一种水性建筑节能涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种建筑节能材料，具体涉及一种多功能绿色环保的水性建筑节能涂料及其制备方法。多功能高效节能涂料按重量百分比计，25％～50％高分子乳液、5％～30％光反射填料、1％～5％气凝胶粉、5％～10％隔热填料、5％～15％普通填料、1％～2％表面改性剂、1％～5％分散剂、0.1％～4％成膜助剂、0.1％～2％增稠剂、0％～1％消泡剂、0.01％～0.5％PH调节剂、0.1％～2％润湿剂、0.5％-2％防冻剂，余量为去离子水。本发明专利技术涂料同时具有夏季隔热降温和冬季保温效果，可用于热带及亚热带地区的建筑物节能改造，具有安全无毒、环保、无污染的特点，此外该涂层具有良好的耐候性、耐沾污性柔软性、耐洗刷性。

【技术实现步骤摘要】
一种水性建筑节能涂料及其制备方法
本专利技术涉及一种建筑节能材料，具体涉及一种多功能绿色环保的水性建筑节能涂料及其制备方法。
技术介绍
能源问题是当今世界面临的一个重大难题也是备受关注的热点话题。近年来，建筑耗能已经与工业耗能、交通耗能并列，成为世界能源消耗的“大户”。在我国430亿m2的既有建筑中，高能耗建筑占99％以上，而以往每年约20亿m2新建房屋中，仍有95％以上为高能耗建筑，单位面积能耗是国际上气候条件相近国家的2-3倍，近年来随着人们对居住舒适度要求的不断提高，以及我国可持续发展战略的提出和不断落实，开发建筑节能材料，改善和提高建筑舒适性、提高生活质量，降低环境负荷、促进环境保护、减少资源消费是迫在眉睫的任务，也是是关系我们生存和发展的长远大计。节能涂料是近几年发展起来的用于建筑物的屋顶和外墙表面，具有热阻隔、太阳能反射、红外辐射等不同功能的新型环保节能产品。目前大多数节能涂料通过提高对光反射率，降低对太阳能的吸收，使得热带地区的建筑物在夏季时室内温度大幅度的降低，进而达到节能降耗的目的。据实验数据显示，使用节能涂料的墙体表面与未使用前相比温度降低10℃-20℃，内部温度降低5℃-10℃。目前绝大多数节能涂料的应用局限性较大，多仅在热带地区具有应用价值。这是由于此类产品仅具备反射太阳能起到降温的效果而不具备隔绝冷空气达到保温的目的。在亚热带和温带地区的建筑虽然在夏季也有降温节能的需求，然而这种节能涂料在冬季反而会削减建筑物对宝贵的太阳能的吸收，增加供暖能耗。中国专利201410665881.9公开了一种建筑节能涂料，同时给出了制备方法，该涂料对太阳光具有高反射效率，具备较强的稳定性和耐久性，且具有一定的自洁功能。中国专利200510028388.7中公开了一种建筑用太阳能反射涂料的制备方法，该配方采用纯丙树脂和二氧化钛、硫酸钡、高岭石粉、海泡石等为主要原料，制备的涂料反射率达到90％。中国专利201410336222.0提供了一种红外节能涂料的制备方法，采用氧化铝微粉、锰铁尖晶石粉、铁铬尖晶石粉、五氧化二钒等原料作为功能填料，制备的高红外辐射能力的涂料，在室温下全波长积分发射率达到0.95，上述三个反射涂料的共同缺点是仅具有红外光反射和辐射能力，而不具备对热传导阻隔效果，适用范围较窄。中国专利201210401689.X公开了一种反射隔热纳米涂料，包含水性乳液、钛白粉、云母粉、硅藻土、超细碳酸钙、中空微珠等，该涂料宣称具有反射和隔热双重效果，但是并未给出具体的反射率和导热系数数据。因此现急需一种兼具有太阳能反射和热传导阻隔效果的多功能绿色环保的水性建筑节能涂料。