一种二氧化硅气凝胶改性苯丙隔热涂料的制备方法技术

本发明专利技术属于水性涂料生产技术领域，具体技术方案为：一种二氧化硅气凝胶改性苯丙隔热涂料的制备方法，具体步骤如下：一、将二氧化硅气凝胶加入到第一乳化剂、第二乳化剂中，搅拌均匀后形成改性乳化剂；二、将改性乳化剂、混合单体、水和碳酸氢钠加入烧瓶中，搅拌均匀得预乳化液；三、将过硫酸钾溶于水中形成引发剂溶液;四、引发剂溶液加入到预乳化液中反应并获得种子乳液；五、往种子乳液中滴加剩余的预乳化液和引发剂溶液，直到滴完，停止搅拌和加热，自然冷却；七、过滤并调节乳液PH值，得到最终的隔热涂料，本发明专利技术将疏水性二氧化硅气凝胶与苯丙涂料以原位复合的方式获得隔热涂料，隔热涂料具有优异的耐水性，涂层附着力好，保温隔热性能好。好。好。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化硅气凝胶改性苯丙隔热涂料的制备方法


[0001]本专利技术属于水性涂料生产
，具体涉及一种二氧化硅气凝胶改性苯丙隔热涂料的制备方法。

技术介绍

[0002]水性隔热涂料具有成膜致密度高，隔热性能好，无毒，无味等特点，是隔热材料具有重大意义的发展方向之。因此，研究和制备一种轻质、薄层、高效隔热、施工方便和环境友好的水性隔热保温涂料具有重大意义。水性隔热涂料一般是由水性涂料与隔热功能组分复合而成，水性涂料有苯丙涂料、水性聚氨酯涂料等。苯丙涂料是由苯乙烯
‑
丙烯酸（酯）共聚乳液制得，具有良好的耐候性、耐水性、耐碱性、抗粉化和抗沾污性，其与水泥附着力好，耐洗刷性好，可以用于潮气较大的部位，是中国当今内墙涂料的主要品种。二氧化硅气凝胶具有优越的隔热性能、良好的热稳定性、优异的隔声性等，是目前所有隔热固体材料中隔热性能最好的一种环境友好型建筑材料。将二氧化硅气凝胶引入到苯丙涂料中，可以提升苯丙涂料的隔热性能。汪慧等人在苯丙涂料的制备过程中加入了二氧化硅气凝胶获得了二氧化硅改性的苯丙涂料，他们先硅烷偶联剂对二氧化硅气凝胶进行表面改性，再与乳化剂和水混合后进行搅拌均匀，然后再加入反应单体进行后面的制备流程，用该方法获得的苯丙涂料的隔热性能有一定的提高。
[0003]目前报道的制备二氧化硅气凝胶制备方法获得的二氧化硅气凝胶大部分为疏水二氧化硅气凝胶，如专利技术专利CN109850909A和CN108017062A公开的方法制备的疏水二氧化硅气凝胶的比表面积分别为980m2/g和886m2/g。疏水二氧化硅气凝胶不能在水性的苯丙涂料中均匀分散，致使无法将疏水二氧化硅气凝胶直接均匀分散在苯丙涂料中，如果将疏水二氧化硅气凝胶进行表面改性或在一定温度下煅烧，则可以改善其亲水性，进而改进疏水二氧化硅气凝胶在苯丙涂料中的分散性，但是，这种方法由于破坏二氧化硅气凝胶的孔结构而导致比表面积下降严重，最终降低了二氧化硅气凝胶的隔热性能，减弱了二氧化硅气凝胶对苯丙涂料隔热性能的提升。因此，针对这些问题，本专利技术公开了一种将疏水性二氧化硅气凝胶与苯丙涂料制备原料以原位复合的方式引入到苯丙涂料制备工艺中，获得二氧化硅气凝胶原位改性苯丙涂料制备方法。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术存在的技术问题，本专利技术公开了一种将疏水性二氧化硅气凝胶与苯丙涂料制备原料以原位复合的方式引入到苯丙涂料制备工艺中，获得二氧化硅气凝胶原位改性苯丙涂料的制备方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种二氧化硅气凝胶改性苯丙隔热涂料的制备方法，具体步骤如下：一、将二氧化硅气凝胶加入到第一乳化剂中，在25
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50℃下搅拌均匀形成第一混合物，向该混合物中加入第二乳化剂，搅拌均匀后形成改性乳化剂。
[0006]二、在苯乙烯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸的至少一种物质中加入疏水二氧化硅气凝胶粉末；若在苯乙烯中加入疏水二氧化硅气凝胶粉末，疏水二氧化硅气凝胶粉末与苯乙烯的质量配比为0.5:100
‑
10:100，在25
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50℃下搅拌均匀形成苯乙烯混合物；若在丙烯酸乙酯中加入疏水二氧化硅气凝胶粉末，疏水二氧化硅气凝胶粉末与丙烯酸乙酯的质量配比为0.5:100
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10:100，在25
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50℃下搅拌均匀形成丙烯酸乙酯混合物；若在丙烯酸丁酯中加入疏水二氧化硅气凝胶粉末，疏水二氧化硅气凝胶粉末与丙烯酸丁酯的质量配比为0.5:100
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10:100，在25
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50℃下搅拌均匀形成丙烯酸丁酯混合物；若在丙烯酸中加入疏水二氧化硅气凝胶粉末，疏水二氧化硅气凝胶粉末与丙烯酸的质量配比为0.5:100
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10:100，在25
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50℃下搅拌均匀形成丙烯酸混合物；将苯乙烯或其混合物、丙烯酸乙酯或其混合物、丙烯酸丁酯或其混合物、丙烯酸或其混合物在30
