CN102010641A - 一种复合型水性建筑保温隔热涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种复合型水性建筑保温隔热涂料及其制备方法，其特征在于以重量计算，包括水性丙烯酸酯类聚合物30-45份，颜填料7-15份，水55-65份，乳化剂0.1-5份，中和剂0.1-2份，其中，水性丙烯酸酯类聚合物包括由以下组份聚合而成：25-35%wt的甲基丙烯酸甲酯，40-60%wt的丙烯酸丁酯，0-20%wt的苯乙烯，4-6%wt的丙烯酸，4-6%wt的N—羟甲基丙烯酰胺。本发明与已有技术相比，具有隔热效果优、防水性能好、综合性能佳、无毒环保、使用方便的优点。对于改善工作生活环境、节约能源和提高安全性等具有重要意义。此外，这种涂料的生产成本和材料成本都较低，十分利于推广利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种保温隔热涂料及其制备方法。
背景技术
我国建筑业快速发展，而目前我国建筑物绝大多数是高能耗非节能型建筑，在使用期间，采暖、空调、热水供应等方面消耗了大量的能源。“创建以节约资源、节能降耗、生态环保为中心的经济发展模式，走可持续发展之路”是我国的基本国策。目前我国对新建筑采取了强制性隔热保温措施，在面对各种保温隔热材料的选择中，运用隔热保温涂料对建筑物的屋顶、外墙进行涂装是目前各国重点推广的节能方法之一，也是我国夏热冬暖、夏热冬冷地区的明智选择。
根据隔热机理，隔热涂料主要可分为阻隔型、反射型、辐射型三类，目前，国内硅酸盐类隔热涂料是生产和使用最为广泛的阻隔型隔热涂料，反射型和辐射型隔热涂料还没有得到广泛的应用。但是，对于阻隔型隔热涂料而言，由于材料本身存在结构上的缺陷，造成抗冲击能力弱，干燥周期长，干燥收缩大，吸湿率大等缺点，因此在对墙体的粘结强度以及装饰性方面还有待进一步改善，故这类隔热涂料较少用于外墙涂装。
一种保温效果良好的涂料往往是两种或多种隔热机理协同作用的结果，各种保温涂料各有其优缺点，可充分发挥各自的特点，进行优势互补。当今社会，环保越来越引起世界各国的重视，低碳经济是经济发展的必然趋势，保温涂料的研制应遵循涂料发展的潮流，向水性、环保的方向发展，避免使用环保法规中禁用的有害物质。因此，研制出性能优良的水性复合型保温涂料是建筑外墙涂料的发展趋势和必然归宿。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中建筑涂料存在的功能单一、综合性能较低的问题，提供一种隔热效果优、防水性能好、综合性能佳的复合型水性建筑保温隔热涂料及其制备方法。
本发明的复合型水性建筑保温隔热涂料是这样实现的，以重量计算，包括水性丙烯酸酯类聚合物30-45份，颜填料7-15份，水55-65份，乳化剂0.1-5份，中和剂0.1-2份，其中，水性丙烯酸酯类聚合物包括由以下组份聚合而成：25-35%wt的甲基丙烯酸甲酯，40-60%wt的丙烯酸丁酯，0-20%wt的苯乙烯，4-6%wt的丙烯酸，4-6%wt的N—羟甲基丙烯酰胺。中和剂为三乙胺（TEA）。乳化剂为辛烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）和十二烷基硫酸钠（SDS）中的一种或两种混合物。所采用的水性丙烯酸酯类聚合物具有良好的隔热效能，而且，物理性能良好，使用过程中不容易龟裂，采用颜填料，既可以丰富产品的颜色，同时，也能通过颜料自身的对光的反射急辐射来增强保温隔热的效果。
这里，苯乙烯用量为15-20%。
颜填料包括钛白粉、云母粉、功能颜填料，功能颜填料是硅藻土、空心玻璃微珠、AHS-2500热反射隔热粉、氧化铝中的一种或几种混合物。
本发明的复合型水性建筑保温隔热涂料制备方法是这样实现的，包括制备水溶性丙烯酸树脂浆料过程、制备颜填料色浆过程、制备外墙保温隔热涂料过程，
制备水溶性丙烯酸树脂浆料过程是：将丙烯酸类物质30-45重量份，颜填料7-15重量份，水55-65重量份，乳化剂0.1-5重量份，中和剂0.1-2重量份加入容器中升温至75—85℃并搅拌，2.5小时后，即可得到所需重量份的水溶性丙烯酸树脂浆料，丙烯酸类物质包括25-35%wt的甲基丙烯酸甲酯，40-60%wt的丙烯酸丁酯，0-20%wt的苯乙烯，4-6%wt的丙烯酸，4-6%wt的N—羟甲基丙烯酰胺；
制备颜填料色浆过程：将钛白粉、云母粉及功能颜填料按密度先小后大的顺序缓慢加入搅拌器容器内，低速搅拌均匀后再高速搅拌，即得颜填料色浆，功能颜填料是硅藻土、空心玻璃微珠、AHS-2500热反射隔热粉、氧化铝中的一种或几种混合物；高速搅拌时间在30分钟以上；
制备外墙保温隔热涂料过程：将制备水溶性丙烯酸树脂浆料过程中所获得的水溶性丙烯酸树脂浆料缓慢加入调制好的颜填料色浆中，低速搅拌30～40分钟，出料，即得复合型水性建筑保温隔热涂料；出料前，调节黏度和pH值。
这里，在制备水溶性丙烯酸树脂浆料过程中添加有引发剂，0.1-5%wt的助溶剂，引发剂/丙烯酸类物质为0.1-0.5%wt，助溶剂丙烯酸类物质为0.1-5%wt。
上述的乳化剂为辛烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）、十二烷基硫酸钠（SDS）中的一种或两种。
上述的中和剂为三乙胺（TEA）。
上述的引发剂为过硫酸铵(APS)。
上述的助溶剂为乙二醇丁醚（BCS）。
上述的中和剂为浓度为25—35%的三乙胺水溶液。
本发明与已有技术相比，由于采用了水性丙烯酸酯类聚合物及复合颜填料，因此，具有隔热效果优、防水性能好、综合性能佳、无毒环保、使用方便的优点。对于改善工作生活环境、节约能源和提高安全性等具有重要意义。此外，这种涂料的生产成本和材料成本都较低，十分利于推广利用。
附图说明
图1为本发明实施案例样品平均隔热效果图。
具体实施方式
根据建筑隔热涂料隔热机理和隔热方式的不同，将其分为阻隔性隔热涂料、反射隔热涂料及辐射隔热涂料三类，这三类隔热涂料的绝热机理不同，应用场合和所得到的效果也不同。
阻隔型隔热涂料的隔热机理比较简单，是一种通过热传递的阻抗作用实现隔热的被动式降温涂料。其导热系数(λ)一般小于0.06W/(m·K)，所以具有很好的绝热性能，阻隔型隔热涂料在实际应用中的绝热效果与涂膜厚度密切相关。目前，应用最为广泛的阻隔型隔热涂料是硅酸盐类复合涂料适于弯头、阀门、旋转体、球体等异形体的保温施工，可连续对热管、设备进行施工。
反射型建筑隔热涂料是利用涂膜对光和热的高反射作用使太阳照射到涂膜上的大部分能量得到反射，而不是被涂膜吸收。热反射隔热涂料是一种具有较高太阳反射比和较高红外发射率的涂料，高品质的热反射隔热颜料主材是经氧化铝处理后的真空微小弹性树脂球体组成，最终成型于涂漆成膜物中，使涂层表面形成很好的热反射界面，其热反射率可达到90%以上，其中的真空球体，还能有效地阻挡其余热量的传导，两者同时形成可高到95%的隔热效果。这是其它已知材料所不能达到理想的效果。
通过辐射的形式把建筑物吸收的日照光线和热量以一定的波长发射到空气中，从而达到良好隔热降温效果的涂料称为辐射型隔热涂料[6]。水性辐射型隔热涂料的研究在我国还处于起步阶段。
综上所述，阻隔型隔热涂料、反射型隔热涂料和辐射型隔热涂料各有其特点，最佳隔热涂料的基本功能应该是在阳光照射下具有全面协同的光谱特征和阻止热传递功能并主动向外释放能量降温。高效节能和环保越来越引起世界各国的重视，向水性、环保的方向发展避免使用环保法规中禁用的有害物质,研制生产复合型多功能隔热涂料,降低成本、提高性能是未来隔热涂料的发展趋势，也是本发明的目的。
下面结合实施例详述本发明。
实施例1：
