一种氧化锡锑涂覆改性中空热膨胀微球隔热涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氧化锡锑涂覆改性中空热膨胀微球隔热涂料及其制备方法，所述隔热涂料中不挥发成分包含按质量百分比计的以下组分：氧化锡锑涂覆改性的中空热膨胀微球20～50％、水性树脂20～30％、增稠剂10～20％、润湿分散剂10～20％、消泡剂10～20％。本发明专利技术采用润湿分散剂、刻蚀液、聚阳离子表面活性剂、氧化锡锑依次对微球表面进行处理，获得氧化锡锑涂覆改性的中空热膨胀微球，再与水性树脂、增稠剂、润湿分散剂、消泡剂于水中混合，制备得到所述隔热涂料。上述制备方法简单、安全环保且可批量制备，制备得到的隔热涂料具有阻隔热辐射、热传导的近红外反射性能，在航空航天、建筑、纺织等领域的隔热保温、热屏蔽、红外反射等方面具有良好的应用前景。方面具有良好的应用前景。方面具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化锡锑涂覆改性中空热膨胀微球隔热涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及隔热涂料
，具体涉及一种氧化锡锑涂覆改性中空热膨胀微球隔热涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，隔热保温在航天航空、建筑、纺织等领域均有需求，其中建筑隔热保温是节约能源、提高建筑物居住和使用功能的一个重要方面，建筑能耗在整个能源消耗中占比高，且其大多数是取暖和降温的能耗。隔热涂料是一种阻挡、反射、辐射太阳光近红外热量的功能性水性涂料，根据其隔热特性可分为隔绝传导型隔热涂料、反射型隔热涂料以及辐射型隔热涂料。
[0003]目前大多隔热涂料通过添加超细微孔材料、纳米远红外材料、中空玻璃或陶瓷微珠等材料以起到降低热传导率或反射日光。例如专利CN 102898905 B、CN 111826029B分别公开了一种隔热涂料，均采用可反射太阳光的中空玻璃微珠作为填料，从而提高隔热效果。但中空玻璃微球对太阳光的反射率有限，因此由其制备的单一反射型隔热涂料的隔热效果并不理想。
[0004]氧化锡锑(ATO)常作为一种导电填料与聚酰胺、丙烯酸等基体树脂混合制备抗静电涂料，或是利用其无毒、透明、红外反射性能，作为纳米填料用于制备隔热涂料，由其作为单一隔热填料制备得到的隔热涂料，由于作用效果单一，隔热效果受限。因此，将具有不同隔热特性的材料相结合制备复合材料使其同时具有阻隔辐射热、传导热的能力，可有效提高由该复合材料为填料制备的隔热涂料的隔热性能。但由于材料性质的差异，难以通过直接涂覆、浸渍或喷雾的方式获得结合紧密的复合材料，从而无法保证其性能的稳定性。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种氧化锡锑涂覆改性中空热膨胀微球隔热涂料及其制备方法，本专利技术采用润湿分散剂、刻蚀液、聚阳离子表面活性剂、氧化锡锑依次对中空热膨胀微球表面进行处理，获得氧化锡锑涂覆改性的中空热膨胀微球，再与水性树脂、增稠剂、润湿分散剂、消泡剂于水中混合制备得到隔热涂料。制备得到的隔热涂料既能阻隔传导热又能阻隔辐射热，具有优异的隔热性能。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术第一方面提供了一种氧化锡锑涂覆改性中空热膨胀微球隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将中空热膨胀微球与润湿分散剂加入水中，搅拌均匀后进行超声分散处理，过滤、烘干得到第一次处理后的中空热膨胀微球；所述中空热膨胀微球为膨胀后的烷烃类热膨胀微球；
[0009](2)用刻蚀液对步骤(1)处理后的中空热膨胀微球进行表面刻蚀改性，改性处理后
用水进行过滤至滤液为pH为6～8，洗掉多余的碱或酸，烘干得到第二次处理后的中空热膨胀微球；
[0010](3)将步骤(2)处理后的中空热膨胀微球与聚阳离子表面活性剂于水中搅拌均匀，离心得到聚阳离子表面活性剂包覆的中空热膨胀微球；
[0011](4)将步骤(3)处理后的微球分散于水中，调节pH至10～11，然后加入氧化锡锑分散液搅拌混合，过滤、烘干得到氧化锡锑涂覆改性的中空热膨胀微球；
[0012](5)将氧化锡锑涂覆改性的中空热膨胀微球、水性树脂、增稠剂、润湿分散剂、消泡剂于水中混合，得到所述隔热涂料。
[0013]进一步地，步骤(1)中，所述中空热膨胀微球与润湿分散剂的投料质量比为1～2:1。由于中空热膨胀微球的密度小、亲水性差，易漂浮在液面上，后续难以对其表面进行充分的修饰，采用润湿剂对其进行表面处理，提高微球表面的亲水性，有利于后续的改性处理。
[0014]进一步地，步骤(1)中，所述搅拌的时间为20～30min，所述超声的时间为1～2h。
[0015]进一步地，步骤(2)中，所述刻蚀液为氢氧化钠溶液、盐酸溶液或离子液体溶液。
[0016]进一步地，所述离子液体中的阳离子为季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子的一种或多种，所述离子液体中的阴离子为卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子一种或多种。
