一种水性纳米隔热保温材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及建筑用的水性纳米隔热保温材料及其制备方法。该材料由多孔水性纳米SiO2悬浮乳液、无机纳米TiO2、无机纳米氧氯化铋、玻璃空心微珠、无机超微材料、功能助剂、阻燃剂与去离子水组成。与现有传统材料相比，本发明专利技术水性纳米隔热保温材料涂层的导热系数非常明显地优于传统保温板的导热系数，具有极好的阻燃性，并且没有毒害物质排放，是一种新型的环境友好型建筑隔热保温材料。使用本发明专利技术材料，采用涂覆工艺，可以根据不同的建筑热工气候区域、墙体结构、厚度及技术要求，调整隔热保温技术指标，能够简化工序，达到良好的施工效果和工程的最佳性价比。

【技术实现步骤摘要】
ー种水性纳米隔热保温材料及其制备方法
本专利技术属于ー种水性纳米建筑隔热保温材料
更具体地，本专利技术涉及一种由无机纳米材料、玻璃空心微球、无机超微材料和丙烯酸乳液等复合的建筑用的水性纳米隔热保温材料。背景技木目前，我国高能耗建筑占建筑总面积的95%以上，単位面积采暖能耗相当于气候条件相近发达国家的2 3倍，建筑耗能巨大。所以，中华人民共和国建设部第143号令《民用建筑节能管理規定》，规定我国的城市建设中要求在规划、设计、建造和使用中，必须执行建筑节能标准，建筑构筑物必须进行隔热保温工程处理。但是，由于传统的建筑隔热保温材料，例如EPS板、XPS板、PU硬泡等有机隔热保温材料，因受材料自身性能的限制，缺乏科技含量，建筑工程使 用エ艺复杂、综合成本高、效果差，这种传统的被动式的隔热保温方法，造成极大的资源和能源的浪费，严重地影响和限制了我国建筑隔热保温节能技术、材料エ业领域整体技术水平和国民经济的发展。传统的建筑隔热保温材料，例如EPS板、XPS板、PU硬泡等有机隔热保温材料防火性能较差。近年来，我国连续发生的建筑外保温工程重大火灾事故，损失严重，在全国范围内造成了严重影响。针对这些重大火灾事故，住建部、公安部明确规定，我国民用建筑外墙隔热保温材料必须采用燃烧性能为A级或BI级，高度小于24m的建筑，其保温材料燃烧性能不应低于B2级，同时设置防火隔离帯，这就大大限制了传统的建筑隔热保温材料在建筑工程中的应用范围。无机保温材料，例如岩棉、矿棉、玻璃棉、泡沫混凝土、玻化微珠等，虽然燃烧性能达到A级，但是导热系数较差，保温性能欠佳，甚至遇水失效，単独使用很难达到理想的隔热保温节能效果。发展隔热保温优异，防火安全、环保兼顾的环境友好型水性纳米隔热保温材料技木，将无机纳米材料与无机隔热保温材料复合，配以成膜和功能助剂，制备成ー种浆液状、热エ性能可调的隔热保温材料。这种主动隔热保温节能技术和材料，可以大大提高无机材料的隔热保温效果，并具有优异的环保和防火性能。这是国内外建筑隔热保温节能技术、材料重点研究课题和发展方向，更是建筑隔热保温节能工程市场的未来发展趋势。
技术实现思路
[要解决的技术问题]本专利技术的目的是提供ー种水性纳米隔热保温材料。本专利技术的另ー个目的是提供所述水性纳米隔热保温材料的制备方法。[技术方案]本专利技术是通过下述技术方案实现的。本专利技术是利用纳米技术和纳米材料对传统的无机隔热保温材料进行复合、改性处理，制备出ー种用于建筑隔热保温工程的水性纳米隔热保温材料。作为传统的建筑隔热保温材料的升级换代材料和改变传统建筑隔热保温工程的施工工艺。因为阻隔型隔热保温材料涂装成膜后涂膜中充满孔隙，涂膜的干密度很低，所以具有很好的阻热性能。众所周知，密度越高、钢性越强的材料，其传热系数越大，传热速度越快。反之，柔性越好、结构越蓬松的材料，其导热系数越小，温度传导的速度越慢，这是决定热工技术性能指标的主要因素。