首先称取甲基丙烯酸甲酯30g，丙烯酸丁酯45g，苯乙烯15g，丙烯酸4g，N—羟甲基丙烯酰胺5g，水200g， 辛烷基酚聚氧乙烯醚0.5g，十二烷基硫酸钠1g，辛烷基酚聚氧乙烯醚0.5g，过硫酸铵0.3g，然后将水，辛烷基酚聚氧乙烯醚，十二烷基硫酸钠加入分散机中，搅拌均匀后加入取甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，苯乙烯，丙烯酸，N—羟甲基丙烯酰胺，继续搅拌升温至80℃，保温搅拌反应1.5小时，加入过硫酸铵，继续搅拌反应0.5小时，停止搅拌，自然冷却降温，调节pH=7.5～8.5，即可得到水溶性丙烯酸树脂浆料。
再称取硅藻土1.5g， 空心玻璃微珠1.0g，热反射隔热粉3.0g，氧化铝1.5g，二氧化钛0.5g，云母2.5g，水60g加入分散机中，低速搅拌均匀后再高速搅拌，高速分散（转速为3000~4000转/分约为30分钟，即得颜填料色浆；
最后将水溶性丙烯酸树脂浆料30g加入上述颜填料色浆中，即可得到成品。
实施例2：
首先称取甲基丙烯酸甲酯25g，丙烯酸丁酯50g，苯乙烯20g，丙烯酸4.5g，N—羟甲基丙烯酰胺4.5g，水200g， 辛烷基酚聚氧乙烯醚0.5g，十二烷基硫酸钠1g，辛烷基酚聚氧乙烯醚0.5g，过硫酸铵0.3g，然后将水，辛烷基酚聚氧乙烯醚，十二烷基硫酸钠加入分散机中，搅拌均匀后加入取甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，苯乙烯，丙烯酸，N—羟甲基丙烯酰胺，继续搅拌升温至80℃，保温搅拌反应1.5小时，加入过硫酸铵，继续搅拌反应0.5小时，停止搅拌，自然冷却降温，调节pH=7.5～8.5，即可得到水溶性丙烯酸树脂浆料。
再称取硅藻土1.5g， 空心玻璃微珠1.0g，热反射隔热粉3.0g，氧化铝1.5g，二氧化钛0.5g，云母2.5g，水60g加入分散机中，低速搅拌均匀后再高速搅拌，高速分散（转速为3000~4000转/分约为30分钟，即得颜填料色浆；
最后将水溶性丙烯酸树脂浆料30g加入上述颜填料色浆中，即可得到成品。
实施例3：
首先称取甲基丙烯酸甲酯30g，丙烯酸丁酯45g，苯乙烯15g，丙烯酸4g，N—羟甲基丙烯酰胺5g，水200g， 辛烷基酚聚氧乙烯醚0.5g，十二烷基硫酸钠1g，辛烷基酚聚氧乙烯醚0.5g，过硫酸铵0.3g，然后将水，辛烷基酚聚氧乙烯醚，十二烷基硫酸钠加入分散机中，搅拌均匀后加入取甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，苯乙烯，丙烯酸，N—羟甲基丙烯酰胺，继续搅拌升温至80℃，保温搅拌反应1.5小时，加入过硫酸铵，继续搅拌反应0.5小时，停止搅拌，自然冷却降温，调节pH=7.5～8.5，即可得到水溶性丙烯酸树脂浆料。
再称取硅藻土2g， 空心玻璃微珠1.5g，热反射隔热粉2.0g，氧化铝2.0g，二氧化钛0.5g，云母2.0g，水60g加入分散机中，低速搅拌均匀后再高速搅拌，高速分散（转速为3000~4000转/分约为30分钟，即得颜填料色浆；
最后将水溶性丙烯酸树脂浆料30g加入上述颜填料色浆中，即可得到成品。
实施例4：
首先称取甲基丙烯酸甲酯25g，丙烯酸丁酯50g，苯乙烯20g，丙烯酸4.5g，N—羟甲基丙烯酰胺4.5g，水200g， 辛烷基酚聚氧乙烯醚0.5g，十二烷基硫酸钠1g，辛烷基酚聚氧乙烯醚0.5g，过硫酸铵0.3g，然后将水，辛烷基酚聚氧乙烯醚，十二烷基硫酸钠加入分散机中，搅拌均匀后加入取甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，苯乙烯，丙烯酸，N—羟甲基丙烯酰胺，继续搅拌升温至80℃，保温搅拌反应1.5小时，加入过硫酸铵，继续搅拌反应0.5小时，停止搅拌，自然冷却降温，调节pH=7.5～8.5，即可得到水溶性丙烯酸树脂浆料。