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50℃下搅拌均匀形成混合单体。其中，混合单体中至少包括一种含有二氧化硅气凝胶的混合物。
[0007]其中，苯乙烯混合物为苯乙烯中加入二氧化硅气凝胶，在25
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50℃下搅拌均匀形成的混合物；丙烯酸乙酯混合物为丙烯酸乙酯中加入二氧化硅气凝胶，在25
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50℃下搅拌均匀形成的混合物；丙烯酸丁酯混合物为丙烯酸丁酯中加入二氧化硅气凝胶，在25
‑
50℃下搅拌均匀形成的混合物；丙烯酸混合物为丙烯酸中加入二氧化硅气凝胶，在25
‑
50℃下搅拌均匀形成的混合物。
[0008]三、将改性乳化剂、混合单体、水和碳酸氢钠加入500ml四口烧瓶中，在25
‑
50℃下搅拌均匀，得到乳白色的预乳化液，将预乳化液转移到烧杯中备用。
[0009]四、将过硫酸钾溶于水中形成引发剂溶液。
[0010]五、取1/5的引发剂溶液置于一个恒压滴液漏斗，取1/5的预乳化液置于500ml四口烧瓶中，在搅拌条件下，将该1/5的引发剂溶液加入到预乳化液中，用恒温水浴锅加热四口烧瓶，直至反应温度达到70
‑
80℃，在该反应温度下反应0.5
‑
2h，获得种子乳液。
[0011]六、用两个恒压滴液漏斗分别同时往种子乳液中滴加剩余的预乳化液和引发剂溶液，直到滴完，在70
‑
80℃下反应2
‑
4h后，停止搅拌和加热，自然冷却。
[0012]七、用200
‑
400目尼龙网过滤四口烧瓶中的乳液，除掉凝胶和残渣，再用氨水调节乳液PH值至7
‑
8，得到最终的二氧化硅气凝胶改性苯丙隔热涂料。
[0013]其中，作为优选的，第一乳化剂为OP
‑
10乳化剂，第二乳化剂为十二烷基硫酸钠。
[0014]二氧化硅气凝胶为疏水二氧化硅气凝胶粉末，在步骤一中，疏水二氧化硅气凝胶粉末与第一乳化剂的质量配比为1:100
‑
20:100。
[0015]在步骤二中，在苯乙烯混合物中，疏水二氧化硅气凝胶粉末与苯乙烯的质量配比为0.5:100
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10:100；在丙烯酸乙酯混合物中，疏水二氧化硅气凝胶粉末与丙烯酸乙酯的质量配比为0.5:100
‑
10:100；在丙烯酸丁酯混合物中，疏水二氧化硅气凝胶粉末与丙烯酸丁酯的质量配比为0.5:100
‑
10:100；在丙烯酸混合物中，疏水二氧化硅气凝胶粉末与丙烯酸的质量配比为0.5:100
‑
10:100。
[0016]引发剂溶液的质量浓度为3.4%。
[0017]原料的配比为：第一乳化剂200
‑
250份，第二乳化剂60
‑
85份，苯乙烯2500
‑
2800份，丙烯酸乙酯1400
‑
1550份，丙烯酸丁酯650
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅气凝胶改性苯丙隔热涂料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：一、将二氧化硅气凝胶加入到第一乳化剂中，在25
‑
50℃下搅拌均匀形成第一混合物，向第一混合物中加入第二乳化剂，搅拌均匀后形成改性乳化剂；二、在苯乙烯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸的至少一种物质中加入二氧化硅气凝胶，加入二氧化硅气凝胶的物质在25
‑
50℃下搅拌均匀形成各自的混合物，将苯乙烯或其混合物、丙烯酸乙酯或其混合物、丙烯酸丁酯或其混合物、丙烯酸或其混合物在30
‑
50℃下搅拌均匀形成混合单体；三、将改性乳化剂、混合单体、水和碳酸氢钠加入500ml四口烧瓶中，在30
‑
50℃下搅拌均匀，得到乳白色的预乳化液，将预乳化液转移到烧杯中备用；四、将过硫酸钾溶于水中形成引发剂溶液；五、取1/5的引发剂溶液置于一个恒压滴液漏斗，取1/5的预乳化液置于500ml四口烧瓶中，在搅拌条件下，将该1/5的引发剂溶液加入到预乳化液中，用恒温水浴锅加热四口烧瓶，直至反应温度达到70
‑
80℃，在该反应温度下反应0.5
‑
2h，获得种子乳液；六、用两个恒压滴液漏斗分别同时往种子乳液中滴加剩余的预乳化液和引发剂溶液，直到滴完，在70
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80℃下反应2
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4h后，停止搅拌和加热，自然冷却；七、用200
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400目尼龙网过滤四口烧瓶中的乳液，除掉凝胶和残渣，再用氨水调节乳液PH值至7
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8，得到最终的二氧化硅气凝胶改性苯丙隔热涂料。2.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶改性苯丙隔热涂料的制备方法，其特征在于，所述第一乳化剂为OP
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10乳化剂，所述第二乳化剂为十二烷基硫酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志毅，何宏伟，冯佳勇，贾兰，马彦龙，韩晓飞，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：