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种多功能绿色环保的水性建筑节能涂料及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种多功能高效节能涂料，按重量百分比计，25％～50％高分子乳液、5％～30％光反射填料、1％～5％气凝胶粉、5％～10％隔热填料、5％～15％普通填料、1％～2％表面改性剂、1％～5％分散剂、0.1％～4％成膜助剂、0.1％～2％增稠剂、0％～1％消泡剂、0.01％～0.5％PH调节剂、0.1％～2％润湿剂、0.5％-2％作防冻剂，余量为去离子水。所述高分子乳液为纯丙乳液、苯丙乳液、氟碳乳液、聚氨酯乳液、有机硅乳液中的一种或几种；所述的光反射填料为金红石型钛白粉、氧化锌、氧化镁、单晶硅粉末、氧化铝、硅酸铝、陶瓷微球中的一种或几种；其中金红石型钛白粉中TiO2成分质量分数不少于95％，金红石相含量不低于99％，水悬浮液pH在6.5～8.5，粒径为200～300nm。单晶硅粉末纯度不少于99.95％，密度为1.2～2.0g/cm3，粒径为1到3μm。陶瓷微球抗压强度不少于400MPa，密度在2～2.6g/cm3,平均粒径为3-5微米。所述气凝胶粉为超疏水性硅气凝胶粉、亲水性硅气凝胶粉和超疏水性碳气凝胶粉中的一种或两种；其中，超疏水性硅气凝胶粉导热系数为0.015～0.025w/(m·k)，密度在100～300kg/m3，比表面积为150～500m2/g，粒径为1～10μm。亲水性硅气凝胶粉导热系数为0.02～0.03w/(m·k)，密度在150～500kg/m3，比表面积为150～500m2/g，粒径为1～10μm。碳气凝胶粉为导热系数在0.01～0.02w/(m·k)，密度在100～500kg/m3，比表面积为100～400m2/g，粒径为5～20μm。所述隔热填料为中空微球、海泡石、闭孔膨胀珍珠岩中的一种或几种；其中，中空微球为空心玻璃微球、空心刚玉微球、空心漂珠中的一种或几种；其中空心玻璃微球密度为0.1～0.3g/cm3,抗压强度不低于20MPa，粒径为10～70μm。空心刚玉微球主要成分α-Al2O3不低于99％，其粒径为0.7～3μm，壁厚为0.1～0.3μm。漂珠密度为0.3～0.5g/cm3，粒径为80～120μm。海泡石中纤维状α晶型不少于90％，密度为2.5～3g/cm3。膨胀珍珠岩的粒径为10～30μm，体积膨胀率为5～20倍。所述普通填料为重质碳酸钙、硫酸钡、高岭土、云母粉中的至少两种或几种；其中重质碳酸钙粒径为3～10μm，硫酸钡粒径为5～10μm，高岭土粒径为5～10μm，云母粉粒径为10～20μm；所述表面改性剂为硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂；其中，硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570、KH792、DL602中的一种或几种；钛酸酯偶联剂为单烷氧基型、单烷氧基焦磷酸脂型、螯合型偶联剂中的一种或几种，优选螯合型偶联剂。所述分散剂为非离子型分散剂，具体为聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚乙烯醇、环氧乙烷-环氧丙烷双嵌段聚合物、环氧乙烷-环氧丙烷-环氧乙烷三嵌段聚合物、聚环氧乙烷-聚丙烯酸脂嵌段聚合物中的至少两种或几种；所述成膜助剂为醇脂-12、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚、丙二醇丁醚、2-氨基-2甲基-1丙醇中的一种或几种；所述增稠剂为聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、纤维素的一种或几种。所述消泡剂为聚硅氧烷、聚二甲基硅氧烷或硅氧烷-聚酯共聚物水溶液中一种。所述的PH调节剂为氨水、氢氧化钠水溶液中的一种。所述润湿剂为六偏磷酸钠溶液；所述防冻剂为丙二醇。