CN103642323A

CN103642323A - 一种内墙保温阻燃纳米涂料

Info

Publication number: CN103642323A
Application number: CN201310484446.1A
Authority: CN
Inventors: 吴兵
Original assignee: SUZHOU RUIBANG PLASTIC Co Ltd
Current assignee: SUZHOU RUIBANG PLASTIC Co Ltd
Priority date: 2013-10-16
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2014-03-19

Abstract

一种内墙保温阻燃纳米涂料，其特征在于，该涂料由A组分和B组分配置而成，其中A组分配方如下：苯丙乳液20～25份、酚醛树脂20～25份、分散剂5～10份、乙二醇和丙三醇混合物6～8份、填料10～20份、折射率为2.0以上、粒径不小于1μm的红外反射颜料、掺杂半导体和金属粉末5-10份，B组分多异氰酸酯固化剂6-10份等，按上述配方将A组分加入容器中，在中速搅拌下依次加入去离子水、填料、助剂，高速分散20~30min，按照一定的比例加入水分散性多异氰酸酯固化剂，充分搅拌后，制得内墙保温阻燃纳米涂料。

Description

一种内墙保温阻燃纳米涂料

技术领域

本发明属于涂料与油漆技术领域，具体是一种内墙保温阻燃纳米涂料。

背景技术

凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性涂料。水性涂料包括水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料三种，水溶性涂料是以水溶性树脂为成膜物、以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇酸树脂、水溶性环氧树脂及无机高分子水性树脂等；水稀释性涂料是指后乳化乳液成为膜物配制的涂料，是溶剂型树脂溶在有机溶剂中，然后再乳化剂的帮助下靠强烈的机械搅拌使树脂分散在水中形成乳液，称为后乳化乳液，制成的涂料在施工中可用水来稀释；水分散涂料主要是指以合成树脂乳液为成膜物配制的涂料。目前常用的是合成树脂乳液或丙烯酸为基料，并添加各种填料、颜料和助剂等。这种涂料的主要缺点是涂膜弹性容易老化、导致拉伸率下降、不能有效保护墙面粉刷底层的强度，从而产生墙面开裂、脱落，不仅影响建筑物美观，而且墙面开裂，导致墙面漏水。

水性双组分聚氨酯涂料由于涂膜交联密度高，具有优异的物理机械性能和耐化学介质性能，可代替同类型溶剂型产品用作汽车涂料、高级木器涂料、塑料涂料及工业防腐涂料等，满足不同的性能要求。水性双组分聚氨酯涂料由水性羟基组分和多异氰酸酯固化剂组成。水性羟基组分包括水性聚合物多元醇乳液和水性分散体，不仅提供与固化剂交联的活性基团，还必须能乳化和分散固化剂，与固化剂具有较好的相容性。羟基组分的性能影响着固化剂在水相中的分散稳定性、成膜过程中的扩散与交联以及涂膜的最终性能。

冬季采暖能耗是中国建筑的主要能耗，中国政府对建筑节能的要求不断提高。为了体现用热公平，摆脱效率低下的集中供热习惯，对于新建建筑和既有建筑的节能改造项目都已实施分户热计量的节能做法。但是，目前的建筑节能保温措施只针对建筑的外围护结构，建筑内的房屋隔墙之间普遍没有采用保温措施，这样不同房屋之间可能是不同的温度，从而产生热压，温度高的房间会出现热流失现象，即热量从温度高的房间向温度低的房间流动。这种用热的不公平现象容易引发各种问题和矛盾，如住户中的热量散失较严重，使得邻居之间用热不均，导致不公平的现象，而且具有较高的建筑能耗，从而影响了我国建筑节能政策的推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内墙保温阻燃纳米涂料。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：该涂料由A组分和B组分配置而成，其中A组分配方如下：

