CN104194625A - 一种有机硅改性乳液及太阳能反射隔热涂料 - Google Patents

Abstract

本发明属于涂料应用技术领域，具体涉及一种高效能反射隔热涂料及其制备方法，具体的配方如下：有机硅改性苯丙乳液、密胺改性聚磷酸铵、空心玻璃微粉、纳米远红外陶瓷粉、复配黑色浆、钛白粉、分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂、增稠剂、成膜助剂、水；有机硅本发明还提供了上述的制备方法，将水注入分散罐内，搅拌下加入分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂、防腐剂进行预分散，再加入纳米远红外陶瓷粉及密胺改性聚磷酸铵，进行高速分散，经砂磨机研磨成浆料，将研磨浆打入调漆罐内，搅拌加入有机硅改性苯丙乳液、空心玻璃微粉、增稠剂及钛白粉、复配黑色浆，中速搅拌，过滤，得到太阳能反射隔热涂料。

Description

一种有机硅改性乳液及太阳能反射隔热涂料

技术领域

本发明属于涂料应用技术领域，具体涉及一种高效能反射隔热涂料及其制备方法。

背景技术

我国于2008年4月1日起施行了《中华人民共和国节约能源法》，目前建筑节能已成为我国法定要求，建设部在关于民用建筑节能管理规定的第143号令中，对我国民用建筑节能进行了严格的强制性规定。建筑节能最重要的是使建筑物的墙体、屋面、门窗等具有较好的隔热性能及良好的密闭性能。在目前市场上众多建筑保温隔热材料中，建筑反射隔热涂料因其经济性、使用方便和反射隔热效果可靠等优势获得广泛的接受和应用。

    并且建筑的防水处理是建筑工程中的一项重要内容，关系到建筑物的使用寿命、住宅的舒适度和安全性等。然而，建筑物表面暴露在自然环境中，受温度、干湿循环、冻融循环等自然因素的影响会出现“粉化”、开裂现象。目前用于改善这种现象的粘接基料主要是丙烯  酸酯共聚乳胶。

    丙烯酸乳胶因具有良好的成膜性、耐候性、保色性和耐碱性，被广泛用于制备建筑涂料。但其存在涂膜软、耐热性差、容易沾污等缺陷。因此利用有机硅材料表面能低、耐温性强、耐水性和透气性好等特点，对丙烯酸乳胶进行改性，不仅可以克服丙烯酸乳胶的缺陷，而且可以兼具二者优点。在有机硅改性丙烯酸酯乳胶的研究中，其中效果较好的是采用含有双键的有机硅单体或含氢硅氧烷的活性基团与丙烯酸酯单体共聚得到贮存稳定的复合乳胶。这种乳胶有机地综合了有机硅与丙烯酸酯树脂的各自优点，可显著提高乳胶膜的耐水、耐化学品及耐候等性能。乳化剂的种类与用量直接影响乳液聚合的稳定性、聚合反应速率、形成的乳胶粒子大小和分布、乳胶粘度、钙离子稳定性、机械稳定性等。也直接影响乳胶与防水涂料用粉料间的界面相容性。

    而传统的反射隔热材料一般选择使用单一合成树脂乳液为基料，防水性能在使用过程中就会出现一些问题。

    太阳能反射隔热材料主要是采用耐候性好、耐水性强、耐老化性强、有较强粘结力和弹性的、且能与保温填料、反射填料、相溶性好的成膜材料，选择质轻中空、耐高温、热阻大、并具有良好反射性和辐射性的填料，折光系数高、表面光洁度高、热反射率及辐射率高的超细粉料适合作为反射填料，与成膜基料一起构成低辐射传热层，可有效隔断热量的传递。热反射率达到90%。现有技术中存在以下几个问题：

1、采用溶剂型涂料，对于环保不利；

2、所用真空微珠不能在体系中完全分散，在储藏期间出现增稠、分层现象；

3、虽加入了隔热物质，但是热量仍随时间增长而增大；

4、防水性能不高，墙体容易受潮；

5、折光系数会随时间的增加而降低。

    发明内容

    针对上面所述的问题，本发明设计一种有机硅改性乳液及太阳能反射隔热涂料。

本发明采用以下技术方案：一种有机硅改性乳液及太阳能反射隔热涂料，以有机硅改性乳液为成膜物，以钛白粉为白色颜料，衣服配黑色浆为着色颜料，以密胺改性聚磷酸铵为阻燃剂，在水和多种助剂的配合下，以空气玻璃微粉和纳米远红外陶瓷粉为隔热剂，通过分散、研磨、调漆、调色制备而成，其配方中各组分构成如下：

