隔热涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种隔热涂料及其制备方法，包括以下原料：苯丙乳液、远红外陶瓷粉、金红石型钛白粉或功能化金红石型钛白粉、重钙粉、空心玻璃微珠、改进剂、分散剂、消泡剂、润湿剂、成膜助剂、水、增稠剂、pH调节剂。本发明专利技术制备的隔热涂料原料易得、使用方便，具有优良的隔热性能、耐水性能与耐碱性能。耐水性能与耐碱性能。

【技术实现步骤摘要】
隔热涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料用涂料领域，具体涉及一种隔热涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]涂料是涂布于物体表面后形成薄膜起保护、装饰等作用的一类液体或固体材料。在建筑领域的应用中，涂料还可以改善建筑物的隔热性和保温性、环保节能。一般建筑物采用膨胀珍珠岩、空心微珠、泡沫等利用内部的孔隙、间隙，阻止热传递和热辐射，达到隔热、保温效果。但是传统隔热涂料，存在使用性能单一、隔热效果不佳、耐水、耐老化性能差等问题，适用范围有限，此外施工时易流挂、飞液，不便于推广。中国专利CN107641382A公开了一种高效节能涂料及其制备方法，包括以下组分：苯丙乳液、空心陶瓷粉、钛白粉、纳米气相二氧化硅、纳米二氧化钛、氧化锌、石墨、羟丙纤维素、六偏磷酸钠、苯并三唑、水、丙二醇、环氧树脂；该涂料配方中加入的空心陶瓷粉和钛白粉能够反射热光且导热系数低，有效减少热传导，降低表温度，达到隔热节能的效果，但是涂料本身的防水、耐碱性较差，限制涂料的使用寿命。