苯丙乳液20～25份

酚醛树脂20～25份

分散剂5～10 份

乙二醇和丙三醇混合物 6～8份

填料10～20份

折射率为2.0以上、粒径不小于1μm的红外反射颜料、掺杂半导体和金属粉末5-10份

助剂 5-10份

水20～25份

防冻剂1-2份

B组分多异氰酸酯固化剂6-10份，纳米阻燃复合物 25-30份;

所述的纳米阻燃复合剂的制备方法为：

（1）将硅羟基磷灰石、红磷、凹凸棒、水滑石、蒙脱土、钛白粉、方解石、高岭土按照25-35：15-20：10-15 ：10-15：8-10：8-10：7-8：5-7的质量份数配比混合，加入到200份二甲亚砜(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中，于65℃搅拌60小时，过滤，并用60℃温度的热乙醇洗3次除去过量的二甲亚砜(DMSO)，放入真空干燥箱，在60℃温度干燥24小时，研磨过筛，得一次改性阻燃复合物；

（2）、将1份一次改性阻燃复合物、10份醋酸钾和25份蒸馏水混合，于温度50℃搅拌10小时以上，于温度30℃，先在超声电功率350W条件下分散2.5小时，然后再在超声电功率250W条件下分散3小时。过滤，并用蒸馏水洗3次，80℃真空干燥24小时，研磨过筛，得二次改性阻燃复合物；

（3）、将上述1份二次改性阻燃复合物在600W功率超声波分散40min，用恒温加热装置加热到90℃，并用机械搅拌器搅拌(1200r/min)60分钟；得纳米阻燃复合物；

按上述配方将A组分加入容器中，在中速搅拌下依次加入去离子水、填料、助剂，高速分散20~30 min，按照一定的比例加入水分散性多异氰酸酯固化剂，充分搅拌后，制得内墙保温阻燃纳米涂料。

所述折射率为2.0以上、粒径不小于1μm的红外反射颜料为金红石二氧化钛、锐钛型二氧化钛、氧化锑、氧化锌和红外反射彩色颜料中的一种或多种。

所述金属粉末的材质为金、银、铜、铁和铝中的一种或多种。

所述涂料树脂为丙烯酸乳液、苯丙类涂料树脂和硅丙类涂料树脂中的一种或多种。

所述的助剂包括：润湿剂0.2-0.5份，防冻剂0.2-0.5份、消泡剂0.2-0.5份、增稠剂0.1-0.3份、润湿剂0.1-0.3份、防腐剂1-2份、pH值调节剂。

所述防冻剂采用丙二醇。

所述无机填料为钛白粉、滑石粉或轻钙中的一种或多种。

所述增稠剂采用疏水基团改性的乙氧基聚氨酯水溶性增稠剂，所述消泡剂采用矿物油类消泡剂或EFKA-2722和EFKA-3239；所述润湿剂采用非离子表面活性剂；所述防腐剂采用异噻唑啉酮类防腐剂；或10,10’—氧代双吩恶砒，所述pH值调节剂采用有机胺类pH值调节剂。

