一种新型的水性气凝胶涂料及制备方法技术

本发明专利技术涉及气凝胶涂料制备领域，具体涉及一种新型的水性气凝胶涂料及制备方法。包括以下重量份的原料：水120～240份、填料60～200份、纤维素3～8份、多功能助剂3～10份、成膜剂150～200份、分散剂3～6份、成膜助剂5～10份、防腐剂2～5份、消泡剂0.5～2份、粘结剂4～9份、增塑剂5～12份、阻燃剂5～10份、润湿剂0.5～2份，其中填料包括主填料SiO2气凝胶粉体和辅助填料。本发明专利技术制备出的气凝胶涂料具有成本低廉、分散性好、施工效果好、难收缩开裂和耐高低温性能好等优点，应推广使用。应推广使用。应推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种新型的水性气凝胶涂料及制备方法


[0001]本专利技术涉及气凝胶涂料制备领域，具体涉及一种新型的水性气凝胶涂料及制备方法。

技术介绍

[0002]基于社会不断发展，人们对居住环境的舒适度和采光度要求越来越高，建筑能耗正成指数般的增加，给社会进步带来了沉重的能源负担和严重的环境影响，研发绿色的建筑材料和新型的建筑技术，推进建筑节能与绿色建筑发展刻不容缓。涂料作为建筑领域中重要的元素之一，室内60％的能量损失是由墙体保温效果差导致，因此开发一种新型的隔热保温性能的涂料尤其重要。
[0003]现有技术生产的隔热保温材料主要以有机保温材料(挤塑聚苯乙烯保温板、膨胀型聚苯乙烯保温板、发泡聚氨酯等)和无机保温材料(岩棉、玻璃棉和无机保温砂浆等)为主。有机保温材料虽然隔热性能较好，但防火性能较差，无机保温材料虽然防火效果好，但密度大保温效果差，两种材料都难以做到节能与防火兼备。SiO2气凝胶因具有独特的纳米孔结构、孔隙率高、比表面积大等优势，可有效降低其内部气体和固体的导热效率，以提升隔热性能，将其作为涂料主要的功能填料，能够使涂料具备隔热、耐高温、防火、吸附和隔音吸音等特殊功能。然而，现有技术生产出的气凝胶涂料仍存在成本高、粒径均匀性差、易分层、耐高低温性能差和施工易收缩开裂等缺陷。
[0004]因此，有必要解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术的不足，本专利技术提供一种新型的水性气凝胶涂料及制备方法，制备出的气凝胶涂料具有成本低廉、分散性好、施工效果好、难收缩开裂和耐高低温性能好等优点，解决了传统保温材料防火性能较差、添加甲醛、甲苯、二甲苯、乙二醇醚等有毒物质的缺点，同时采用的SiO2气凝胶粉体采用常温常压干燥法，涂料的制备采用传统机械搅拌法和超声法，工艺流程易于操作，适合产业化生产，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种新型的水性气凝胶涂料，包括以下重量份的原料：水120～240份、填料60～200份、纤维素3～8份、多功能助剂3～10份、成膜剂150～200份、分散剂3～6份、成膜助剂5～10份、防腐剂2～5份、消泡剂0.5～2份、粘结剂4～9份、增塑剂5～12份、阻燃剂5～10份、润湿剂0.5～2份，其中填料包括主填料SiO2气凝胶粉体和辅助填料。
[0007]一种新型的水性气凝胶涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1、向反应釜中依次添加水、多功能助剂、成膜剂、分散剂、防腐剂、粘结剂、消泡剂进行搅拌，搅拌速度为500rpm，搅拌至均匀，其中粘结剂按1g/min进行添加；
[0009]S2、加入填料和成膜助剂，待溶液混合均匀后添加主填料SiO2气凝胶粉体和辅助填料，添加量为1～3：1，搅拌至均匀，其中SiO2气凝胶粉体采用高速搅拌，按5g/min进行添加，转速度控制在2800～3500rpm，成膜助剂待SiO2气凝胶粉体搅拌至奶油状后进行添加，
辅助填料采用超声法进行添加；
[0010]S3、待超声至奶油状，向反应釜中依次添加润湿剂、纤维素、增塑剂、阻燃剂、防腐剂、消泡剂再次进行低速搅拌，搅拌至室温下用涂
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4杯测量运动黏度为220～320mm2/s，获得新型的水性气凝胶涂料成品。
[0011]优选地，所述水选取为纯水、去离子水的其中一种。
[0012]优选地，所述主填料SiO2气凝胶粉体的密度为30
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70kg/m3，导热系数为0.007
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0.015w/m.k，粉体粒径为50
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5000nm，所述辅助填料为蛭石粉、空心玻璃微珠、膨胀珍珠岩、高白硅酸铝、海泡石绒、钛白粉、氧化锌、硫酸钡的一种或两种以上的混合物。
[0013]优选地，所述纤维素选取为羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、ASE
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60的一种或两种以上的混合物；所述多功能助剂选取为二甲基乙醇胺、AMP
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95、氨基乙酸的一种或两种以上的混合物。
[0014]优选地，所述成膜剂选取为硅酸钠、硅酸钾、苯丙乳液、硅酸锂、丙烯酸乳液、聚氨酯乳液、硅丙乳液、纯丙乳液的一种或两种以上的混合物；所述分散剂选取为吐温60、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠、特好散TM731A、硅烷偶联剂、十六烷基三甲基氯化铵的一种或两种以上的混合物。
