CN101348639A - 隔热保温涂料 - Google Patents

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殷武
孔志元
史立平
何庆迪
蔡青青
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Abstract

本发明涉及一种隔热保温涂料，其各组分及其含量以质量份计如下：水10.0～18.0；润湿分散剂 0.3～1.0；丙二醇 0.3～1.0；杀菌剂0.05～0.2；滑石粉 0～5.0；钛白粉 2.0～10.0；针状堇青石粉 1.0～5.0；中空玻璃微珠 5.0～15.0；消泡剂 0.1～0.2；改性丙烯酸乳液 25.0～35.0；增稠剂0.15～0.3；流平剂 0.15～0.3；pH调节剂 0.1～1.0；所述改性丙烯酸乳液是以氟硅单体改性的弹性丙烯酸乳液，具有核壳结构，氟硅分布在乳液粒子表层。特别适合在外墙外保温体系中作为形成饰面层的隔热保温涂料。

Description

隔热保温涂料
技术领域
本发明涉及一种隔热保温涂料，特别适合在外墙外保温体系中作为形成饰面层的隔热保温涂料。
背景技术
建筑能耗占人类能源消耗的30％～40％，而其中绝大部分用于取暖和空调，提高建筑物保温隔热性能是节约能源、提高建筑物使用功能的重要途径。外墙外保温技术能明显达到保护墙体和节约能源的作用。目前，建筑物外墙外保温体系中用作饰面层的涂料是以普通弹性丙烯酸乳液为成膜物的涂料。这种涂料的缺点是：当外界环境温差变化较大时，饰面层的涂膜会发生开裂，进而造成保温层的开裂，从而影响了建筑物外墙整个保温体系的使用寿命；另外，普通弹性丙烯酸乳液形成的涂膜耐沾污性较差，还会影响建筑物的外观。已公开的中国专利申请如CN1037165A、CN1067667A、CN1076943A、CN1148072A等所涉及的隔热保温涂料，均采用常规的保温材料如海泡石、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石等制备，因涂层较厚，仅适用于管道、釜体或建筑物等的隔热保温，不适合作建筑物外墙饰面层；CN1757689A公开了一种薄层涂覆型防水保温涂料，虽然涂层厚度减少到2mm左右，但是其成膜物质仍采用普通的弹性丙烯酸乳液，所形成的涂膜耐沾污性和耐久性仍较差，而且对建筑物外墙外保温体系的聚苯板保温层不具有保护作用。
发明内容
本发明的目的是：提供一种隔热保温涂料，该涂料可以较薄的涂膜实现隔热效果，而且涂膜耐沾污性、耐候性、防水性优异，在外墙外保温体系中用作饰面层涂料，可以提高整个外墙体保温体系的使用寿命。
实现本发明目的的技术方案是：一种隔热保温涂料，其点是它由以下组分组成，各组分含量以质量份计如下：
水            10.0～18.0；润湿分散剂        0.3～1.0；
丙二醇        0.3～1.0；  杀菌剂            0.05～0.2；
滑石粉        0～5.0；    白粉              2.0～10.0；
针状堇青石粉  1.0～5.0；  中空玻璃微珠      5.0～15.0；
消泡剂        0.1～0.2；  改性丙烯酸乳液    25.0～35.0；
增稠剂        0.15～0.3； 流平剂            0.15～0.3；
pH调节剂      0.1～1.0；
所述改性丙烯酸乳液是采用无皂乳液聚合法制得的以氟硅单体改性的弹性丙烯酸乳液，该乳液具有核壳结构，其玻璃化转变温度为-20℃～-40℃，最低成膜温度为0℃～+1℃，氟硅分布在乳液粒子的表层。
上述隔热保温涂料中，所述改性丙烯酸乳液核/壳单体质量比为1∶1～3。
上述隔热保温涂料中，形成所述壳层聚合物的单体总量中，以质量百分比计，氟单体含量占3～15％，硅单体含量占3～10％；所述氟单体是甲基丙烯酸三氟乙酯；所述硅单体是乙烯基三乙氧基硅烷。
上述隔热保温涂料中，所述针状堇青石粉粒径为600～800目。
上述隔热保温涂料中，所述中空玻璃微珠密度为0.1～0.3g/mL，粒径为10～50μm。
本发明的技术效果是：本发明技术方案的隔热保温涂料具有如下有益效果：
①本发明涂料采用适量的具有核壳结构、以氟硅单体改性的弹性丙烯酸乳液(氟硅分布在乳液粒子的表层)，代替普通的弹性丙烯酸乳液，由于所采用的具有核壳结构的乳液，其玻璃化转变温度为-20℃～-40℃，最低成膜温度为0℃～+1℃且氟硅分布在乳液粒子的表层，大大提高了涂膜的物理性能和耐候性，同时由于氟硅单体的疏水性，赋予涂膜良好弹性的同时，还具有较好的耐沾污性；②本发明涂料采用的改性丙烯酸乳液是采用无皂乳液聚合法制得的，不含常规低分子游离型乳化剂，增加了涂膜的耐水性，涂膜中无低分子乳化剂迁移，不会污染环境；③本发明采用适量中空玻璃微珠为隔热材料，它的中空结构使其具有极低的导热系数，高效绝热，同时还能把入射的太阳光反射和散射出去，这样，保证涂膜具有高效的隔热功能；④本发明涂料添加了适量针状堇青石粉，它可以将未反射或未散射出去的热能，以红外辐射的方式高效发射到周围环境中，从而达到降低所形成的饰面层温度的目的，而且由于具有针状结构，使其和乳液粒子结合得更紧，提高了涂膜的机械性能；⑤由于本发明涂料添加的针状堇青石粉和中空玻璃微珠可以降低涂料中隔热材料的用量，因此，施工时，涂覆较薄的饰面层，就可达到隔热保温效果，即降低了施工成本，又确保饰面层的稳定性；⑥本发明涂料由于选择了恰当的乳液，添加了适量针状堇青石粉、中空玻璃微珠并与恰当的其他各组分匹配，因此，可以产生很好的协同作用，当在建筑物外墙外保温体系中用作饰面层涂料时，不仅使得饰面层本身具有优异的耐水性、耐沾污性、耐久性和隔热保温性能，而且还有效防止饰面层下层的聚苯板保温层因环境温差剧烈变化产生开裂、脱落等现象，大大提高了外墙保温体系的使用寿命。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述，但不局限于此。
在各实施例和比较例中采用的原料，除另有说明外，均是涂料用工业级市售品。
实施例1
(一)涂料配方见表1。
表1
  涂料组分   原料及规格   用量(质量份)
  水   去离子级   15.0
  润湿分散剂   聚丙烯酸盐类，有效含量25％(中化建常州涂料化工研究院生产)   0.3
  丙二醇   国产   0.5
