CN102040899B

CN102040899B - 一种外墙隔热涂料及其制备方法

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Publication number: CN102040899B
Application number: CN 200910152776
Authority: CN
Inventors: 侯琳熙; 胡富陶; 孙永德
Original assignee: Ningbo University
Current assignee: Ningbo University
Priority date: 2009-10-12
Filing date: 2009-10-12
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2029-10-12
Also published as: CN102040899A

Abstract

一种外墙隔热涂料及其制备方法，其特征在于该涂料通过涂料部分和隔热物质混合制备而成组成，各原料组分有隔热物质、硅烷偶联剂、乳液、水、空心玻璃微珠、石蜡、云母、二氧化硅、聚丙烯酰胺，本发明还公开了该外墙隔热涂料的制备方法，与现有技术相比，本发明将隔热物质累托石和凹凸棒土的混合物添加到涂料配方中，增加涂料的耐热容量，又通过云母片的反射能力强、耐腐蚀性能好的特点与传统的隔热填料空心玻璃微珠相结合，大大增强了涂料的隔热能力，而且生产方便，原料易得，成本较低。

Description

一种外墙隔热涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种隔热涂料，尤其涉及一种含有优良隔热性能物质的隔热涂料，本发明还涉及该隔热涂料的制备方法。

背景技术

隔热涂料在隔热材料和建筑行业，应用越来越广。因此，开发一种隔热性能好、耐腐蚀、施工方便的环保隔热涂料越来越受到业界的青睐。目前应用最广泛的隔热涂料隔热性物料如膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、漂珠、粉煤灰、硅藻土、石棉、玻璃棉、矿棉、硅酸铝纤维等作为隔热材料来达到隔热的目的，如专利号为ZL02114836.8中国发明专利：《空心微珠填充涂料及其制造工艺》(授权公告号为CN1194049C)；也有的涂料通过反射性物料氧化铁红、钛白粉等作为隔热填料来达到隔热的目的，如申请号为03111863.1中国发明专利申请公开：《水性环氧改性丙烯酸热反射隔热涂料》(公开号为CN1434063A)，还有的将上述两种隔热填料综合应用的，见专利号为ZL 03111204.8的中国发明专利《石英砂外墙装饰保温砖》(授权公告号为CN1202330C)，所用黏结剂也由单一的水玻璃发展为石膏(常温)、水泥(常温)、高铝水泥(中温)、硅溶胶(高温)等复合使用。此外，还通过加入各种外加剂来改善涂料性能，如流动性、硬化性、憎水性、耐高温性、反射性等。但上述涂料在耐腐蚀性、隔热性能等方面仍有待于改进。

粘土材料中的累托石和凹凸棒土由于具有优良的隔热性能，近年来成为节能应用、体系控温等领域的研究热点。其纳米层间结构赋予了其优良的隔热性能，并且，通过有机化后它们能与涂料主体紧密结合，提高了其隔热性能。

将隔热材料应用到隔热涂料中，公开文献及应用例子还不多见。有必要做些研究和开发。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题是针对上述技术现状提供一种隔热能力好、耐腐蚀的外墙隔热涂料。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种隔热能力强、耐腐蚀、工艺简单的外墙隔热涂料的制备方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种外墙隔热涂料，其特征在于该涂料通过涂料部分和隔热部分混合制备而成组成，各原料组分和质量配比如下：

隔热物质 3～15份

硅烷偶联剂 0.5～1份

乳液 15～25份

水 15～25份

空心玻璃微珠 10～25份

石蜡 0.1～0.5份

云母 5～15份

二氧化硅 2～5份

聚丙烯酰胺 0.5～1.5份，

所述的隔热物质是由累托石和凹凸棒土按1∶0.5～3质量比混合而成。

所述的隔热物质是通过如下步骤制备：将累托石和凹凸棒土按1∶0.5～3质量比混合，称取10份放入容器中，加150～250份水，超声振荡5～10min后，将容器放在40～60℃水浴锅中，以200～800转/分钟的速度搅拌0.5～2h；用氢氧化钠溶液调节pH为9～10，恒温高速搅拌；称取1～4份插层剂用40～100份蒸馏水配制成溶液，1～2h滴加完后，恒温反应1～2h；静置过夜，离心，洗涤，在烘箱中于60～80℃下干燥8～10h，研磨即可。

