一种中空纳米二氧化硅粒子及其保温隔热涂料的制备方法技术

一种中空纳米二氧化硅粒子及其保温隔热涂料的制备，属于化工涂料技术领域。本发明专利技术采用一种纳米物质为模板，制备出中空纳米二氧化硅粒子，然后再把这种中空二氧化硅粒子与成膜物制成涂料，即得到保温隔热涂料。因为中空纳米二氧化硅粒子特殊的纳米结构，使得此种保温隔热涂料的隔热性能大大提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种中空纳米二氧化硅粒子及其保温隔热涂料的制备，具有高效的保温隔热性能，属于节能涂料

技术介绍
节能降耗、提高经济效益是科学研究和技术开发的基本目标之一，涂料技术也不例外。20世纪70年代后，世界气候变暖，地球能源日趋枯竭，而在所有能耗构成比例中，建筑能耗超过三分之一，所占比例最大；另外，在工业生产中所需通过保温措施而达到节能降耗的场所同样也非常多，因此，开发隔热保温节能涂料具有极大的现实意义。保温隔热涂料综合了涂料以及绝热材料的双重特性，有很多优点，如涂料生产工艺简单、导热系数低、保温效果好、施工相对简单、特别适用于保温材料难以解决的异型设备的保温等。但是现有保温隔热涂料主要是采用了普通的中空微珠、钛白粉等材料，它们的粒径大多为15 μ m左右， 有的甚至更高，因此起到的隔热效果有限，隔热效果亟待提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是制备出一种纳米级的中空二氧化硅粒子，这种二氧化硅粒子的粒径在IOOnm以下，由于纳米粒子的特殊效果，热气流在其内部很难传导，因此采用纳米二氧化硅粒子制成的保温隔热涂料的隔热性能将会得到大大的提高。其设计思路是制备纳米级的中空二氧化硅粒子，并以此中空二氧化硅制成保温涂料，以提高保温隔热的效果。该中空纳米二氧化硅粒子制备的主要步骤(I)以某种纳米级的物质为模板，在充分分散的条件下在其外层包覆一层二氧化硅；(2)将模板在高温条件下去除，即可得中空纳米二氧化硅粒子。本专利技术的技术方案一种中空纳米二氧化硅粒子及其保温隔热涂料的制备步骤为(I)中空纳米二氧化硅粒子的制备以纳米聚苯乙烯或囊泡或有机膨胀剂为模板，加入烧瓶中，加入20-60mL乙醇，20-60mL水，l-5mL氨水，O. 1-0. 5g十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基氯化铵，加入表面活性剂聚乙二醇2000或十二烷基苯磺酸钠 O. 1-0. 5g，l-5mL硅源，在30-90°C条件下搅拌反应2-10h，取出产物离心，洗涤、干燥后在 300-900°C的条件下煅烧，即得到颗粒完整、形貌较好的中空纳米二氧化硅粒子。其中加入表面活性剂聚乙二醇2000或十二烷基苯磺酸钠是为了使纳米模板充分分散，并在其表面形成一层膜，增加模板对硅源的吸附力，以提高纳米中空粒子的产率，可以大大减少硅源自身形成实心粒子的概率。其中控制硅源的加入量、表面活性剂种类及添加量、反应时间的长短可以控制中空纳米粒子的粒径、壁厚，得到不易破损、粒径均一、性能稳定的中空纳米粒子。(2)保温隔热涂料的制备将制备的中空二氧化硅粒子以及钛白粉、珍珠岩等填料加入成膜物中，并加入润湿分散剂、消泡剂、流平剂等若干，制成保温隔热涂料。其配方如下成膜物30 45份中空纳米二氧化硅粒子4 10份二氧化钛2 4份膨胀珍珠岩2 4份去离子水36 62份消泡剂、分散剂、流平剂等若干本专利技术的有益效果 (I)通过制备中空纳米二氧化硅粒子，就可以得到隔热效果更好的保温隔热涂料。 这种中空二氧化硅粒子的粒径非常小，可以有效地阻止热量在其内部的传导，大大地提高了涂料保温隔热的性能；而且本专利技术选用了表面活性剂，在其表面形成了一层膜，增加了模板对硅源的吸附力，大大增加了中空纳米粒子的得率。(2)此中空纳米二氧化硅粒子的强度大，在与成膜物的搅拌中不会破损，性能十分稳定。(3)施工工艺简单，工期短，节约成本。具体实施方式实施例1:称取Ig纳米碳酸钙或纳米聚苯乙烯模板，加入四口烧瓶中，加入30mL乙醇，40mL 去离子水，2mL氨水，O.1g十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基氯化铵，O.1g表面活性剂聚乙二醇2000或十二烷基苯磺酸钠，2mL硅源，在40°C条件下搅拌反应3h，取出产物离心，洗涤、干燥后在500°C的条件下煅烧，即得到颗粒完整、形貌较好的中空纳米二氧化硅粒子。