[0015]优选地，所述本成膜助剂选取为苯甲醇、丙二醇苯醚、乙二醇、丙三醇、十二碳醇酯、二丙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚醋酸酯的一种或两种以上的混合物；所述防腐剂选取为山梨酸钾、亚硝酸盐和苯甲酸钠一种或两种以上的混合物。
[0016]优选地，所述消泡剂选取为有机硅消泡剂、硅聚醚消泡剂、聚醚改性硅氧烷共聚乳液、BYK8821乳液体系的一种或两种以上的混合物；所述粘结剂选取为聚乙烯醇、水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯、水性环氧树脂、丙烯酸乳液、环氧树脂乳液、有机硅乳液、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚氨酯一种或两种以上的混合物。
[0017]优选地，所述增塑剂选取为聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚正丁基(二丁基)乙烯、邻苯二甲酸二丁酯、硬脂酸丁酯、松香酸甲酯、磷酸三甲苯酯、碳酸丙烯酯的一种或两种以上的混合物；所述阻燃剂采用无机阻燃剂或氮磷系阻燃剂，其中无机阻燃剂选取为氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸铵、硼酸锌的一种或两种以上的混合物，氮磷系阻燃剂选取为聚磷酸铵、密胺磷酸盐、密胺焦磷酸盐、磷酸酯齐聚物、三聚氰胺氰尿酸盐的一种或两种以上的混合物。
[0018]优选地，所述润湿剂选取为X
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405、烷基季铵盐、聚二甲基硅氧烷、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯异辛基环基醚、硅氧烷型润湿剂的一种或两种以上的混合物。
[0019]与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果为：
[0020]1、本专利技术所制备的水性气凝胶涂料，采用主填料加辅助填料混合模式作为其的底料，并搭配多功能助剂、成膜剂、分散剂、防腐剂、粘结剂、成膜助剂、润湿剂、纤维素、增塑剂、阻燃剂、防腐剂、消泡剂混合搅拌而成，所制备的成品具有保温隔热、防火防腐、成膜性好、无毒无害、成本低廉、工艺流程易于操作适合连续化生产等优点。
[0021]2、本专利技术采用了超声法将辅助填料添加到水性气凝胶涂料中，保证辅助填料的稳定性，使得气凝胶粉体与辅助填料更加均匀混合，避免了涂料的漂粉现象，提高水性气凝胶涂料的均匀性，成品质量高，适合多领域应用。
附图说明
[0022]图1为实施例1气凝胶样板中玻璃微珠的宏观形态图；
[0023]图2为实施例2气凝胶样板中玻璃微珠的宏观形态图；
[0024]图3为实施例3气凝胶样板中玻璃微珠的宏观形态图；
[0025]图4为实施例4气凝胶样板中玻璃微珠的宏观形态图；
具体实施方式
[0026]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型的水性气凝胶涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：水120～240份、填料60～200份、纤维素3～8份、多功能助剂3～10份、成膜剂150～200份、分散剂3～6份、成膜助剂5～10份、防腐剂2～5份、消泡剂0.5～2份、粘结剂4～9份、增塑剂5～12份、阻燃剂5～10份、润湿剂0.5～2份，其中填料包括主填料SiO2气凝胶粉体和辅助填料。2.根据权利要求1所述的一种新型的水性气凝胶涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、向反应釜中依次添加水、多功能助剂、成膜剂、分散剂、防腐剂、粘结剂、消泡剂进行搅拌，搅拌速度为500rpm，搅拌至均匀，其中粘结剂按1g/min进行添加；S2、加入填料和成膜助剂，待溶液混合均匀后添加主填料SiO2气凝胶粉体和辅助填料，添加量为1～3：1，搅拌至均匀，其中SiO2气凝胶粉体采用高速搅拌，按5g/min进行添加，转速度控制在2800～3500rpm，成膜助剂待SiO2气凝胶粉体搅拌至奶油状后进行添加，辅助填料采用超声法进行添加；S3、待超声至奶油状，向反应釜中依次添加润湿剂、纤维素、增塑剂、阻燃剂、防腐剂、消泡剂再次进行低速搅拌，搅拌至室温下用涂
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4杯测量运动黏度为220～320mm2/s，获得新型的水性气凝胶涂料成品。3.根据权利要求1或2中所述的一种新型的水性气凝胶涂料，其特征在于：所述水选取为纯水、去离子水的其中一种。4.根据权利要求1或2中所述的一种新型的水性气凝胶涂料，其特征在于：所述主填料SiO2气凝胶粉体的密度为30
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70kg/m3，导热系数为0.007
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0.015w/m.k，粉体粒径为50
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5000nm，所述辅助填料为蛭石粉、空心玻璃微珠、膨胀珍珠岩、高白硅酸铝、海泡石绒、钛白粉、氧化锌、硫酸钡的一种或两种以上的混合物。5.根据权利要求1或2中所述的一种新型的水性气凝胶涂料，其特征在于：所述纤维素选取为羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、ASE
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【专利技术属性】
技术研发人员：李淑敏，胡博，刘栩瑞，张德忠，尚阳，赵建伟，
申请(专利权)人：阳煤集团纳谷山西气凝胶科创城管理有限责任公司研发中心，
类型：发明
国别省市：