CN104830173A - 一种复合型水性丙烯酸隔热涂料及其制备方法 - Google Patents

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陈东初
叶秀芳
陈伟民
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Abstract

本发明一方面提供一种复合型水性丙烯酸隔热涂料，包括如下重量份的各组份：水性丙烯酸乳液20-70份，颜填料15-35份，隔热功能填料0-30份，水10-40份，分散剂1-5份，消泡剂1-5份，另一方面提供其制备方法，包括如下步骤：隔热功能填料的预处理和隔热涂料的制备。本发明所述一种复合型水性丙烯酸隔热涂料及其制备方法，可有效改善工作生活环境、节约能源和提高居住安全性、舒适性，其制备技术适用范围广，适用于包括混凝土(建筑物墙体)和钢结构(如工业建筑厂房、交通工具(汽车船舶高铁)、工业管道与液化烃储罐等)在内的多种基体，应用范围广，节能效果佳。

Description

一种复合型水性丙烯酸隔热涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及隔热保温功能涂料领域，尤其涉及一种复合型水性丙烯酸隔热涂料及其制备方法。
背景技术
目前，我国处于建设的鼎盛时期，公共建筑与商品住宅的高速发展，2004年我国峻工房屋面积20亿m2，全世界第一，超过所有发达国家的峻工建筑面积总和，预计到2020年，全国建筑面积将超过700亿m2。但是，我国的建筑节能水平远远落后与发达国家，现有建筑中99％为高能耗建筑，新建及在建项目中95％仍属高能耗建筑，建筑的单位面积能耗是国际上气候条件相近的发达国家的2-3倍。在面对各种保温隔热材料的选择中，建筑隔热保温涂料因经济、使用方便和隔热效果好等优点而越来越受到人们的青睐，运用隔热保温涂料进行涂装是目前各国重点推广的节能方法，发展前景十分广阔。
物体的传热并非以某一种传热方式单独进行，而大多是导热、对流、辐射三种方式综合作用的结果。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。具有协同隔热效应的复合型隔热涂料的研究尚处于起步阶段，绝大部分隔热涂料只采用一种或两种隔热机理功能填料进行配置，隔热涂料主要存在隔热机理单一、良好的隔热效果与优异的综合性能难以平衡的矛盾。
发明内容
本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种复合型水性丙烯酸隔热涂料及其制备方法，集阻隔、反射、辐射三种隔热功能为一体，其隔热效果和综合性能均较佳。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明一方面提供一种复合型水性丙烯酸隔热涂料，包括如下重量份的各组份：水性丙烯酸乳液20-70份，颜填料15-35份，隔热功能填料0-30份，水10-40份，分散剂1-5份，消泡剂1-5份。
优选的，所述颜填料为钛白粉和云母粉中的一种或两种的混合物。
进一步，所述隔热功能填料包括阻隔型隔热功能填料、反射型隔热功能填料和辐射型隔热功能填料三种的混合物。
进一步，所述阻隔型隔热功能填料、反射型隔热功能填料、辐射型隔热功能填料的重量配比为15-50：40-75：5-25。
进一步，所述阻隔型隔热功能填料为闭孔珍珠岩、空心陶瓷微珠中的一种或两种的混合；所述反射型隔热功能填料为空心玻璃微珠、陶瓷微粉、二氧化钛中的一种或至少两种的混合；所述辐射型隔热功能填料为纳米级氧化锡、氧化锡锑、氧化锌铝中的一种或至少两种的组合，其粒径均在20-100nm。
进一步，所述分散剂为硅烷偶联剂、丙烯酸酯类分散剂中的至少一种，硅烷偶联剂例如KH570、KH560等；丙烯酸酯类分散剂例如甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物等。
本发明另一方面提供一种复合型水性丙烯酸隔热涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)隔热功能填料的预处理；
隔热填料为粒径小的无机粉体材料，一般具有较大的表面能，凝聚力强，易团聚，尤其对于纳米粒子填料，这种团聚的二次粒子难以发挥其纳米效应，难以发挥纳米粒子的隔热优势，因此，为充分发挥隔热功能填料的隔热作用，必须对其进行预处理，本发明采用物理和化学改性相结合的方法对隔热填料粉体进行预处理，首先选用合适的分散剂对粉体的表面进行润湿分散，静置浸泡一段时间后再采用机械搅拌和超声分散相结合的方式将粉体均匀的分散，得到预处理好的隔热功能填料浆料；
(2)隔热涂料的制备：将预处理好的隔热功能的填料浆料加入容器，按配方在搅拌器中以1500～1700r/min的速度低速搅拌均匀，再高速分散(转速为3000-4000r/min)约30min，即得复合型水性丙烯酸隔热涂料。
按配比将颜填料，异佛尔酮，分散剂加入PVDF光油中，以1500～2000rpm的转速搅拌均匀后再以3000～4000rpm的转速进行搅拌25-35min出料，即得隔热节能型氟碳涂料浆料。
优选的，所述预处理选用分散剂对粉体的表面进行润湿分散，静置浸泡后再采用机械搅拌和超声分散相结合的方式将粉体均匀的分散。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所述一种复合型水性丙烯酸隔热涂料及其制备方法，可有效改善工作生活环境、节约能源和提高居住安全性、舒适性，其制备技术适用范围广，适用于包括混凝土(建筑物墙体)和钢结构(如工业建筑厂房、交通工具(汽车船舶高铁)、工业管道与液化烃储罐等)在内的多种基体，应用范围广，节能效果佳。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
1、隔热功能填料的预处理
按如下配方称取各组份(重量份)：隔热功能填料20份，水10份，分散剂2.5份。其中隔热功能填料闭孔珍珠岩(阻隔型)，空心玻璃微珠(反射型)，纳米ATO粉(辐射型)按照质量比3：8：1混合而成。
按上述重量份将水和分散剂加入到隔热功能填料中，静置浸泡20min，对粉体的表面进行润湿分散，机械搅拌20min后，超声波分散30min将粉体均匀的分散，得到预处理好的隔热功能填料浆料。
2、水性丙烯酸隔热涂料的制备
按如下配方称取各组份(重量份)：水性丙烯酸乳液50份，钛白粉15份，云母粉5份，隔热功能填料浆料10份，水10-35份，分散剂2份，消泡剂3份。
按上述重量份将颜填料，隔热功能填料浆料，颜填料，分散剂和消泡剂加入水性丙烯酸乳液中，低速(转速为2000rpm)搅拌均匀后再以4000rpm的转速进行搅拌约30分钟，出料，即得复合型水性丙烯酸隔热涂料，隔热温差为℃。实施例2
本实施例基本与实施例1相同，其不同点在于，在隔热功能填料的预处理时，隔热功能填料闭孔珍珠岩(阻隔型)，空心玻璃微珠(反射型)，纳米ATO粉(辐射型)按照质量比3：15：3混合而成。
实施例3
1、隔热功能填料的预处理
按如下配方称取各组份(重量份)：隔热功能填料25份，水10g份，分散剂3份。其中隔热功能填料空心陶瓷微珠(阻隔型)，空心玻璃微珠(反射型)，纳米氧化锡(ITO)粉(辐射型)按照质量比4：8：3混合而成。
按上述重量份将水和分散剂加入到隔热功能填料中，静置浸泡20min，对粉体的表面进行润湿分散，机械搅拌20min后，超声波分散30min将粉体均匀的分散，得到预处理好的隔热功能填料浆料。
2、水性丙烯酸隔热涂料的制备
按如下配方称取各组份(重量份)：水性丙烯酸乳液60份，钛白粉30份，隔热功能填料浆料15份，水10-35份，分散剂3份，消泡剂3份。