将制备的中空二氧化硅粒子以及钛白粉、珍珠岩等填料加入成膜物中，并加入润湿分散剂、消泡剂、流平剂等若干，制成保温隔热涂料。其配方如下成膜物40份中空纳米二氧化硅粒子8份二氧化钛3份膨胀珍珠岩3份去离子水46份消泡剂、分散剂、流平剂等若干实施例2 称取1. 5g纳米碳酸钙或纳米聚苯乙烯模板，加入四口烧瓶中，加入30mL乙醇， 30mL去离子水，2mL氨水，O. 3g十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基氯化铵，O. 2g表面活性剂聚乙二醇2000或十二烷基苯磺酸钠，ImL硅源，在60°C条件下搅拌反应4h，取出产物离心，洗涤、干燥后在600°C的条件下煅烧，即得到颗粒完整、形貌较好的中空纳米二氧化硅粒子。将制备的中空二氧化硅粒子以及钛白粉、珍珠岩等填料加入成膜物中，并加入润湿分散剂、消泡剂、流平剂等若干，制成保温隔热涂料。其配方如下成膜物45份中空纳米二氧化娃粒子10份二氧化钛3份膨胀珍珠岩3份去离子水39份·消泡剂、分散剂、流平剂等若干权利要求1.一种中空纳米二氧化硅粒子及其保温隔热涂料的制备，其特征是步骤为中空纳米二氧化硅粒子的制备以纳米聚苯乙烯或囊泡或有机膨胀剂为模板，加入烧瓶中，加入20-60mL乙醇，20-60mL水，l_5mL氨水，(λ 1_(λ 5g十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基氯化铵，O. 1-0. 5g表面活性剂聚乙二醇2000或十二烷基苯磺酸钠， l-5mL正硅酸四乙酯，在30-90°C条件下搅拌反应2_10h，取出产物离心，洗涤，干燥后在 300-900°C的条件下煅烧，即得到颗粒完整、形貌较好的中空纳米二氧化硅粒子。其中加入表面活性剂聚乙二醇2000或十二烷基苯磺酸钠是为了使纳米模板充分的分散，并在其表面形成一层膜，增加模板对硅源的吸附力，以提高纳米中空粒子的产量，大大减少了硅源自形成实心粒子的概率。其中控制硅源的加入量和反应时间的长短可以控制中空纳米粒子壁厚，以得到不易破损的性能稳定的中空纳米粒子。2.保温隔热涂料的制备将制备的中空二氧化硅粒子以及钛白粉，珍珠岩等填料加入成膜物中，并加入润湿分散剂、消泡剂、流平剂等若干，制成保温隔热涂料。其配方如下成膜物30 45份中空纳米二氧化娃粒子4 10份二氧化钛2 4份膨胀珍珠岩2 4份去离子水36 62份消泡剂、分散剂、流平剂等若干全文摘要一种中空纳米二氧化硅粒子及其保温隔热涂料的制备，属于化工涂料
本专利技术采用一种纳米物质为模板，制备出中空纳米二氧化硅粒子，然后再把这种中空二氧化硅粒子与成膜物制成涂料，即得到保温隔热涂料。因为中空纳米二氧化硅粒子特殊的纳米结构，使得此种保温隔热涂料的隔热性能大大提高。文档编号C09D5/00GK102992334SQ20111026503公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日专利技术者姚伯龙, 李祥, 杨福亮, 宋亚, 宋佳 申请人:江南大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
中空纳米二氧化硅粒子的制备：以纳米聚苯乙烯或囊泡或有机膨胀剂为模板，加入烧瓶中，加入20?60mL乙醇，20?60mL水，1?5mL氨水，0.1?0.5g十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基氯化铵，0.1?0.5g表面活性剂聚乙二醇2000或十二烷基苯磺酸钠，1?5mL正硅酸四乙酯，在30?90℃条件下搅拌反应2?10h，取出产物离心，洗涤，干燥后在300?900℃的条件下煅烧，即得到颗粒完整、形貌较好的中空纳米二氧化硅粒子。其中加入表面活性剂聚乙二醇2000或十二烷基苯磺酸钠是为了使纳米模板充分的分散，并在其表面形成一层膜，增加模板对硅源的吸附力，以提高纳米中空粒子的产量，大大减少了硅源自形成实心粒子的概率。其中控制硅源的加入量和反应时间的长短可以控制中空纳米粒子壁厚，以得到不易破损的性能稳定的中空纳米粒子。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚伯龙，李祥，杨福亮，宋亚，宋佳，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：