三甲氧基硅烷、3氨丙基三乙氧基硅烷、间苯二酚、甲醛和无水乙醇以1：1：0.4：0.5：12的质量比混合，在室温下搅拌20min均匀混合，将上述溶液密封保存，在40℃保温24h形成凝胶。然后将得到的凝胶浸泡在乙醇中，在40℃保温24h移除残留的化学物质，然后在60℃下干燥24h后得到改本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米孔SiO2隔热保温涂料的制备方法，具体制备步骤为：（1）纳米孔SiO2的制备将硅源、酚类、醛类和无水乙醇以一定的质量比混合，在室温下搅拌10~30 min使其均匀混合，将上述溶液密封保存，在20~80 ℃保温12~72 h形成凝胶，然后将得到的凝胶浸泡在乙醇中，在20~60 ℃保温12~72 h移除残留的化学物质，然后在40~120 ℃下干燥12~72 h后得到纳米孔SiO2，其中，酚类、醛类、硅源和无水乙醇的质量比为1：0.1~5：0.1~10：1~100；（2）纳米孔SiO2隔热保温涂料的制备将一定的质量比的去离子水、分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂、颜料按混合均匀，然后加入一定的质量比的纳米孔SiO2、空心玻璃微珠、纤维并混合均匀，然后将成膜乳液、消泡剂加入并混合均匀，低速搅拌并加入增稠剂调节粘度，得到纳米孔SiO2隔热保温涂料。

【技术特征摘要】
1.一种纳米孔SiO2隔热保温涂料的制备方法，具体制备步骤为：
（1）纳米孔SiO2的制备
将硅源、酚类、醛类和无水乙醇以一定的质量比混合，在室温下搅拌10~30min使其均匀混合，将上述溶液密封保存，在20~80℃保温12~72h形成凝胶，然后将得到的凝胶浸泡在乙醇中，在20~60℃保温12~72h移除残留的化学物质，然后在40~120℃下干燥12~72h后得到纳米孔SiO2，其中，酚类、醛类、硅源和无水乙醇的质量比为1：0.1~5：0.1~10：1~100；
（2）纳米孔SiO2隔热保温涂料的制备
将一定的质量比的去离子水、分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂、颜料按混合均匀，然后加入一定的质量比的纳米孔SiO2、空心玻璃微珠、纤维并混合均匀，然后将成膜乳液、消泡剂加入并混合均匀，低速搅拌并加入增稠剂调节粘度，得到纳米孔SiO2隔热保温涂料。
2.其中，成膜乳液、纳米孔SiO2、空心玻璃微珠、纤维、分散剂、润湿剂、成膜助剂、颜料、去离子水、消泡剂、增稠剂的质量比为100：1~40：1~40：1~40：0.1~10：0.1~10：0.5~15：0~15：10~200：0.1~3：0...

【专利技术属性】
技术研发人员：王戈，高鸿毅，董文钧，金召奎，栾奕，张晓伟，李洁，贾丹丹，谭丽，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11