一种气凝胶水性隔热涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种气凝胶水性隔热涂料及其制备方法，主要由水性树脂和气凝胶粉体组成，所述气凝胶粉体由内部疏水层和表面亲水层构成，所述表面亲水层厚度为0.1~100μm。本发明专利技术的一种气凝胶水性隔热涂料的制备方法包括以下步骤：（1）气凝胶粉体改性；（2）将步骤（1）的气凝胶粉体与所述水性树脂混合，搅拌或球磨处理。本发明专利技术将气凝胶粉体添加到水性涂料体系中，保证气凝胶的纳米多孔结构不被破坏，充分发挥气凝胶的隔热保温性能。本发明专利技术提供的气凝胶水性隔热涂料制备工艺简单，实用，性能优异，价格低廉，适合工业化生产。

Air curing glue heat insulating coating and its preparation method

The invention discloses a gas insulation glue coating and a preparation method thereof, mainly composed of water-based resin and gel composition of powder, the aerogel powder by the hydrophobic layer and the surface hydrophilic, hydrophilic surface layer thickness is 0.1~100 M. The invention relates to a preparation method of a gas glue insulation coating comprises the following steps: (1) aerogel powder modification; (2) the step (1) of the aerogel powder and the aqueous resin mixture, stirring or milling processing. The aerogel powder is added to the waterborne coating system to ensure that the nanoporous structure of the aerogel is not destroyed and the thermal insulation performance of the aerogel is fully brought into play. The preparation method of the air coagulation glue heat insulation coating is simple, practical, excellent in performance and low in price, which is suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种气凝胶水性隔热涂料及其制备方法
本专利技术涉及化工涂料领域，尤其涉及一种气凝胶水性隔热涂料及其制备方法。气凝胶水性隔热涂料具有优异的隔热保温性能，在建筑保温、车辆交通、军事和航天等领域均具有巨大的应用价值。
技术介绍
气凝胶是一种由纳米级颗粒堆积而成的、具有纳米级孔洞的轻质固体材料，因此具有极高的孔隙率、比表面积，优异的化学稳定性和不燃性，表现出优异的轻质、透光、隔热、保温、隔音、防火、抗冲击性能。但是，由于气凝胶具有极低的固含量和密度，导致其骨架纤细，强度较低。而且，由于气凝胶表面存在很多纳米孔，涂料体系中的低分子量液态物质容易进入微孔，产生巨大的毛细管力，从而导致气凝胶骨架坍塌，失去纳米多孔结构，进而失去气凝胶优异的隔热保温性能，制约其工程应用。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种气凝胶水性隔热涂料及其制备方法。一种气凝胶水性隔热涂料，主要由水性树脂和气凝胶粉体组成，所述气凝胶粉体由内部疏水层和表面亲水层构成，所述表面亲水层厚度为0.1~100μm。