所述的内墙保温阻燃纳米涂料，其使用方法为涂刷，其中涂膜厚度0.28mm 为最佳涂膜厚度。

独特的组分选择以及配比，协同作用使得该产品在本发明中，所述折射率为2.0以上、粒径不小于1μm的红外反射颜料和金属粉末能够将室内绝大比例的中远红外线热辐射反射回室内；而且由于热能发射的连续性和瞬时性，本发明提供的内墙保温涂料表面吸收的热能绝大部分又被瞬间反射回室内，从而提高了室内的保温效果；所述掺杂半导体使得墙面具有较低的热辐射吸收和高的蓄热系数，会使墙体面温度升高；墙体温度升高，同时也增加室内温度，大大提高了居室的热舒适度，进一步提高了室内的保温效果，因此本发明提供的内墙保温涂料具有较高的保温效果。实验结果表明，本发明提供的内墙保温涂料对中远红外的反射率可达到35%，能够阻隔热量的散失，可提高2℃～5℃的室温。本发明制备的阻燃剂不含卤素、有机物，无毒环保，应用前景广阔；本发明进行二次改性，这样的好处是：增加反应活性点，提高改性效果；改性的同时又能蒸除体系中的水分，干燥与改性同时进行，提高了工作效率；纳米级硅羟基磷灰石、凹凸棒、蒙脱土、高岭土等自身微孔中存在大量的物理和化学吸附水，在高温下产生水蒸汽，阻断氧气，吸收热量，达到多重阻燃的功效；强大吸附性能可以有效改善几种阻燃剂的协同作用，阻止被阻燃物质温度升高，提高了阻燃效率；硅羟基磷灰石、凹凸棒、蒙脱土、高岭土等资源丰富，大大降低了阻燃剂的工业成本，也为凹凸棒土的开发应用提供了一条新途径；本发明采用溶液法超声波分散及机械高速搅拌器搅拌，使得阻燃剂各自组分在溶液中达到了纳米级分散，有效避免了对复合材料的自然氧化，相互协同增效，从而使复合材料具有更好的力学性能。复合材料的氧指数为41。

具体实施方式

下面对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

该涂料由A组分和B组分配置而成，其中A组分配方如下：

苯丙乳液20～25份

酚醛树脂20～25份

分散剂5～10 份

乙二醇和丙三醇混合物 6～8份

填料10～20份

助剂 5-10份

水20～25份

防冻剂1-2份

B组分多异氰酸酯固化剂6-10份，纳米阻燃复合物 25-30份;

所述的纳米阻燃复合剂的制备方法为：

所述防冻剂采用丙二醇。

所述无机填料为钛白粉、滑石粉或轻钙中的一种或多种。

在本发明中，所述折射率为2.0以上、粒径不小于1μm的红外反射颜料可以为白色颜料，也可以为其他彩色颜料，所述白色颜料优选为金红石二氧化钛、锐钛型二氧化钛、氧化锑和氧化锌中的一种或多种；所述彩色颜料以上述白色颜料为基材，彩色颜料包覆形成的红外反射颜料，在本发明中，所述基材的白色颜料优选为金红石型钛白粉；在本发明中，所述红外反射颜料的粒径优选不小于6μm，更优选为6μm～10μm；

本发明对所述彩色颜料的来源没有特殊的限制，如可以采用下述方法自行制备：

将金红石型TiO₂与水混合，得到料浆；

将所述料浆与六偏磷酸钠混合，得到混合料浆；

将彩色颜料溶解得到的彩色颜料溶液与所述混合料浆混合，调节反应液的pH值，进行着色；将BaCl₂溶液与所述着色完成的溶液混合，然后将得到的混合溶液与乳化剂和固色剂混合，反应后得到彩色红外反射颜料。

本发明首先将水、助剂和无机填料混合，得到混合物。本发明对所述水、助剂和无机填料混合时的加料顺序没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的加料顺序即可。本发明优选将助剂加入水中，搅拌均匀后再向其中加入无机填料；本发明为了得到分散均匀的混合物，在加入助剂和无机填料的过程中，尽量慢慢加入，并且在加入的过程中不断进行搅拌。本发明对所述搅拌的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的搅拌的技术方案即可。

性能测试

（1）分散体相对分子质量及其分布：采用凝胶渗透色谱仪（Waters 公司GPC，1515 泵配2414 示差折光检测器）进行测定，分离柱型号为StyragelHT2+Styragel HT3+Styragel HT4，柱温为36℃，流动相为四氢呋喃，标准物为聚苯乙烯；

（2）分散体粒径及粒径分布：采用Malvern 公司的Mastersizer 2000 激光粒度分析仪进行测定；

（3）涂膜性能：按照GB/T 1727—1992《涂膜一般制备法》制备涂膜，并按相应国标检测涂膜的各项性能，结果如表所示。

[0028]