[0017]进一步地，所述刻蚀液的浓度为5～20wt％。
[0018]采用刻蚀液对第一次改性后的中空热膨胀微球进行表面处理，去除表面的杂质同时增加其表面硅羟基的含量，从而提高微球表面的亲水性和比表面积，有利于提高后续氧化锡锑在微球表面的修饰。
[0019]进一步地，步骤(3)中，所述搅拌的时间为20～30min，所述离心的条件为：2000～4000rpm，20～30min。
[0020]进一步地，步骤(3)中，将离心得到的微球分散于水中，搅拌10～20min后再离心，重复上述分散、离心过程两次，得到所述的聚阳离子表面活性剂包覆的中空热膨胀微球。
[0021]进一步地，所述聚阳离子表面活性剂为多聚赖氨酸、甲基丙烯酸类、丙烯酸类、烯丙基型、苯乙烯型、丙烯酰胺型、马来酸类阳离子聚电解质中的一种或多种。
[0022]进一步地，步骤(4)中，调节pH至10～11后搅拌30～40min。防止聚阳离子表面活性剂处理后热膨胀微球团聚，影响氧化锡锑在微球表面的充分涂覆。
[0023]进一步地，所述氧化锡锑分散液呈负电性，分散液中纳米粒子的粒径为7～15nm。
[0024]本专利技术先采用聚阳离子表面活性剂对第二次处理后的微球进行改性处理，使微球表面带正电荷，能与带负电荷的氧化锡锑分散液相结合。
[0025]进一步地，步骤(4)中，先将氧化锡锑分散液分散于水中，超声分散1～2h，再与分散有微球的水溶液混合。
[0026]进一步地，所述搅拌的时间为20～30min。
[0027]进一步地，所述水性树脂为纤维素衍生物、改性聚丁二烯树脂、环氧树脂、醇酸树脂、氨基树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂中的一种。
[0028]进一步地，所述的增稠剂为丙二醇海藻酸钠、羟丙基淀粉、聚乙烯吡咯烷酮非离子聚氨酯类增稠剂中的一种或多种。
[0029]进一步地，所述润湿分散剂为阴离子型、非离子型、合成高分子型分散剂的一种或
多种。
[0030]进一步地，所述消泡剂为有机硅类消泡剂，所述有机硅类消泡剂包含固体型、乳液型、溶液型、油型有机硅类消泡剂。
[0031]本专利技术第二方面提供了一种由第一方面所述制备方法制备得到的氧化锡锑涂覆改性中空热膨胀微球隔热涂料。
[0032]进一步地，所述隔热涂料中不挥发成分包含按质量百分比计的以下组分：氧化锡锑涂覆改性的中空热膨胀微球20～50％、水性树脂20～30％、增稠剂10～20％、润湿分散剂10～20％、消泡剂10～20％。
[0033]本专利技术的有益效果在于：
[0034]1.本专利技术采用具有低密度、高比表面积、导热系数好、耐久性好且内外表面能够发生多级反射的中空热膨胀微球作为填料，并依次通过润湿分散剂、刻蚀液、聚阳离子表面活性剂对微球表面进行处理，提高微球表面的比表面积和亲水性，然后利用氧化锡锑对表面处理后的微球进行表面修饰，将氧化锡锑涂覆改本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化锡锑涂覆改性中空热膨胀微球隔热涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将中空热膨胀微球与润湿分散剂于水中搅拌均匀，然后进行超声分散处理，过滤、烘干得到第一次处理后的中空热膨胀微球；所述中空热膨胀微球为膨胀后的烷烃类热膨胀微球；(2)用刻蚀液对第一次处理后的中空热膨胀微球进行表面刻蚀改性，改性处理后用水进行过滤至滤液pH为6～8，烘干得到第二次处理后的中空热膨胀微球；(3)将第二次处理后的中空热膨胀微球与聚阳离子表面活性剂于水中搅拌均匀，离心得到聚阳离子表面活性剂包覆的中空热膨胀微球；(4)将聚阳离子表面活性剂包覆的中空热膨胀微球分散于水中，调节pH至10～11，然后加入氧化锡锑分散液搅拌混合，过滤、烘干得到氧化锡锑涂覆改性的中空热膨胀微球；(5)将氧化锡锑涂覆改性的中空热膨胀微球、水性树脂、增稠剂、润湿分散剂、消泡剂于水中混合，得到所述隔热涂料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述中空热膨胀微球与润湿分散剂的投料质量比为1～2:1；所述搅拌的时间为20～30min，超声的时间为1～2h。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述刻蚀液为氢氧化钠溶液、盐酸溶液或离子液体溶液，所述刻蚀液的浓度为5～20wt％。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述离子液体中的阳离子为季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子的一种或多种，所述离子液体中的阴离子为卤素离子、四氟硼酸根离...

【专利技术属性】
技术研发人员：常广涛，赵甜甜，李若欣，綦淼，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：