在其中一个实施例中，所述气凝胶水性隔热涂料还包括颜填料、助剂、分散介质中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述水性树脂为醇酸树脂、丙烯酸树脂、饱和聚酯树脂、聚脲树脂、聚氨酯树脂、氨基树脂、环氧树脂、氟碳树脂、有机硅树脂、硝基纤维素、乙烯基树脂中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述颜填料为钛白粉、氧化锌、立德粉、锑白、铅白、炭黑、铁系颜料、铬酸盐颜料、镉系颜料、偶氮颜料、酞菁颜料、多环颜料、玻化微珠、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、碳酸钙、硫酸钡、硅藻土、气相二氧化硅、滑石粉、高岭土、硅灰石、云母粉、合成硅酸铝中的一种或多种；所述颜填料还包括纳米钛白粉、ATO纳米半导体粉、ITO纳米半导体粉、金属氧化物粉中的一种或多种；所述助剂为润湿剂、分散剂、流平剂、防沉剂、消泡剂、增稠剂、催干剂、抗结皮剂、防腐剂、光稳定剂、成膜助剂中的一种或多种；所述分散介质为水、二甲苯、醋酸丁酯、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述气凝胶水性隔热涂料包括以下重量组分：所述水性树脂30~60份、所述气凝胶粉体5~40份、所述颜填料0~25份、所述助剂0~10份、所述分散介质0~30份。一种气凝胶水性隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）气凝胶粉体改性；（2）将步骤（1）的气凝胶粉体与所述水性树脂混合，搅拌或球磨处理。在其中一个实施例中，所述步骤（1）包括疏水改性步骤；所述疏水改性为在密闭的疏水改性剂气相环境中对气凝胶粉体进行疏水改性；所述疏水改性剂为三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述步骤（1）还包括表面亲水改性步骤；所述表面亲水改性为采用表面亲水改性溶液对气凝胶粉体表面进行改性；所述表面亲水改性溶液是表面活性剂和低表面张力溶剂的水溶液或低表面张力溶剂的水溶液；所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性表面活性剂、非离子型表面活性剂中的一种或多种；所述阴离子型表面活性剂为脂肪醇磷酸酯盐、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐、烷基硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、甘油脂肪酸酯硫酸盐、硫酸化蓖麻酸盐、环烷硫酸盐、脂肪酰胺烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐、脂肪酸甲酯磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐中的一种或多种；所述阳离子型表面活性剂为脂肪族铵盐；所述两性表面活性剂为烷基氨基酸、羧酸基甜菜碱、磺基甜菜碱、磷酸酯甜菜碱、烷基羟基氧化胺中的一种或多种；所述非离子型表面活性剂为脂肪族聚酯、烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚丙二醇的环氧乙烯加成物、失水山梨醇酯、蔗糖脂肪酸酯、烷基酯酰胺中的一种或多种；所述低表面张力溶剂为丙酮、正己烷、正戊烷、正庚烷、乙醇、异丙醇、叔丁醇、丙二醇、甘油中的一种或多种；所述表面亲水改性步骤中，还包括外加物理场作用步骤；所述外加物理场作用步骤为远红外辐射、搅拌、超声波处理、球磨中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述步骤（1）还包括干燥处理步骤；所述干燥处理为远红外干燥、喷雾干燥、微波干燥、常压干燥、超临界干燥、亚临界干燥、冷冻干燥中的一种。在其中一个实施例中，所述步骤（2）还可以加入所述颜填料、所述助剂、所述分散介质中的一种或多种。上述气凝胶水性隔热涂料保温隔热性能优异，导热系数可低至0.03W/m·K以下，制备工艺简单，实用，性能优异，价格低廉，适合工业化生产。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。本专利技术的气凝胶水性隔热涂料的一种实施例，主要由水性树脂和气凝胶粉体组成，所述气凝胶粉体由内部疏水层和表面亲水层构成，所述表面亲水层厚度为0.1~100μm。如此，本专利技术的气凝胶水性隔热涂料组分简单，无需针对气凝胶添加过多化学添加剂，不影响涂膜性能，并且气凝胶与水性树脂之间具有良好的界面结合。本实施例中，所述气凝胶水性隔热涂料还包括颜填料、助剂、分散介质中的一种或多种。本实施例中，所述水性树脂为醇酸树脂、丙烯酸树脂、饱和聚酯树脂、聚脲树脂、聚氨酯树脂、氨基树脂、环氧树脂、氟碳树脂、有机硅树脂、硝基纤维素、乙烯基树脂中的一种或多种。