  杀菌剂   国产，牌号KF-981(陕西省石油化工研究设计院生产)   0.1
  中空玻璃微珠   进口，密度为0.12g/mL，粒径为20～50μm(美国3M公司生产)   12.0
  针状堇青石粉   国产，600～800目   3.0
  滑石粉   国产，600～800目   5.0
  钛白粉   进口，牌号R-706   8.0
  消泡剂   进口，牌号681F(法国RHODIA公司生产)   0.1
  改性丙烯酸乳液   固含量45％，牌号FST-100，(中化建常州涂料化工研究院生产)   30.0
  增稠剂   进口，牌号RHEOLATE-430(美国RHEOX公司生产)   0.2
  流平剂   进口，牌号UH-530(日本ADEKA公司生产)   0.2
  pH调节剂   国产，牌号AMP95   0.4
其中牌号FST-100的改性丙烯酸乳液的核/壳单体质量比为1∶2；该乳液的玻璃化转变温度为-20℃，最低成膜温度为0～1℃，在壳层聚合物的单体总量中，以质量百分比计，氟单体含量占10％，硅单体含量占5％。
(二)具体操作
首先在容器中按配方量先加入去离子水、润湿分散剂、丙二醇、杀菌剂、针状堇青石粉、钛白粉、滑石粉和0.05份消泡剂，高速搅拌混合均匀后移入砂磨机研磨至细度小于50微米，随后再依次加入改性丙烯酸乳液、剩余消泡剂、增稠剂、流平剂并用pH调节剂调整pH值至8～9，最后在慢速搅拌下加入中空玻璃微珠，搅拌均匀后，包装即得本发明隔热保温涂料成品。
实施例2
(一)涂料配方见表2。
表2
  涂料组分   原料及规格   用量(质量份)
  水   去离子级   12.0
  润湿分散剂   聚丙烯酸盐类，有效含量25％(中化建常州涂料化工研究院生产)   0.5
  丙二醇   国产   0.5
  杀菌剂   国产，牌号KF-981(陕西省石油化工研究设计院生产)   0.1
  中空玻璃微珠   进口，密度为0.12g/mL，粒径为20～50μm，(美国3M公司生产)   10.0
  针状堇青石粉   国产，600～800目   2.0
  滑石粉   国产，600～800目   3.0
  钛白粉   进口，牌号R-706   10.0
  消泡剂   进口，牌号681F(法国RHODIA公司生产)   0.1
  改性丙烯酸乳液   固含量45％，牌号FST-100，(中化建常州涂料化工研究院生产)   35.0
  增稠剂   进口，牌号RHEOLATE-430(美国RHEOX公司生产)   0.2
  流平剂   进口，牌号UH-530(日本ADEKA公司生产)   0.2
  pH调节剂   国产，牌号AMP95   0.5
(二)具体操作与实施例1相同。
比较例
(一)为了便于比较，比较例的涂料配方基本与实施例2相同，不同点是用弹性丙烯酸乳液代替改性丙烯酸乳液，用高岭土和沉淀硫酸钡取代中空玻璃微珠和针状堇青石粉，具体见表3。
表3
  涂料组分   原料及规格   用量(质量份)
  水   去离子级   18.4
  润湿分散剂   聚丙烯酸盐类，有效含量25％(中化建常州涂料化工研究院生产)   0.5
  丙二醇   国产   0.5
  杀菌剂   国产，牌号KF-981(陕西省石油化工研究设计院生产)生产   0.1
  高岭土   国产，600～800目   2.0
  沉淀硫酸钡   国产，600～800目   10.0
  滑石粉   国产，600～800目   3.0
  钛白粉   进口，牌号R-706   10.0
  消泡剂   进口，牌号681F(法国RHODIA公司生产)   0.1
  弹性丙烯酸乳液   固含量55％，牌号PD-03，(宝达化工有限公司生产)   28.6
  增稠剂   进口，牌号RHEOLATE-430(美国RHEOX公司生产)   0.2
  流平剂   进口，牌号UH-530(日本ADEKA公司生产)   0.2
  pH调节剂   国产，牌号AMP95   0.5
(二)具体操作
首先在容器中加入去离子水、润湿分散剂、丙二醇、份杀菌剂、高岭土、沉淀硫酸钡、钛白粉、滑石粉和0.05份消泡剂，高速搅拌混合均匀后进砂磨机研磨至细度小于50微米，随后依次加入弹性丙烯酸乳液，剩余消泡剂、增稠剂、流平剂并用pH调节剂调整pH值至8～9，搅拌均匀后即得比较例产品。
用实施例和比较例的产品按GB/T 9271-88方法，制成约0.8mm的干膜用于检测涂膜性能，测试结果见表4。
表4
  实施例1   实施例2   比较例   检测方法
  涂层耐沾污性，％   15   18   30   GB/T 9755-2001
  拉伸强度，mPa   1.0   1.2   0.8   GB/T 528
  人工加速老化，h   2000   2500   600   GB/T 1865-1997
  导热系数，W/(m.k)   0.1   0.1   0.3   GB/T 10294
  热反射率，％   0.80   0.85   0.65   见附注
附注：反射率测定方法
将待测热反射率的本发明涂料，涂在150mm×70mm×0.5mm的钢制样板上，置于烘箱中，于105±5℃恒温下烘烤2h，制得待测热反射率的样板；
调节室温为28.8℃，将两块喷涂黑磁漆的标准黑板相距50mm平行放在聚苯乙烯泡沫塑料上，涂漆的一面朝上，其中心对准上方的灯泡。调节灯泡和标准黑板之间的距离，使两块标准黑板在30min内达到平衡温度87.8℃，然后，立即撤走一块标准黑板，换上一块待测热反射率的样板，15min后，记录平衡时待测热反射率的样板温度，然后按下式计算热反射率。
ρ = T 1 - T 2 T 2 - T 3 × 100 %
式中：ρ为热反射率；
T1为标准黑板温度，一般为87.8℃；
T2为待测热反射率的样板温度；
T3为检测时的室温，一般固定在28.8℃。
由表3检测的各项数据可见，本发明涂料(实施例1和2)涂层的耐沾污性、耐久性和隔热保温性能大大优于比较例；
在同样的建筑物试涂(涂层厚度1mm)，一年后，用比较例的涂料作饰面层的墙体表面较黑，其下层聚苯板保温层出现开裂，而使用本发明涂料(实施例1和2)作饰面层的墙体外观及下层聚苯板保温层基本焕然如新。
多次实验还证明，本发明涂料各组分用量只要在所述技术方案范围内，所获得的涂料均能达到实施例1和2的水平，在此不一一赘述。

Claims (6)

1、一种隔热保温涂料，其特征在于：它由以下组分组成，各组分含量以质量份计如下：
水          10.0～18.0；润湿分散剂   0.3～1.0；
丙二醇      0.3～1.0；  杀菌剂        0.05～0.2；
滑石粉      0～5.0；    钛白粉        2.0～10.0；
针状堇青石粉1.0～5.0；  中空玻璃微珠  5.0～15.0；
消泡剂      0.1～0.2；  改性丙烯酸乳液25.0～35.0；
增稠剂      0.15～0.3； 流平剂        0.15～0.3；
pH调节剂    0.1～1.0；
所述改性丙烯酸乳液是采用无皂乳液聚合法制得的以氟硅单体改性的弹性丙烯酸乳液，该乳液具有核壳结构，其玻璃化转变温度为-20℃～-40℃，最低成膜温度为0℃～+1℃，氟硅分布在乳液粒子的表层。
2、根据权利要求1所述的隔热保温涂料，其特征在于：所述改性丙烯酸乳液核/壳单体质量比为1∶1～3。
3、根据权利要求1所述的隔热保温涂料，其特征在于：形成所述壳层聚合物的单体总量中，以质量百分比计，氟单体含量占3～15％，硅单体含量占3～10％。
4、根据权利要求3所述的隔热保温涂料，其特征在于：所述氟单体是甲基丙烯酸三氟乙酯；所述硅单体是乙烯基三乙氧基硅烷。
5、根据权利要求1所述的隔热保温涂料，其特征在于：所述针状堇青石粉粒径为600～800目。
6、根据权利要求1所述的隔热保温涂料，其特征在于：所述中空玻璃微珠密度为0.1～0.3g/mL，粒径为10～50μm。
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