本发明提供的内墙保温涂料对中远红外的反射率可达到35%，能够阻隔热量的散失，可提高2℃～5℃的室温。本发明制备的阻燃剂不含卤素、有机物，无毒环保，应用前景广阔；本发明进行二次改性，这样的好处是：增加反应活性点，提高改性效果；改性的同时又能蒸除体系中的水分，干燥与改性同时进行，提高了工作效率；纳米级硅羟基磷灰石、凹凸棒、蒙脱土、高岭土等自身微孔中存在大量的物理和化学吸附水，在高温下产生水蒸汽，阻断氧气，吸收热量，达到多重阻燃的功效；强大吸附性能可以有效改善几种阻燃剂的协同作用，阻止被阻燃物质温度升高，提高了阻燃效率；硅羟基磷灰石、凹凸棒、蒙脱土、高岭土等资源丰富，大大降低了阻燃剂的工业成本，也为凹凸棒土的开发应用提供了一条新途径；本发明采用溶液法超声波分散及机械高速搅拌器搅拌，使得阻燃剂各自组分在溶液中达到了纳米级分散，有效避免了对复合材料的自然氧化，相互协同增效，从而使复合材料具有更好的力学性能。复合材料的氧指数为41。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种内墙保温阻燃纳米涂料，其特征在于，该涂料由A组分和B组分配置而成，其中A组分配方如下：

苯丙乳液20～25份

酚醛树脂20～25份

分散剂5～10 份

乙二醇和丙三醇混合物 6～8份

填料10～20份

助剂 5-10份

水20～25份

防冻剂1-2份

B组分多异氰酸酯固化剂6-10份，纳米阻燃复合物 25-30份;

所述的纳米阻燃复合剂的制备方法为：

（2）、将1份一次改性阻燃复合物、10份醋酸钾和25份蒸馏水混合，于温度50℃搅拌10小时以上，于温度30℃，先在超声电功率350W条件下分散2.5小时，然后再在超声电功率250W条件下分散3小时，过滤，并用蒸馏水洗3次，80℃真空干燥24小时，研磨过筛，得二次改性阻燃复合物；

2.根据权利要求1所述的内墙保温阻燃纳米涂料，其特征在于，所述折射率为2.0以上、粒径不小于1μm的红外反射颜料为金红石二氧化钛、锐钛型二氧化钛、氧化锑、氧化锌和红外反射彩色颜料中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的内墙保温阻燃纳米涂料，其特征在于，所述金属粉末的材质为金、银、铜、铁和铝中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的内墙保温阻燃纳米涂料，其特征在于，所述涂料树脂为丙烯酸乳液、苯丙类涂料树脂和硅丙类涂料树脂中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的内墙保温阻燃纳米涂料，其特征在于，所述的助剂包括：润湿

剂0.2-0.5份，防冻剂0.2-0.5份、消泡剂0.2-0.5份、增稠剂0.1-0.3份、润湿剂0.1-0.3份、防腐剂1-2份、pH值调节剂。

6.根据权利要求5所述的内墙保温阻燃纳米涂料，其特征在于，所述防冻剂采用丙二醇。

7.根据权利要求1所述的内墙保温阻燃纳米涂料，其特征在于，所述无机填料为钛白粉、滑石粉或轻钙中的一种或多种。

8.根据权利要求5所述的内墙保温阻燃纳米涂料，其特征在于，所述增稠剂采用疏水基团改性的乙氧基聚氨酯水溶性增稠剂，所述消泡剂采用矿物油类消泡剂或EFKA-2722和EFKA-3239；所述润湿剂采用非离子表面活性剂；所述防腐剂采用异噻唑啉酮类防腐剂；或10,10’—氧代双吩恶砒，所述pH值调节剂采用有机胺类pH值调节剂。

9.根据权利要求1所述的内墙保温阻燃纳米涂料，其特征在于，其使用方法为涂刷，其中涂膜厚度0.28mm 为最佳涂膜厚度。