如此，根据使用环境以及基材性质，选择匹配的水性树脂。本实施例中，所述颜填料为钛白粉、氧化锌、立德粉、锑白、铅白、炭黑、铁系颜料、铬酸盐颜料、镉系颜料、偶氮颜料、酞菁颜料、多环颜料、玻化微珠、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、碳酸钙、硫酸钡、硅藻土、气相二氧化硅、滑石粉、高岭土、硅灰石、云母粉、合成硅酸铝中的一种或多种；所述颜填料还包括纳米钛白粉、ATO纳米半导体粉、ITO纳米半导体粉、金属氧化物粉中的一种或多种；所述助剂为润湿剂、分散剂、流平剂、防沉剂、消泡剂、增稠剂、催干剂、抗结皮剂、防腐剂、光稳定剂、成膜助剂中的一种或多种；所述分散介质为水、二甲苯、醋酸丁酯、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇中的一种或多种。如此，向气凝胶水性隔热涂料中添加颜填料可以提高美观度，并且由于部分颜填料具有吸热脱水特性，在一定程度上提高涂料的耐火极限；添加纳米钛白粉、ATO纳米半导体粉、ITO纳米半导体粉、金属氧化物粉等反射光波型颜填料，可以减少太阳光在涂层上产生的热量，进一步提高涂料的隔热性能；添加合适的助剂，可以改善涂料的物理化学性能，如流动性、和易性、防霉性、耐候性、涂膜硬度等，进而提高涂料的综合性能。本实施例中，所述气凝胶水性隔热涂料包括以下重量组分：所述水性树脂30~60份、所述气凝胶粉体5~40份、所述颜填料0~25份、所述助剂0~10份、所述分散介质0~30份。一种气凝胶水性隔热涂料的制备方法，包括以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气凝胶水性隔热涂料，其特征在于，主要由水性树脂和气凝胶粉体组成，所述气凝胶粉体由内部疏水层和表面亲水层构成，所述表面亲水层厚度为0.1~100μm。

【技术特征摘要】
1.一种气凝胶水性隔热涂料，其特征在于，主要由水性树脂和气凝胶粉体组成，所述气凝胶粉体由内部疏水层和表面亲水层构成，所述表面亲水层厚度为0.1~100μm。2.根据权利1所述一种气凝胶水性隔热防火涂料，其特征在于，所述气凝胶水性隔热涂料还包括颜填料、助剂、分散介质中的一种或多种。3.根据权利1所述一种气凝胶水性隔热防火涂料，其特征在于，所述水性树脂为醇酸树脂、丙烯酸树脂、饱和聚酯树脂、聚脲树脂、聚氨酯树脂、氨基树脂、环氧树脂、氟碳树脂、有机硅树脂、硝基纤维素、乙烯基树脂中的一种或多种。4.根据权利1所述一种气凝胶水性隔热防火涂料，其特征在于，所述颜填料为钛白粉、氧化锌、立德粉、锑白、铅白、炭黑、铁系颜料、铬酸盐颜料、镉系颜料、偶氮颜料、酞菁颜料、多环颜料、玻化微珠、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、碳酸钙、硫酸钡、硅藻土、气相二氧化硅、滑石粉、高岭土、硅灰石、云母粉、合成硅酸铝中的一种或多种；所述颜填料还包括纳米钛白粉、ATO纳米半导体粉、ITO纳米半导体粉、金属氧化物粉中的一种或多种；所述助剂为润湿剂、分散剂、流平剂、防沉剂、消泡剂、增稠剂、催干剂、抗结皮剂、防腐剂、光稳定剂、成膜助剂中的一种或多种；所述分散介质为水、二甲苯、醋酸丁酯、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇中的一种或多种。5.根据权利1~4任一权利要求所述一种气凝胶水性隔热涂料，其特征在于，所述气凝胶水性隔热涂料包括以下重量组分：所述水性树脂30~60份、所述气凝胶粉体5~40份、所述颜填料0~25份、所述助剂0~10份、所述分散介质0~30份。6.一种气凝胶水性隔热涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）气凝胶粉体改性；（2）将步骤（1）的气凝胶粉体与所述水性树脂混合，搅拌或球磨处理。7.根据权利要求6所述一种气凝胶水性隔热涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）包括疏水改性步骤；所述疏水改性为在密闭的疏水改性剂气相环境中对气凝胶粉体进行疏水改性；所述疏水改性剂为三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢锋，
申请(专利权)人：南京唯才新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32