一种多功能高效节能涂料的制备方法，具体包括如下步骤：(1)气凝胶分散浆的制备：按照配方计量在分散罐中加入水、分散剂、表面改性剂，待混合均匀后在400-600转/分钟搅拌速率下缓慢加入气凝胶粉，待全部气凝胶粉添加完毕后在1000-2000转/分钟转速下分散10～20分钟，得到粘稠的气凝胶分散浆；(2)节能浆料制备：按照上述配方计量在涂料分散罐中加入水、分散剂、防冻剂和一部分消泡剂，待混合均匀后加入光反射填料、普通填料，在1000-2000转/分钟转速下分散20～40分钟，得到节能浆料；(3)节能浆料研磨：利用卧式砂磨机对上述节能浆料进行研磨，将上述步骤(2)配制的节能浆料与氧化锆珠按体积比为1:0.8～1.2的比例混合，调整转速至300～5000转/分钟后研磨30～60分钟后过滤出料；(4)多功能高效节能涂料制备：按上述比例将高分子乳液、增稠剂、成膜助剂、润湿剂、PH改性剂和剩余部分消泡剂分别加入反应器中，在1000～2000转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性建筑节能涂料，其特征在于：按重量百分比计，25％～50％高分子乳液、5％～30％光反射填料、1％～5％气凝胶粉、5％～10％隔热填料、5％～15％普通填料、1％～2％表面改性剂、1％～5％分散剂、0.1％～4％成膜助剂、0.1％～2％增稠剂、0％～1％消泡剂、0.01％～0.5％PH调节剂、0.1％～2％润湿剂、0.5％‑2％防冻剂，余量为去离子水。

【技术特征摘要】
1.一种水性建筑节能涂料，其特征在于：按重量百分比计，25％～50％高分子乳液、5％～30％光反射填料、1％～5％气凝胶粉、5％～10％隔热填料、5％～15％普通填料、1％～2％表面改性剂、1％～5％分散剂、0.1％～4％成膜助剂、0.1％～2％增稠剂、0％～1％消泡剂、0.01％～0.5％PH调节剂、0.1％～2％润湿剂、0.5％-2％防冻剂，余量为去离子水。2.按权利要求1所述的水性建筑节能涂料，其特征在于：所述高分子乳液为纯丙乳液、苯丙乳液、氟碳乳液、聚氨酯乳液、有机硅乳液中的一种或几种；所述光反射填料为金红石型钛白粉、氧化锌、氧化镁、单晶硅粉末、氧化铝、硅酸铝、陶瓷微球中的一种或几种；所述气凝胶粉为超疏水性硅气凝胶粉、亲水性硅气凝胶粉和超疏水性碳气凝胶粉中的一种或几种；所述隔热填料为中空微球、海泡石、闭孔膨胀珍珠岩中的一种或几种；所述普通填料为重质碳酸钙、硫酸钡、高岭土、云母粉中一种或几种；所述表面改性剂为硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂；所述分散剂为非离子型分散剂；所述成膜助剂为醇脂-12、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚、丙二醇丁醚、2-氨基-2甲基-1丙醇中的一种或几种；所述增稠剂为聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、纤维素的一种或几种。3.按权利要求2所述的水性建筑节能涂料，其特征在于：所述超疏水性硅气凝胶粉导热系数为0.015～0.025w/(m·k)，密度在100～300kg/m3，比表面积为150～500m2/g，粒径为1～10μm；所述亲水性硅气凝胶粉导热系数为0.02～0.03w/(m·k)，密度在150～500kg/m3，比表面积为150～500m2/g，粒径为1～10μm；所述碳气凝胶粉为导热系数在0.01～0.02w/(...

【专利技术属性】
技术研发人员：董仕晋，刘歌，魏峰，王鹏，郝凤来，
申请(专利权)人：沈阳化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21