CN103159437A - 一种调温调湿涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种调温调湿涂料及其制备方法，包括隔热底漆、相变储能中漆和导热调湿面漆。该涂料的底漆隔绝热量，中漆通过面漆与室内能量传导并通过相变储存能量，从而有效调节室内温度，并与面漆具有的调湿功能一起，赋予整个涂层调温调湿功能。另外，该涂料还具有防火、防水、防污、除味、杀菌、隔热、消声、力学以及环保等优点，适用于各类建筑的涂装。

Description

一种调温调湿涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及调温调湿涂料的制备领域，具体地说，涉及一种隔热底漆、相变储能中漆和导热调湿面漆的制备方法。 

背景技术

随着建筑行业的迅猛发展，涂料的调温、调湿、防火、防水、防污、除味、杀菌、隔热、消声、力学以及环保等性能越来越受到关注。特别是涂料的调温调湿性能，能够缩短空调的使用时间，甚至替代空调，有效的节约了能源，缓解了能源危机。 

目前，调温隔热涂料存在有害成分超标，而且消声、隔热、调温、调湿、高强、防火性能达不到质量标准，如含有机高分子材料的涂料不防火，含石棉的涂料对人体有害，不能满足节能降耗环保的技术要求。中国专利CN 100528998C采用凹凸棒石、植物纤维、岩棉、改性乳化沥青、聚乙烯醇和羟甲基纤维素钠为原料，制备了调温防水涂料，但是改性乳化沥青和聚乙烯醇容易燃烧，且聚乙烯醇对人体有害，限制了其应用。中国专利CN 100447359C在墙体外刮覆自调温相变砂浆、保温腻子，再刮涂弹性腻子和封闭底漆，最后涂覆绝热涂料，制备了一种自调温相变复合保温墙体。该发明相变组分被墙体和绝热涂料隔绝，不能与室内有效的实现热交换，不能很好的达到调温的功能，而且工序复杂。 

目前，由隔热底漆、相变储能中漆和导热面漆组成的涂层来调节室内温度的方法未见文献报道。其中，隔热底漆减小能量的散失，相变储能中漆实现能量的储放，导热面漆完成中漆与室内之间能量的传导，从而有效调节室温。另外，底漆能有效隔绝热量，具有消声的功能，面漆含有调湿材料和抗菌材料，具有调湿、杀菌、除味、防污等功能。 

发明内容

本发明的目的是提供一种调温调湿涂料的制备方法，该方法制备出的调温调湿涂料具有调温、调湿、防火、防水、防污、除味、杀菌、隔热、消声、力学以及环保等优点。 

实现上述目的的技术方案是：制备一种具有隔热功能的底漆、一种具有相变储能功能的中漆和一种具有导热调湿功能的面漆。底漆隔绝热量，中漆通过面漆与室内能量传导并通过相变储存能量，从而有效调节室内温度，同时并与面漆具有的调湿功能一起发挥作用，赋予整个涂层调温调湿功能。 

本发明的目的具体是通过下述方式实现的。 

1、底漆的制备：以质量份计，将100份无机树脂，10～100份隔热材料，10～100份填料，0.1～5份助剂，50～800份去离子水，搅拌分散，得到隔热底漆。 

2、中漆的制备：以质量份计，将100份无机树脂，10～100份相变储能材料，10～100份填料，0.1～5份助剂，50～800份去离子水，搅拌分散，得到相变储能中漆。 

3、面漆的制备：以质量份计，将100份无机树脂，0～100份有机树脂，5～100份导热材料，20～100份调湿材料，20～100份填料，2～20份抗菌材料，0.1～5份助剂，50～800份去离 子水，搅拌分散，得到导热调湿面漆。 