技术实现思路

[0003]有鉴于现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种隔热涂料及其制备方法，利用改性二氧化硅气凝胶与定优胶合理配备显著提高了涂料的保温隔热性能。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种隔热涂料，该涂料包括以下重量份的原料：苯丙乳液70～80份、远红外陶瓷粉5～10份、金红石型钛白粉或功能化金红石型钛白粉5～10份、重钙粉5～10份、空心玻璃微珠15～25份、改进剂0.2～0.5份、分散剂0.5～1份、消泡剂0.5～1份、润湿剂0.5～1份、成膜助剂5～10份、水30～40份、增稠剂1～3重量份、pH调节剂0.5～1重量份。
[0005]所述的远红外陶瓷粉、金红石型钛白粉、重钙粉、空心玻璃微珠的尺寸各自独立为100～5000目。
[0006]苯丙乳液是建筑涂料中常用的水性乳液之一，是由苯乙烯和丙烯酸酯单体共聚合得到，其耐水性、耐碱性、耐候性、耐洗刷性能突出，价格便宜。
[0007]远红外陶瓷粉，与传统陶瓷采用氧化硅、氧化铝等高岭土成分组成的普通陶瓷不同，远红外陶瓷是以多种无机化合物及微量金属或特定的天然矿石分别以不同的比例配合，再经1200～1600℃高温煅烧而成，能辐射出特定波长远红外线的特种陶瓷材料。作用机理是先吸收热量发生光电作用，产生电子跃迁，其中部分以红外光的形式辐射到周围环境，常温下进行热光转换，以降低自身温度。将之作为功能性材料应用到外墙涂料中，能有助于降低外墙温度。
[0008]重钙粉是用优质的石灰石为原料，经石灰磨粉机加工成白色粉体，它的主要成分是CaCO3。通常用作填料广泛用于涂料行业作填充剂起到增加产品的体积，降低生产成本。
[0009]空心玻璃微珠是建筑外墙隔热涂料常用的物质，它是粒径为几十微米，壁厚约为
一微米的空心球体，其主要成分是硼硅酸盐。特殊的中空结构，赋予了空心玻璃微珠超低的导热率和较好的抗冷热收缩性，从而可以增强涂膜的隔热性能和弹性，减少涂层龟裂及脱裂。当在外墙涂料中添加空心玻璃微珠，相当于在涂膜里放入无数个零导热系数的空腔，可以很好地阻隔热量在涂膜里的传导，同时由于其较高的反射比，使阳光以反射的形式散溢到周围环境，从源头降低了热量的吸收。空心玻璃微珠具有玻璃化的表面，虽然使得它有了较高的太阳光反射比和较优的耐水性，却降低了其在水性涂料中的分散能力。有一些研究对空心玻璃微珠进行了金属氧化物包覆改性以提升其在水性涂料中的分散性，但这样的包覆结构却提高了导热系数，降低了涂料整体的保温性能。因此，添加功能性的物质，提高空心玻璃微珠在水性涂料中的分散性是更合理的策略。
[0010]金红石型钛白粉即为金红石型二氧化钛，具有优异的折光系数和稳定的化学性质，是世界上应用最广、性能最好的白色颜料，它的加入有助于提高外墙涂膜反射阳光的能力。
[0011]优选的，所述功能化金红石型钛白粉的制备方法为：
[0012]X1将5～10重量份硅藻土加入到10
‑
15重量份水中混合均匀，在60～70℃、500～600r/min速率搅拌下，加入0.003～0.005重量份异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、0.001～0.003重量份3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷搅拌10～20min；再加入0.01～0.02重量份苯丙乳液，在40～50℃、15～25MPa条件下均质处理3～7min，喷雾干燥，得到物料Ⅰ；
[0013]X2将4～6重量份金红石型钛白粉与0.003～0.005重量份异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、0.001～0.003重量份3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷混合后球磨10～30min，球磨速率200～300r/min；再置于60～70℃加热10～30min，得到物料Ⅱ；
[0014]X3将上述物料Ⅰ、物料Ⅱ加入搅拌机中，在25～30℃、500～600r/min速率搅拌5～10min，再升温至50～60℃继续搅拌30～40min，得到所述功能化金红石型钛白粉。
[0015]通过对金红石型钛白粉进行功能化处理，改善了它的分散性，有效阻止团聚的发生，更利于金红石型钛白粉与涂料中苯丙乳液等其他原料的结合、相容，更好的发挥作用，提高涂料的综合性能，此外，功能化金红石型钛白粉的加入还能提高涂料的防火性能。
[0016]所述的改进剂为二氧化硅气凝胶、改性二氧化硅气凝胶、定优胶中的至少一种。
[0017]所述的分散剂为聚磷酸盐型分散剂、聚丙烯酸盐型分散剂、脂肪族酰胺型分散剂中的一种、两种或多种的组合。
[0018]所述的消泡剂为磷酸酯型消泡剂、聚醚型消泡剂、有机硅型消泡剂中的一种、两种或多种的组合。
[0019]所述的润湿剂为聚醚改性有机硅氧烷共聚物型润湿剂。
[0020]所述的成膜助剂为十二碳醇酯、乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种、两种或多种的组合。
[0021]所述的增稠剂为羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基乙基纤维素中的一种、两种或多种的组合。
[0022]所述的pH调节剂为0.5～1mol/L的氨水水溶液。
[0023]定优胶是由微生物发酵生成的水溶性生物聚合物，具有优良的增稠性、假塑性、耐高温、耐高盐及较宽范围的pH适应性等优良特性，将其加入到涂料体系中可以起到流变调节作用，增强涂料体系的相容性，从而提升涂料的整体性能。
[0024]二氧化硅气凝胶由二氧化硅连接链的三维网络状内部结构组成，具有大量充满空气的孔隙，主要在中孔(2～50nm)范围内。这种广泛而精细的孔隙率提供了较高的比表面积、低密度、低导热系数、绝缘性能、超低介电常数和低折射率。
[0025]进一步优选的，改进剂中定优胶和二氧化硅气凝胶的质量比为1：(5～10)。
[0026]然而，基于二氧化硅气凝胶表面疏水、密度极轻，其在水性涂料中的分散难度较大，需要分散一定时间才能完全浸润在水性涂料中，分散时间过长会导致水或其他液体侵入气凝胶的孔隙结构，造成内部结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.隔热涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：苯丙乳液70～80份、远红外陶瓷粉5～10份、金红石型钛白粉或功能化金红石型钛白粉5～10份、重钙粉5～10份、空心玻璃微珠15～25份、改进剂0.2～0.5份、分散剂0.5～1份、消泡剂0.5～1份、润湿剂0.5～1份、成膜助剂5～10份、水30～40份、增稠剂1～3份、pH调节剂0.5～1份。2.如权利要求1所述的隔热涂料，其特征在于：所述功能化金红石型钛白粉的制备方法为：X1将5～10重量份硅藻土加入到10
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15重量份水中混合均匀，在60～70℃、500～600r/min速率搅拌下，加入0.003～0.005重量份异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、0.001～0.003重量份3
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氨丙基三甲氧基硅烷搅拌10～20min；再加入0.01～0.02重量份苯丙乳液，在40～50℃、15～25MPa条件下均质处理3～7min，喷雾干燥，得到物料Ⅰ；X2将4～6重量份金红石型钛白粉与0.003～0.005重量份异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、0.001～0.003重量份3
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氨丙基三甲氧基硅烷混合后球磨10～30min，球磨速率200～300r/min；再置于60～70℃加热10～30min，得到物料Ⅱ；X3将上述物料Ⅰ、物料Ⅱ加入搅拌机中，在25～30℃、500～600r/min速率搅拌5～10min，再升温至50～60℃继续搅拌30～40min，得到所述功能化金红石型钛白粉。3.如权利要求1所述的隔热涂料，其特征在于：所述改进剂为二氧化硅气凝胶、改性二氧化硅气凝胶、定优胶中的至少一种。4.如权利要求3所述的隔热涂料，其特征在于：所述改进剂为定优胶和改性二氧化硅气凝胶的按质量比1：(5～10)混合得到。5.如权利要求3或4所述的隔热涂料，其特征在于，所述改性二氧化硅气凝胶的制备方法为：(1)在40～50℃下，将1～2重量份二氧化硅气凝胶、5～10重量份N
‑
(2
‑
氨基乙基)
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氨基丙基三甲氧基硅烷分散在40～50重量份无水乙醇中，以300～500r/min速率搅拌反应12～16h；过滤后将不溶物用无水乙醇洗涤，随后在40～60℃干燥5～10h...

【专利技术属性】
技术研发人员：许银亚，许孟葵，
申请(专利权)人：上海葵亚环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：