再称取硅藻土1.5g， 空心玻璃微珠1.0g，热反射隔热粉3.0g，氧化铝1.5g，二氧化钛0.5g，云母2.5g，水60g加入分散机中，低速搅拌均匀后再高速搅拌，高速分散（转速为3000~4000转/分约为30分钟，即得颜填料色浆；
最后将水溶性丙烯酸树脂浆料30g加入上述颜填料色浆中，即可得到成品。
以上所述仅为本发明较佳实施例而已，用不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复合型水性建筑保温隔热涂料，其特征在于以重量计算，包括水性丙烯酸酯类聚合物30-45份，颜填料7-15份，水55-65份，乳化剂0.1-5份，中和剂0.1-2份，其中，水性丙烯酸酯类聚合物包括由以下组份聚合而成：25-35%wt的甲基丙烯酸甲酯，40-60%wt的丙烯酸丁酯，0-20%wt的苯乙烯，4-6%wt的丙烯酸，4-6%wt的N—羟甲基丙烯酰胺。
2.根据权利要求1所述的复合型水性建筑保温隔热涂料，其特征在于颜填料包括钛白粉、云母粉、功能颜填料，功能颜填料是硅藻土、空心玻璃微珠、AHS-2500热反射隔热粉、氧化铝中的一种或几种混合物。
3.根据权利要求1或2所述的复合型水性建筑保温隔热涂料，其特征在于苯乙烯用量为15-20%。
4.根据权利要求1或2所述的复合型水性建筑保温隔热涂料，其特征在于中和剂为三乙胺，乳化剂为辛烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠中的一种或两种混合物。
5.根据权利要求4所述的复合型水性建筑保温隔热涂料，其特征在于中和剂为三乙胺，乳化剂为辛烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠中的一种或两种混合物。
6.一种复合型水性建筑保温隔热涂料制备方法，其特征在于包括制备水溶性丙烯酸树脂浆料过程、制备颜填料色浆过程、制备外墙保温隔热涂料过程，
制备水溶性丙烯酸树脂浆料过程是：将丙烯酸类物质30-45重量份、颜填料7-15重量份、水55-65重量份、乳化剂0.1-5重量份、中和剂0.1-2重量份加入容器中升温至75—85℃并搅拌，2.5小时后，即可得到所需重量份的水溶性丙烯酸树脂浆料，丙烯酸类物质包括25-35%wt的甲基丙烯酸甲酯、40-60%wt的丙烯酸丁酯、0-20%wt的苯乙烯、4-6%wt的丙烯酸、4-6%wt的N—羟甲基丙烯酰胺；
制备颜填料色浆过程：将钛白粉、云母粉及功能颜填料按密度先小后大的顺序缓慢加入搅拌器容器内，低速搅拌均匀后再高速搅拌，即得颜填料色浆，功能颜填料是硅藻土、空心玻璃微珠、AHS-2500热反射隔热粉、氧化铝中的一种或几种混合物；
制备外墙保温隔热涂料过程：将制备水溶性丙烯酸树脂浆料过程中所获得的水溶性丙烯酸树脂浆料缓慢加入调制好的颜填料色浆中，低速搅拌30～40分钟，出料，即得复合型水性建筑保温隔热涂料。
7.根据权利要求6所述的复合型水性建筑保温隔热涂料制备方法，其特征在于在制备水溶性丙烯酸树脂浆料过程中添加有引发剂、助溶剂，引发剂/丙烯酸类物质为0.1-0.5%wt，助溶剂丙烯酸类物质为0.1-5%wt。
8.根据权利要求6或7获所述的复合型水性建筑保温隔热涂料制备方法，其特征在于制备颜填料色浆过程的高速搅拌时间在30分钟以上。
9.根据权利要求8获所述的复合型水性建筑保温隔热涂料制备方法，其特征在于在制备外墙保温隔热涂料过程中的出料前调节pH=7.5～8.5。
10.根据权利要求9获所述的复合型水性建筑保温隔热涂料制备方法，其特征在于乳化剂为辛烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠中的一种或两种，中和剂为三乙胺，引发剂为过硫酸铵，助溶剂为乙二醇丁醚。
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