所述步骤1、步骤2和步骤3中的无机树脂为水泥、磷酸盐、硅酸盐、地质聚合物、硅溶胶、硅酸乙酯中的一种或几种。 

所述步骤1中的隔热材料为珍珠岩、硅藻土、石棉、岩棉、矿棉、蛭石、石灰石、中空玻璃微珠中的一种或几种。 

所述步骤1、步骤2和步骤3中的填料为氧化钛、氧化硅、氧化锌、氧化铈、氧化锆、氧化锡、氧化铁、氧化锰、氧化钒、氧化镍、氧化钼、氧化钨、氧化钇、磷酸钛、磷酸铁、磷酸钙、三聚磷酸钙、三聚磷酸铝、硫酸钡、石膏、石墨、碳黑、碳纳米管、石墨烯、凹凸棒石、蒙脱石、高岭土、硅藻土、硅灰石、云母、水滑石、伊利石、海泡石、氮化铬、氮化硅、碳化硅、滑石粉、碳酸钙中的一种或几种。 

所述步骤1、步骤2和步骤3中的助剂包括消泡剂、分散剂和流平剂。其中，消泡剂为磷酸三丁酯、硅油类中的一种或几种，硅油类包括甲基硅油、乙基硅油、二甲基硅油、亲水性硅油；分散剂为三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、羟基纤维素类、聚丙烯酸盐类、BYK163中的一种或几种，羟基纤维素包括羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素，聚丙烯酸盐类包括聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾；流平剂为硅烷偶联剂、聚丙烯酸类、BYK371中的一种或几种，其中硅烷偶联剂为烷氧基硅烷，包括甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、异丙基三乙氧基硅烷、正丁基三甲氧基硅烷、正丁基三乙氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、正己基三乙氧基硅烷、正辛基三甲基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、异辛基三甲氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷、正十六烷基三甲氧基硅烷、正十八烷基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基二甲基乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、丙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、α-巯甲基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]二硫化物、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，聚丙烯酸类包括聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸。 

所述步骤2中的相变储能材料为结晶水合盐，石腊，多元醇，陶瓷基复合材料，离子液体中的一种或几种。 

所述步骤3中的有机树脂为纯丙乳液、苯丙乳液、环氧树脂或聚氨酯改性的纯丙乳液、环氧树脂或聚氨酯改性的苯丙乳液、有机硅或有机氟或有机硅氟改性的纯丙乳液、有机硅或有机氟或有机硅氟改性的苯丙乳液中的一种。 

所述步骤3中的导热材料为氮化铝、石墨片、氧化铝、氧化镁、氮化硼中的一种或几种。 

所述步骤3中的调湿材料为硅藻土、海泡石、凹凸棒石、蛭石、沸石粉、高岭土、活性炭、沸石、水铝英石、玻璃质火山土、酸性白土、分子筛、硅胶、明胶、白炭黑、活性氧化 铝、高吸水性树脂中的一种或几种。 

所述步骤3中的抗菌材料包括金属类、盐类和金属氧化物类。其中，金属类包括银粉、铜粉、锌粉中的一种或几种；盐类抗菌剂包括银盐、铜盐、锌盐、磷酸二氢铵、碳酸锂中的一种或几种；金属氧化物类包括氧化锌、氧化铜、锐钛矿型氧化钛中的一种或几种。 

本发明的有益效果是： 

1.本发明由隔热底漆、相变储能中漆和导热面漆组成。当室温偏高时，导热面漆将热量传导至相变储能中漆，相变储能中漆的相变材料发生相变，将热量吸收储存，从而降低室温；当室温偏低时，相变储能中漆的相变材料发生相变，将储存的热量释放，并由导热层传导至室内，从而调高室温，最终节约了能耗。 

2.本发明底漆能有效隔绝热量，具有消声的功能；面漆含有调湿材料，具有调湿功能，同时面漆还含有抗菌材料，具有杀菌、除味、防污等功能。 

3.本发明相变储能中漆由无机树脂和填料固定，并由底漆和面漆封存，相变材料不会出现流失或分布不均等情况。 

4、本发明以水性树脂为成膜物质，零VOC，且面漆不含有毒物质，绿色环保；而成膜物质以无机树脂为主，有优异的防火、耐候性能。 

结合实施例对本发明作进一步说明。 

表1涂层的调温调湿性能测试表 

具体实施方式

本发明分别将隔热底漆、相变储能中漆和导热面漆涂覆在经打磨的板材上，经固化后，将涂覆有涂层的板材组合成一个房间总体积1m³、门窗总面积为0.25m²的模拟房。将模拟房放置在空调房中，改变空调温度和湿度，测试模拟房间内温度和湿度的变化。 