有机硅改性苯丙乳液                                30~40份

密胺改性聚磷酸铵                                  15~25份

空心玻璃微粉                                      5~10份

纳米远红外陶瓷粉                                  2~6份

复配黑色浆                                        1~2份

钛白粉                                            5~15份

分散剂                                            0.4~0.8份

润湿剂                                            0.2~0.5份

消泡剂                                            0.5~0.8份

防腐剂                                            0.1~0.3份

增稠剂                                            0.3~0.7份

成膜助剂                                          2~3份

水                                                15~25份

以下是具体制备工艺步骤：

将水注入分散罐内，搅拌下加入分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂、防腐剂进行预分散，再加入纳米远红外陶瓷粉及密胺改性聚磷酸铵，进行高速分散，经砂磨机研磨成浆料，将研磨浆打入调漆罐内，搅拌加入有机硅改性苯丙乳液、空心玻璃微粉、增稠剂及钛白粉、复配黑色浆，中速搅拌，过滤，得到太阳能反射隔热涂料。

所述的有机硅改性乳液为有机硅改性苯丙乳液，其构成为：

苯乙烯                                             10~33.4%

丙烯酸异辛酯                                       10~37.5%

PH调节剂                                          0.3~0.4%

二氧化硅气凝胶                                     0.2~1.2%

反应性表面活化剂                                   0.1~0.3%

有机硅单体                                         2~8%

二甲基甲酰胺                                       0.8~2.2%

叔丁醇                                             7~30%

异丙醇                                             0.7~1.5%

去离子水                                           40~60%

所述的有机硅单体为苯基氯硅烷、甲基乙烯基氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、甲基氯硅烷其中的一种。

本发明配方中原材料的选择及其机理 ： 

 1. 基料的选择：

基料是构成涂料的主要成膜物，是决定涂膜理化性能优劣的关键材料，本发明采用的基料为有机硅改性苯丙乳液，具有以下优点：（1）具有优良的耐高低温性，（2）具有耐紫外线和耐红外辐射性，（3）具有耐氧化降解性，（4）尽可能高的氧指数，以便对涂料体系涂层的耐燃性能减少负面影响。

2.阻燃剂的选择：

含卤聚合物或含卤阻燃剂具有优良的阻燃性，曾被广泛采用。但是因其在火灾发生时会产生大量烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体，造成二次危害，所以在建筑材料及制品燃烧性能等级标准中属于限制使用。因此无卤阻燃剂磷系化合物、金属氧化物、硅系阻燃剂、氮系阻燃剂等将成为阻燃剂的主流产品。密胺树脂改性聚磷酸铵 (APP) 是一种无卤无毒磷氮系阻燃剂。其在290℃左右发生分解，放出氨气和聚磷酸，氨气可稀释气相中的氧气浓度，起阻燃作用 ；聚磷酸是一种强脱水剂，可使聚合物脱水碳化形成碳化层，隔绝氧气与基层的接触，在固相起阻燃作用。由于粉体流动性好，与基料和颜填料相容性好，且白度值较高，不会影响外墙涂料贮存稳定性及着色性能，因此本发明选择密胺树脂改性聚磷酸铵作阻燃剂。

有益之处：在达到良好的反射隔热效果的同时，具有较好的防火性能，采用有机硅改性苯丙乳液作为基料成膜物质，在一定程度上增加了涂料的防水性能，并且通过增加二氧化硅气凝胶等成分能够提高改性苯丙乳液的聚合度；以叔丁醇、异丙醇等作为溶剂，使得组分溶解度好，极大地提高了苯丙乳液的耐水性和附着力。

具体实施例

下面结合具体实施例进一步详细描述本发明作进一步的说明，其配方中各组分构成如下 ：

一种有机硅改性乳液及太阳能反射隔热涂料，以有机硅改性乳液为成膜物，以钛白粉为白色颜料，衣服配黑色浆为着色颜料，以密胺改性聚磷酸铵为阻燃剂，在水和多种助剂的配合下，以空气玻璃微粉和纳米远红外陶瓷粉为隔热剂，通过分散、研磨、调漆、调色制备而成，其配方中各组分构成如下：

有机硅改性苯丙乳液                                30~40份

密胺改性聚磷酸铵                                  15~25份

空心玻璃微粉                                      5~10份

纳米远红外陶瓷粉                                  2~6份

复配黑色浆                                        1~2份

钛白粉                                            5~15份

分散剂                                            0.4~0.8份

润湿剂                                            0.2~0.5份

消泡剂                                            0.5~0.8份

防腐剂                                            0.1~0.3份

增稠剂                                            0.3~0.7份

成膜助剂                                          2~3份

水                                                15~25份

具体的制备工艺步骤由下：

将25份的水注入分散罐内，搅拌下30min加入分散剂0.8f份、润湿剂0.5份、消泡剂0.8份、成膜助剂3份、防腐剂0.3份进行预分散，再加入纳米远红外陶瓷粉6份及密胺改性聚磷酸铵25份，进行高速分散30min，经砂磨机研磨成浆料，将研磨浆打入调漆罐内，搅拌加入有机硅改性苯丙乳液40份、空心玻璃微粉10份、增稠剂0.7份及钛白粉15份、复配黑色浆2份，中速搅拌20min，过滤，得到太阳能反射隔热涂料。

其中有机硅改性乳液为有机硅改性苯丙乳液，其构成为：

苯乙烯                                             10~33.4%

丙烯酸异辛酯                                       10~37.5%

PH调节剂                                          0.3~0.4%

二氧化硅气凝胶                                     0.2~1.2%

反应性表面活化剂                                   0.1~0.3%

有机硅单体                                         2~8%

二甲基甲酰胺                                       0.8~2.2%

叔丁醇                                             7~30%

异丙醇                                             0.7~1.5%

去离子水                                           40~60%

其中有机硅单体为苯基氯硅烷、甲基乙烯基氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、甲基氯硅烷其中的一种。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种有机硅改性乳液及太阳能反射隔热涂料，其特征在于，以有机硅改性苯丙乳液为成膜物，以钛白粉为白色颜料，衣服配黑色浆为着色颜料，以密胺改性聚磷酸铵为阻燃剂，在水和多种助剂的配合下，以空气玻璃微粉和纳米远红外陶瓷粉为隔热剂，通过分散、研磨、调漆、调色制备而成，其配方中各组分构成如下：

有机硅改性苯丙乳液                                30~40份

密胺改性聚磷酸铵                                   15~25份

空心玻璃微粉                                         5~10份

纳米远红外陶瓷粉                                   2~6份

复配黑色浆                                            1~2份

钛白粉                                                  5~15份

分散剂                                                  0.4~0.8份

润湿剂                                                  0.2~0.5份

消泡剂                                                  0.5~0.8份

防腐剂                                                  0.1~0.3份

增稠剂                                                  0.3~0.7份

成膜助剂                                               2~3份

水                                                        15~25份。

2.一种有机硅改性乳液及太阳能反射隔热涂料，其特征在于，包括以下制备步骤：

将水注入分散罐内，搅拌下加入分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂、防腐剂进行预分散，再加入纳米远红外陶瓷粉及密胺改性聚磷酸铵，进行高速分散，经砂磨机研磨成浆料，将研磨浆打入调漆罐内，搅拌加入有机硅改性苯丙乳液、空心玻璃微粉、增稠剂及钛白粉、复配黑色浆，中速搅拌，过滤，得到太阳能反射隔热涂料。

3.根据权利要求1~2所述的一种有机硅改性乳液及太阳能反射隔热涂料，其特征在于，所述的有机硅改性乳液为有机硅改性苯丙乳液，其构成为：

苯乙烯                                                10~33.4%

丙烯酸异辛酯                                       10~37.5%

PH调节剂                                            0.3~0.4%

二氧化硅气凝胶                                    0.2~1.2%

反应性表面活化剂                                  0.1~0.3%

有机硅单体                                           2~8%

二甲基甲酰胺                                       0.8~2.2%

叔丁醇                                                7~30%

异丙醇                                                0.7~1.5%

去离子水                                             40~60%  。

4.根据权利要求3所述的一种有机硅改性乳液及太阳能反射隔热涂料，其特征在于，所述的有机硅单体为苯基氯硅烷、甲基乙烯基氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、甲基氯硅烷其中的一种。