由于蓬松的柔软材料，其组织密度疏松，结构中的空隙充满了空气，而空气的导热系数是最小的，所以材料的传热系数最小，隔热保温的效果越好。根据材料热工效应的这一特性，在传统隔热保温材料的选择上，均以柔性好的蓬松材料为最佳选择(如:矿棉、岩棉、玻璃棉、聚苯、EPS、XPS、PU硬泡等材料)，成为建筑和工业使用的传统保温隔热材料。但是，上述材料因受自身性能的限制，只能利用材料自身性能进行隔热保温处理。由于这种单一被动的隔热保温技术缺乏科技含量，因此造成施工受限，使用效果较差，并且存在防火消防的安全隐患。针对传统隔热保温材料技术缺陷，本专利技术的水性纳米隔热保温材料，首先利用无机材料不燃烧的特性，采用无机超微材料和玻璃空心微球作阻隔导热的基础材料，使隔热保温材料具备了不燃烧性，同时造成水性纳米隔热保温材料的无机主体结构充满了含有气体的空间，有效的阻止温度的传导；并且利用大比表面积的高孔隙的多孔无机纳米SiO2与水性乳液(有机的成膜物质)复合，使密度大的水性乳液(有机的成膜物质)和固体材料大颗粒的间隙被高孔隙的多孔无机纳米SiO2填充，在大量的多孔无机纳米SiO2高孔隙率形成的超微含气闭孔负空间，并在闭孔热容储热保温性能和低传导的作用下及纳米微米材料多效应组合的协同作用下，产生隔热和储热保温增强效应，显著地提高了无机材料的隔热保温技术性能，达到隔热、储热保温的理想效果。在制备过程中，选择添 加热稳定性好、不挥发、不产生有害气体、不腐蚀生产设备、抑烟和阻燃效果良好的阻燃剂，使得水性纳米隔热保温材料涂层中的少量有机材料(乳液和助剂)得到有效的抑烟和阻燃，显著的提高了水性纳米隔热保温材料涂的阻燃效果。利用金红石型无机纳米TiO2的高折射系数，低消光性能，高反射率和光触媒性能，提高水性纳米隔热保温材料涂层的热反射率、半球发射率和抗老化性能，提高水性纳米隔热保温材料涂层的使用效果，延长有效使用年限。利用低热导的粒径在8(Tl00nm的无机纳米氧氯化秘(纳米球或纳米棒)形成低热导的纳米隔热保温涂层。本专利技术涉及一种水性纳米隔热保温材料。所述水性纳米隔热保温材料是由下述组分组成的，以重量份计:多孔水性纳米SiO2悬浮乳液 25 35;无机纳米TiO2Γ3 ；无机纳米氧氯化铋0.5 2;玻璃空心微球15 30 ；无机超微材料3 5 ；功能助剂3 5 ；阻燃剂2 3 ；去离子水25 35。所述的多孔水性纳米SiO2悬浮乳液是由15 25重量份水性丙烯酸乳液、3(T35重量份水性丙烯酸粘性乳液、25 35重量份弹性乳液与5 15重量份多孔水性纳米SiO2组成的。根据本专利技术的ー种优选实施方式，所述的水性纳米隔热保温材料是由下述组分组成的，以重量份计:多孔水性纳米SiO2悬浮乳液 28 32 ；无机纳米TiO21.5 2.4 ；无机纳米氧氯化铋0.5 2;玻璃空心微球18 26 ；无机超微材料3.8^4.2 ；功能助剂3.8 4.2 ；阻燃剂2.4 2.6 ； 去离子水26 32。根据本专利技术的另ー种优选实施方式，所述的多孔水性纳米SiO2的比表面积是60(T800m2/g，它的孔隙率是50 80%，它的孔尺寸是0.6 1.5nm,它的介孔比体积≥ 1000cm3/g。根据本专利技术的另ー种优选实施方式，所述的无机纳米TiO2是比表面积15(T300 Hf/g的金红石型纳米Ti02。根据本专利技术的另ー种优选实施方式，所述的无机纳米氧氯化铋是粒径8(Tl00nm、比表面积20(T300 m2 “、密度7.88~7.95g/mL与折射率< 2.2的氧氯化铋纳米球或纳米棒。根据本专利技术的另ー种优选实施方式，所述的无机超微材料是ー种或多种选自粒径0.3^1微米的氧化锆、ニ氧化硅、ニ氧化钛、氧氯化铋或硅藻土的无机超微材料。根据本专利技术的另ー种优选实施方式，所述的玻璃空心微球是由碱石灰硼硅酸盐复合材料制成的，其密度0.125 0.38g/cc与粒径10 80 u m。根据本专利技术的另ー种优选实施方式，所述的阻燃剂是ー种或多种选自低密度氢氧化镁或氢氧化铝的阻燃剂。根据本专利技术的另ー种优选实施方式，所述的功能助剂是ー种或多种选自润湿剂、分散剂、流平剂、消泡剂或固化剂的助剂。本专利技术还涉及所述水性纳米隔热保温材料的制备方法。该制备方法的步骤如下:A、制备多孔水性纳米SiO2悬浮乳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性纳米隔热保温材料，其特征在于它是由下述组分组成的，以重量份计：多孔水性纳米SiO2悬浮乳液??????25~35；无机纳米TiO2??????????????????1~3；无机纳米氧氯化铋??????????????0.5~2；玻璃空心微球??????????????????15~30；无机超微材料??????????????????3~5；功能助剂??????????????????????3~5；阻燃剂????????????????????????2~3；去离子水??????????????????????25~35；所述的多孔水性纳米SiO2悬浮乳液是由15~25重量份水性丙烯酸乳液、30~35重量份水性丙烯酸粘性乳液、25~35重量份弹性乳液与5~15重量份多孔水性纳米SiO2组成的。

【技术特征摘要】
1.一种水性纳米隔热保温材料，其特征在于它是由下述组分组成的，以重量份计: 多孔水性纳米SiO2悬浮乳液 25 35 ； 无机纳米TiO21 3 ； 无机纳米氧氯化铋0.5~2 ； 玻璃空心微球15 30 ； 无机超微材料3、； 功能助剂3 5 ； 阻燃剂2 3 ； 去尚子水25 35 ； 所述的多孔水性纳米SiO2悬浮乳液是由15 25重量份水性丙烯酸乳液、3(T35重量份水性丙烯酸粘性乳液、25 35重量份弹性乳液与5 15重量份多孔水性纳米SiO2组成的。2.根据权利要求1所述的水性纳米隔热保温材料，其特征在于它是由下述组分组成的，以重量份计: 多孔水性纳米SiO2悬浮乳液 28 32 ； 无机纳米TiO21.5 2.4 ； 无机纳米氧氯化铋0.5~2 ； 玻璃空心微球18 26 ； 无机超微材料3.8 4.2 ； 功能助剂3.8~4.2 ； 阻燃剂2.4~2.6 ； 去尚子水26 ~32。3.根据权利要求1或2所述的水性纳米隔热保温材料，其特征在于所述的多孔水性纳米SiO2的比表面积是60(T800 m2 /g，它的孔隙率是50 80%，它的孔尺寸是0.6^1.5nm，它的介孔比体积彡1000cm3/go4.根据权利要求1或3所述的水性纳米隔热保温材料，其特征在于所述的无机纳米TiO2是比表面积150 300 m2 /g的金红石型纳米Ti02。5.根据权利要求1或3所述的水性纳米隔热保温材料，其特征在于所述的无机纳米氧氯化铋是粒径8(Tl00nm、比表面积200 300 m2 “、密度7.88 7.95g/mL与折射率彡2.2的氧氯化秘纳米球或纳米棒。6.根据权利要求1或2所述的水性纳米隔热保温材料，其特征在于所述的无机超微材料是ー种或多种选自粒径0.3^1微...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立德，严素荣，张宝忠，郭金辉，
申请(专利权)人：北京中科捷达纳米应用科技有限公司，
类型：发明
国别省市：