实施例1： 

1、底漆的制备：以质量份计，将100份磷酸二氢铝，10份珍珠岩，10份碳酸钙，0.02份甲基硅油，0.04份三聚磷酸钠，0.04份甲基三甲氧基硅烷，50份去离子水，搅拌分散，得到隔热底漆。 

2、中漆的制备：以质量份计，将100份磷酸二氢铝，10份Na₂SO₄·10H₂O，10份碳酸钙，0.02份甲基硅油，0.04份三聚磷酸钠，0.04份甲基三甲氧基硅烷，50份去离子水，搅拌分散，得到相变储能中漆。 

3、面漆的制备：以质量份计，将100份磷酸二氢铝，5份石墨片，20份硅藻土，20份碳酸钙，2份锌粉，0.02份甲基硅油，0.04份三聚磷酸钠，0.04份甲基三甲氧基硅烷，50份去离子水，搅拌分散，得到导热调湿面漆。 

实施例2： 

1、底漆的制备：以质量份计，将100份硅溶胶，100份矿棉，100份石膏，1份二甲基 硅油，2份羟甲基纤维素，2份乙烯基二甲基乙氧基硅烷，800份去离子水，搅拌分散，得到隔热底漆。 

2、中漆的制备：以质量份计，将100份硅溶胶，100份石蜡，100份石膏，1份二甲基硅油，2份羟甲基纤维素，2份乙烯基二甲基乙氧基硅烷，800份去离子水，搅拌分散，得到相变储能中漆。 

3、面漆的制备：以质量份计，将100份硅溶胶，100份纯丙乳液，100份氮化铝，100份分子筛，100份石膏，20份氯化铜，1份二甲基硅油，2份羟甲基纤维素，2份乙烯基二甲基乙氧基硅烷，800份去离子水，搅拌分散，得到导热调湿面漆。 

实施例3： 

1、底漆的制备：以质量份计，将100份地质聚合物，50份中空玻璃微珠，50份石膏，0.5份亲水性硅油，1份聚丙烯酸钠，1份聚丙烯酸，400份去离子水，搅拌分散，得到隔热底漆。 

2、中漆的制备：以质量份计，将100份地质聚合物，50份多元醇，50份滑石粉，0.5份亲水性硅油，1份聚丙烯酸钠，1份聚丙烯酸，400份去离子水，搅拌分散，得到相变储能中漆。 

3、面漆的制备：以质量份计，将100份地质聚合物，50份有机硅改性纯丙乳液，50份氧化镁，50份活性炭，50份凹凸棒石，10份锐钛矿型氧化钛，0.5份亲水性硅油，1份聚丙烯酸钠，1份聚丙烯酸，400份去离子水，搅拌分散，得到导热调湿面漆。 

实施例4： 

1、底漆的制备：以质量份计，将100份硅酸钾树脂，60份石灰石，30份硅藻土，0.2份磷酸三丁酯，1份六偏磷酸钠，1份γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷，200份去离子水，搅拌分散，得到隔热底漆。 

2、中漆的制备：以质量份计，将100份硅酸钾树脂，60份陶瓷基复合材料，30份氧化硅，0.1份亲水性硅油，0.5份聚丙烯酸钠，2份聚丙烯酸，500份去离子水，搅拌分散，得到相变储能中漆。 

3、面漆的制备：以质量份计，将100份硅酸钾树脂，80份有机氟改性苯丙乳液，80份氧化铝，80份高吸水性树脂，80份海泡石，10份氧化锌，0.1份亲水性硅油，1份BYK163，2份BYK371，400份去离子水，搅拌分散，得到导热调湿面漆。 

对比例1： 

在实施例3中，除去底漆的制备和施工。 

对比例2： 

在实施例3中，除去中漆的制备和施工。 

对比例3： 

在实施例3中，除去面漆的制备和施工。 

表1涂层的调温调湿性能测试表 

Claims (7)