按上述重量份将颜填料，隔热功能填料浆料，颜填料，分散剂和消泡剂加入水性丙烯酸乳液中，低速(转速为2000rpm)搅拌均匀后再以4000rpm的转速进行搅拌约30分钟，出料，即得复合型水性丙烯酸隔热涂料。
实施例4
本实施例基本与实施例3相同，其不同点在于，在制备水性丙烯酸隔热涂料时，按如下配方称取各组份(重量份)：水性丙烯酸乳液60份，云母粉25份，隔热功能填料浆料15份，水10-35份，分散剂3份，消泡剂3份。
实施例5
1、隔热功能填料的预处理
按如下配方称取各组份(重量份)：隔热功能填料30份，水15份，分散剂5份。其中隔热功能填料闭孔珍珠岩(阻隔型)，陶瓷微粉(反射型)，纳米ATO粉(辐射型)按照质量比5：4：3混合而成。
按上述重量份将水和分散剂加入到隔热功能填料中，静置浸泡20min，对粉体的表面进行润湿分散，机械搅拌20min后，超声波分散30min将粉体均匀的分散，得到预处理好的隔热功能填料浆料。
2、水性丙烯酸隔热涂料的制备
按如下配方称取各组份(重量份)：水性丙烯酸乳液60份，钛白粉20份，云母粉10份，隔热功能填料浆料20份，水10-35份，分散剂3份，消泡剂2份。
按上述重量份将颜填料，隔热功能填料浆料，颜填料，分散剂和消泡剂加入水性丙烯酸乳液中，低速(转速为2000rpm)搅拌均匀后再以4000rpm的转速进行搅拌约30分钟，出料，即得复合型水性丙烯酸隔热涂料。
参照JG/T235-2008标准，将所制备的隔热涂料和空白样(不含隔热功能填料)涂料分别均匀涂布在铝片上，自然干燥后，用自制装置对试样的隔热效果进行测试，结果表明：复合型水性丙烯酸隔热涂料的隔热温差可达12.8-16.9℃。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种复合型水性丙烯酸隔热涂料，其特征在于，包括如下重量份的各组份：水性丙烯酸乳液20-70份，颜填料15-35份，隔热功能填料0-30份，水10-40份，分散剂1-5份，消泡剂1-5份。
2.根据权利要求1所述一种复合型水性丙烯酸隔热涂料，其特征在于，所述颜填料为钛白粉和云母粉中的一种或两种的混合物。
3.根据权利要求1所述一种复合型水性丙烯酸隔热涂料，其特征在于，所述隔热功能填料包括阻隔型隔热功能填料、反射型隔热功能填料和辐射型隔热功能填料三种的混合物。
4.根据权利要求3所述一种复合型水性丙烯酸隔热涂料，其特征在于，所述阻隔型隔热功能填料、反射型隔热功能填料、辐射型隔热功能填料的重量配比为15-50：40-75：5-25。
5.根据权利要求3所述一种复合型水性丙烯酸隔热涂料，其特征在于，所述阻隔型隔热功能填料为闭孔珍珠岩、空心陶瓷微珠中的一种或两种的混合；所述反射型隔热功能填料为空心玻璃微珠、陶瓷微粉、二氧化钛中的一种或至少两种的混合；所述辐射型隔热功能填料为纳米级氧化锡、氧化锡锑、氧化锌铝中的一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1所述一种复合型水性丙烯酸隔热涂料，其特征在于，所述分散剂为硅烷偶联剂、丙烯酸酯类分散剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述一种复合型水性丙烯酸隔热涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)隔热功能填料的预处理；
(2)隔热涂料的制备：将预处理好的隔热功能的填料浆料加入容器，按配方在搅拌器中以1500～1700r/min的速度低速搅拌均匀，再高速分散(转速为3000-4000r/min)约30min，即得复合型水性丙烯酸隔热涂料。
8.根据权利要求7所述一种复合型水性丙烯酸隔热涂料的制备方法，其特征在于，所述预处理选用分散剂对粉体的表面进行润湿分散，静置浸泡后再采用机械搅拌和超声分散相结合的方式将粉体均匀的分散。
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