所述的插层剂为为长链烷基三甲基溴化铵或长链烷基三甲基氯化铵(碳链长度为12～18)。

所述的乳液包括如下重量配比的组分：

蒸馏水 20～45份

十二烷基硫酸钠 0.5～2份

乳化剂OP-10 0.5～1份

碳酸氢钠 0.2～1份

混合单体 30～60份

过硫酸铵 0.075～0.6份

环氧树脂 5～10份，

其中所述的混合单体包括如下组分和重量配比：

甲基丙烯酸甲酯 10～15份

丙烯酸 0.1～1份

苯乙烯 5～15份

丙烯酸异冰片酯 5～10份

丙烯酸丁酯 5～15份。

所述的乳液通过如下步骤制备：在反应器中加入蒸馏水，十二烷基硫酸钠，乳化剂OP-10，碳酸氢钠，升温至30～40℃，搅拌溶解后，滴加混合单体，搅拌成预乳液，取10％～15％的预乳液，升温至70～90℃，加0.05～0.1份的过硫酸铵，搅拌至发出蓝光，然后滴加剩余预乳液与0.025～0.5份的过硫酸铵，滴加时间3～4小时，与环氧树脂混合物，反应0.5h～1h，降温至40～60℃，调节pH至7～8。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种外墙隔热涂料的制备方法，包括如下步骤：按质量比例称取原料；在反应釜中加入乳液和水，搅拌；依次滴加石蜡，硅烷偶联剂、隔热物质、云母、空心玻璃微珠和二氧化硅，高速搅拌5～20分钟后，加入聚丙烯酰胺搅拌均匀后出料。

与现有技术相比，本发明的优点在于：将隔热物质添加到涂料配方中，增加涂料的隔热性能；又通过云母片的反射能力强、耐腐蚀性能好的特点与传统的隔热填料空心玻璃微珠相结合，大大增强了涂料的隔热能力；而且制备生产方便，原料易得，成本较低；实际应用中，体现的耐候性能、耐腐蚀性能远远高于现有的隔热涂料。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：本发明的外墙隔热涂料，其原料配比为：

乳液 15份

硅烷偶联剂 0.5份

隔热物质 3份

水 25份

空心玻璃微珠 15份

石蜡 0.2份

云母 7份

二氧化硅 2.5

聚丙烯酰胺 0.5份

其制备过程为：在反应釜中加入乳液和水，滴加石蜡，硅烷偶联剂、隔热物质、云母、空心玻璃微珠和二氧化硅，以400转/分钟的速度高速搅拌0.5h，加入聚丙烯酰胺搅拌半小时出料。

隔热物质具体制作过程为，称取10份隔热物质(其中累托石与凹凸棒土质量比为1∶1)放入500ml烧杯中，加250份蒸馏水，超声振荡10min后，将烧杯放在60℃水浴锅中，高速搅拌2h。用1mol/L氢氧化钠溶液调节pH为10，恒温高速搅拌，称取2份插层剂用80份蒸馏水配制成溶液，2h滴加完后，恒温反应2h；静置过夜，离心，洗涤，在烘箱中于80℃下干燥10h，研磨即可。插层剂为十六烷基三甲基溴化胺。

乳液制备过程为在反应釜中加入水30份，十二烷基硫酸钠1份，乳化剂OP-10 1份，碳酸氢钠0.5份，升温至35℃，搅拌溶解后，滴加60份的混合单体，搅拌成预乳液。取15％的预乳液，升温至90℃，加0.1份的过硫酸铵，搅拌至发出蓝光，然后滴加剩余预乳液与0.5份的过硫酸铵，滴加时间3小时。滴加完后与环氧树脂5份混合，反应1h，降温至40℃，用碳酸氢钠调节pH至7。

混合单体为下列组分按质量比混合而成：

甲基丙烯酸甲酯 10份

丙烯酸 0.1份

苯乙烯 5份

丙烯酸异冰片酯 5份

丙烯酸丁酯 5份

环氧树脂没有特殊限定，优选通常的E-51或者E-44牌号的。

隔热性能测试实验步骤：

将涂料搅拌均匀涂于处理好的钢板之上。将刷子浸入制备好的涂料中，在烧杯的内表面轻轻的抹一下，除去多余的涂料，然后在钢板(处理过的)表面上下、左右的涂刷，使涂料在物面上形成一层薄而均匀、光亮平滑的涂抹。放置若干小时，等到涂膜基本干后，再进行第二层涂刷，直至刷到涂膜所需的厚度。用干燥箱将刷上涂料的钢板完全烘干，测量涂层的实际厚度。将实验器材以热电偶I、石棉板、钢板、热电偶H、支架的顺序固定在电阻炉炉口，使得钢板一侧与炉温相同，另一侧裸露于空气中。打开电源，提高电控柜输出功率至所需数值，将电阻炉升温，在一定温度保持恒温后，用两支热电偶分别测钢板内外侧温度，实验从100℃左右开始记求钢板内外侧温度，每隔10～20℃测一次温度。测温完毕后降低电控柜轮出功率至零，关闭电源。试验结果见表1。

实施例2：本发明的外墙隔热涂料，其原料配比为：

乳液 25份

硅烷偶联剂 1份

隔热物质 15份

水 25份

空心玻璃微珠 25份

石蜡 0.5份

云母 15份

二氧化硅 2.5份

聚丙烯酰胺 1.5份。

其制备过程为：在反应釜中加入乳液和水，滴加石蜡，硅烷偶联剂、隔热物质、云母、空心玻璃微珠和二氧化硅，以600转/分钟的速度高速搅拌0.5h，加入聚丙烯酰胺搅拌半小时出料。

隔热物质具体制作过程为，称取10份隔热物质(其中累托石与凹凸棒土质量比为1∶1)放入500ml烧杯中，加150份蒸馏水，超声振荡5min后，将烧杯放在40℃水浴锅中，高速搅拌0.5h。用1mol/L氢氧化钠溶液调节pH为9，恒温高速搅拌，称取2份插层剂用100份蒸馏水配制成溶液，1h滴加完后，恒温反应1h；静置过夜，离心，洗涤，在烘箱中于60℃下干燥8h，研磨即可。插层剂为十二烷基三甲基氯化胺。

乳液制备过程为在反应釜中加入水45份，十二烷基硫酸钠2份，乳化剂OP-10(即辛基苯酚聚氧乙烯(10)醚或乳化剂TX-10)1份，碳酸氢钠1份，升温至40℃，搅拌溶解后，滴加60份的混合单体，搅拌成预乳液。取15％的预乳液，升温至90℃，加0.1份的过硫酸铵，搅拌至发出蓝光，然后滴加剩余预乳液与0.5份的过硫酸铵，滴加时间4小时。滴加完后，与环氧树脂10份混合，反应1h，降温至60℃，用碳酸氢钠调节pH至8。

混合单体为下列组分按质量比混合而成：

甲基丙烯酸甲酯 15份

丙烯酸 1份

苯乙烯 15份

丙烯酸异冰片酯 10份

丙烯酸丁酯 15份。

实施例3：本发明的外墙隔热涂料，累托石和凹凸棒土的质量比为1∶0.5。

其原料配比与实施例1基本配方不变，仅改变累托石和凹凸棒土的质量比。

实施例4：本发明的外墙隔热涂料，其原料配比为：实施例2基本配方不变，仅改变累托石和凹凸棒土的质量比为1∶3。

表1各实施例隔热性能测试结果

例子	内侧温度/0C	外侧温度/0C	内外温差/0C
				实施例1	120	61	59
实施例2	120	52	68
				实施例3	120	55	65
实施例4	120	59	61

与一般涂料内外最大温差为35～45℃相比具有十分显著的提高。

上述4种涂料经宁波大学材化学院耐腐蚀性测试，即在酸雾环境中涂料表面无脱层现象的时间均超过180小时(涂料耐腐蚀性测试的时间标准)，在紫外烘箱中涂料表面无变化的时间均超过270小时(涂料耐耐候性测试的时间标准)，具有很好的耐候性能和耐腐蚀性能。

Claims

1.一种外墙隔热涂料，其特征在于该涂料的原料组分和质量配比如下：

所述的隔热物质通过如下步骤制备：将累托石和凹凸棒土按1：0.5～3质量比混合，称取10份放入容器中，加150～250份水，超声振荡5～10min后，将容器放在40～60℃水浴锅中，以200～800转/分钟的速度搅拌0.5～2h；用氢氧化钠溶液调节pH为9～10，恒温高速搅拌；称取1～4份插层剂用40～100份蒸馏水配制成溶液，1～2h滴加完后，恒温反应1～2h；静置过夜，离心，洗涤，在烘箱中于60～80℃下干燥8～10h，研磨即可；

所述的乳液包括如下重量配比的组分：

其中所述的混合单体由如下组分按重量配比混合而成：

2.根据权利要求1所述的一种外墙隔热涂料，其特征在于所述的插层剂为长链烷基三甲基溴化铵或长链烷基三甲基氯化铵，其中碳链长度为12～18。

3.根据权利要求1所述的一种外墙隔热涂料，其特征在于所述的乳液通过如下步骤制备：在反应器中加入水，十二烷基硫酸钠，乳化剂OP-10，碳酸氢钠，升温至30～40℃，搅拌溶解后，滴加混合单体，搅拌成预乳液，取质量分数为10％～15％的预乳液，升温至70～90℃，加0.05～0.1份的过硫酸铵，搅拌至发出蓝光，然后滴加剩余预乳液与0.025～0.5份的过硫酸铵，滴加时间3～4小时，最后与环氧树脂混合物，反应0.5h～1h，降温至40～60℃，调节pH至7～8。

4.一种权利要求1至3所述的任意一种外墙隔热涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：按质量比例称取原料；在反应釜中加入乳液和水，搅拌；依次加石蜡、硅烷偶联剂、隔热物质、云母、空心玻璃微珠和二氧化硅，然后高速搅拌200～600转/分钟的速度搅拌5～20分钟，均匀后，加入聚丙烯酰胺搅拌均匀后出料；

涂料的原料组分和质量配比如下：

所述的乳液包括如下重量配比的组分：

其中所述的混合单体由如下组分按重量配比混合而成：

5.根据权利要求4所述的一种外墙隔热涂料的制备方法，其特征在于所述的乳液通过如下步骤制备：在反应器中加入水，十二烷基硫酸钠，乳化剂OP-10，碳酸氢钠，升温至30～40℃，搅拌溶解后，滴加混合单体，搅拌成预乳液，取质量比为10％～15％的预乳液，升温至70～90℃，加0.05～0.1份的过硫酸铵，搅拌至发出蓝光，然后滴加剩余预乳液与0.025～0.5份的过硫酸铵，滴加时间3～4小时，最后与环氧树脂混合物，反应0.5h～1h，降温至40～60℃，调节pH至7～8。