1.一种调温调湿涂料，其特征在于包括隔热底漆、相变储能中漆和导热调湿面漆。

2.根据权利要求1所述的一种调温调湿涂料，其特征在于，以质量份计，隔热底漆由100份无机树脂，10～100份隔热材料，10～100份填料，0.1～5份助剂，50～800份去离子水组成。其中，隔热材料为珍珠岩、硅藻土、石棉、岩棉、矿棉、蛭石、石灰石、中空玻璃微珠中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种调温调湿涂料，其特征在于，以质量份计，相变储能中漆由100份无机树脂，10～100份相变储能材料，10～100份填料，0.1～5份助剂，50～800份去离子水组成。其中，相变储能材料为结晶水合盐，石腊，多元醇，陶瓷基复合材料，离子液体中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种调温调湿涂料，其特征在于，以质量份计，导热调湿面漆由100份无机树脂，0～100份有机树脂，5～100份导热材料，20～100份调湿材料，20～100份填料，2～20份抗菌材料，0.1～5份助剂，50～800份去离子水组成。其中，有机树脂为纯丙乳液、苯丙乳液、环氧树脂或聚氨酯改性的纯丙乳液、环氧树脂或聚氨酯改性的苯丙乳液、有机硅或有机氟或有机硅氟改性的纯丙乳液、有机硅或有机氟或有机硅氟改性的苯丙乳液中的一种；导热材料为氮化铝、石墨片、氧化铝、氧化镁、氮化硼中的一种或几种；调湿材料为硅藻土、海泡石、凹凸棒石、蛭石、沸石粉、高岭土、活性炭、沸石、水铝英石、玻璃质火山土、酸性白土、分子筛、硅胶、明胶、白炭黑、活性氧化铝、高吸水性树脂中的一种或几种；抗菌材料包括金属类、盐类和金属氧化物类，金属类包括银粉、铜粉、锌粉中的一种或几种；盐类抗菌剂包括银盐、铜盐、锌盐、磷酸二氢铵、碳酸锂中的一种或几种；金属氧化物类包括氧化锌、氧化铜、锐钛矿型氧化钛中的一种或几种。

5.根据权利要求2、3、4所述的一种调温调湿涂料，其特征在于无机树脂为水泥、磷酸盐、硅酸盐、地质聚合物、硅溶胶、硅酸乙酯中的一种或几种。

6.根据权利要求2、3、4所述的一种调温调湿涂料，其特征在于填料为氧化钛、氧化硅、氧化锌、氧化铈、氧化锆、氧化锡、氧化铁、氧化锰、氧化钒、氧化镍、氧化钼、氧化钨、氧化钇、磷酸钛、磷酸铁、磷酸钙、三聚磷酸钙、三聚磷酸铝、硫酸钡、石膏、石墨、碳黑、碳纳米管、石墨烯、凹凸棒石、蒙脱石、高岭土、硅藻土、硅灰石、云母、水滑石、伊利石、海泡石、氮化铬、氮化硅、碳化硅、滑石粉、碳酸钙中的一种或几种。

7.根据权利要求2、3、4所述的一种调温调湿涂料，其特征在于助剂包括消泡剂、分散剂和流平剂。其中，消泡剂为磷酸三丁酯、硅油类中的一种或几种，硅油类包括甲基硅油、乙基硅油、二甲基硅油、亲水性硅油；分散剂为三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、羟基纤维素类、聚丙烯酸盐类、BYK163中的一种或几种，羟基纤维素包括羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素，聚丙烯酸盐类包括聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾；流平剂为硅烷偶联剂、聚丙烯酸类、BYK371中的一种或几种，其中硅烷偶联剂为烷氧基硅烷，包括甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、异丙基三乙氧基硅烷、正丁基三甲氧基硅烷、正丁基三乙氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、正己基三乙氧基硅烷、正辛基三甲基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、异辛基三甲氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷、正十六烷基三甲氧基硅烷、正十八烷基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基二甲基乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、丙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、α-巯甲基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]二硫化物、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，聚丙烯酸类包括聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸。