CN105733384A - 一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料的制备方法，本发明涉及防水涂料的制备方法。本发明要解决现有建筑的屋面和外墙在暴露于强烈的太阳热辐射下，其表面以及室内温度会急剧上升，导致周围环境温度升高，降低生活环境舒适度及增加空调制冷用电量，同时导致原有的屋面及外墙防水材料加速腐蚀老化，使之无法保持原有的机械及化学性能从而加速失效进而导致屋面及外墙出现渗漏的问题。方法：一、称取原料；二、制备浆料；三、制备防水涂料。本发明制备的防水涂料，零甲醛，超低挥发性有机物，VOC<50g/L，已达到室内涂料使用标准，是一种节能环保涂料。本发明用于工业生产。

Description

一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料的制备方法
技术领域
本发明涉及防水涂料的制备方法。
背景技术
建筑防水工程是保证建筑物(构筑物)的结构不受水的侵袭，内部空间不受水的危害的一项分部工程。建筑防水工程在整个建筑工程中占有重要的地位。它涉及到建筑物(构筑物)的地下室、墙地面、墙身、屋顶等诸多部位。其功能就是要是建筑物(构筑物)在设计耐久年限内防止雨水及生产、生活用水的渗漏的侵蚀，确保建筑结构、内部空间不受到污损，为人们提供一个舒适和安全的生活空间环境。
建筑防水工程中的房屋屋面防水是一个系统工程，关系到建筑物使用功能的正常运行和建筑物的使用寿命。多年来，屋面渗漏是房屋建筑中最突出的质量问题之一，也是多年来一直未能很好解决的难题。屋面渗漏到室内，不仅会严重影响人们的生活质量和居住水平，也会直接影响到建筑物的正常使用和耐久性。
当今建筑防水工程中普遍选用的防水材料主要为以下五个大类，其分别为，沥青类防水卷材，合成高分子防水卷材，防水涂料，密封材料以及刚性防水材料。各种防水材料分别具有不同的性能特点，将其用于它所适宜的防水部位，可有效的减缓甚至解决工程防水问题。
对防水涂料而言，建筑防水涂料是建筑防水工程中应用范围最广泛的一类重要的防水材料，防水涂料在应用前是可流动或粘稠的液体，经现场涂刷后固化形成防水层。防水涂料具有防水卷材所不具有的一些特点，如：防水性能好，固化后可形成无接缝的防水层；操作方便，可适应各种形状复杂的防水基面；与基层粘结强度高；有良好的温度适应性；施工速度快，易于维修等。
同时，节能是国家发展经济的一项长远战略方针。近年来，随着我国国民经济的迅速发展，国家对环境保护、节约能源、改善居住条件等问题高度重视，相应制订了一批技术法规和标准规范，这些标准规范的颁布实施对于改善环境、节约能源、提高投资的经济和社会效益，起到了重要作用。
目前，我国建筑能耗占能源总消耗的1/3左右，建筑单位面积采暖能耗是国际气候条件相近发达国家的2～3倍。随着建筑节能标准的出台，发展低能耗、多功能的新型材料成为主流趋势，建设部从2007年起全面推行节能建筑认证体系。建筑节能新技术的研究开发和新产品的推广应用，是推动建筑节能工作的有效途径。巨大的建筑节能市场将带动建筑涂料产进行新的发展，我国是节能涂料最具发展潜力的大市场。
虽然凉爽阳光反射型涂料已在多个领域得到了应用，但在国内仍处于起步阶段，在技术研发、生产、施工及应用规模上仍远落后与欧美等国，目前国内应用的凉爽阳光反射型涂料主要存在以下三点问题：(1)目前来讲，太阳热反射隔热涂层一般是采用对近红外辐射具有高反射的功能填料，尽管这种涂层具有相当好的太阳反射率，但是红外辐射率较差，在阳光下，由于能量的积累，涂层的内部环境温度还是会高于外部大气温度，因此凉爽阳光反射型涂料需加入具有高热发射率的填料来解决这个问题。(2)当今倡导节能减排降耗的新形势下，环保是新材料开发首要考虑的因素。传统的太阳热反射隔热涂层多为溶剂型，施工后涂层中的有机溶剂会挥发，污染了环境，也对人体健康构成严重威胁，因此水性凉爽阳光反射型涂料是日后必然的趋势。(3)阳光反射型涂料已开发应用多年，主要应用于军工、航天及大型工业领域，民品行业使用较少，其中一项重要制约因素即造价偏高，因此开发一种价格低廉、施工简便的凉爽阳光反射型涂料可有效扩大其应用范围。
发明内容
本发明要解决现有建筑的屋面和外墙在暴露于强烈的太阳热辐射下，其表面以及室内温度会急剧上升，导致周围环境温度升高，降低生活环境舒适度及增加空调制冷用电量，同时导致原有的屋面及外墙防水材料加速腐蚀老化，使之无法保持原有的机械及化学性能从而加速失效进而导致屋面及外墙出现渗漏的问题，而提供一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料的制备方法。
一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料的制备方法，具体是按照以下步骤进行的：
一、按质量百分比称取16％～19％去离子水、0.5％～0.8％分散剂、0.5％～1.0％消泡剂A、19％～24％填料、22％～27％纳米粉体、23％～28％乳液、8％～10％遮盖聚合物、0.2％～0.7％消泡剂B、0.3％～0.7％成膜助剂、0.3％～0.6％防霉助剂、0.5％～0.8％pH调节剂和余量的增稠剂预混物；
二、将步骤一称取的去离子水和分散剂加入到高剪切搅拌分散机中，控制线速度为3.5m/s～5.0m/s，进行搅拌，然后加入消泡剂A，搅拌至消泡剂A完全溶解，加入填料，并调节搅拌线速度为20～25m/s，pH为7.8～8.2，搅拌15～25min，加入纳米粉体，控制搅拌线速度为20～25m/s，分散至浆液细度达到10～30μm，然后调节分散机转速线速度为3.5m/s～5.0m/s，得到分散的浆料；
三、将步骤一称取的乳液加入到步骤二制备的分散的浆料中，然后依次加入遮盖聚合物、消泡剂B、成膜助剂和防霉助剂；再添加pH调节剂，然后加入增稠剂预混物，增稠剂预混物的添加速度为15～20mL/s，然后控制搅拌速度为3.5m/s～5.0m/s，搅拌20～30min，得到一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料。
本发明的有益效果是：本发明涉及的凉爽太阳光反射型防水涂料使用的聚合物乳液，极大地减少了聚合物单体中C-O-C键、C＝O键及-OH键等吸能基团的比例，因而使得涂料体系整体吸热能力下降，可有效提高涂料的半球发射率，半球发射率可达0.91以上。同时，添加性能优异的遮盖聚合物，可大大提高涂料的遮盖能力，使得对基材进行遮盖的最小厚度有所降低，达到0.5～0.8mm。再次，使用纳米级的太阳光反射填料，其粒径要小于阳光中紫外线、可见光及红外线的波长，研究表明反射物质粒径小于光波波长时可有效的对光波进行反射及散射，而使用的聚合物遮盖物亦可使纳米级反射物质更好的在体系中分散，从而大大增强了涂料对阳光的反射比例，使得制备凉爽太阳光反射型防水涂料成为可能，同时纳米级材料的填入可以充分发挥纳米材料吸附空气中雾霾颗粒的能力，使得降低建筑物周边空气雾霾成为可能。最后，相比较市场上的反射型涂料，本发明涉及的太阳光反射型防水涂料为水性，可融于水，很容易与建筑物原有的屋面及外墙防水材料老化后出现的缝隙结合，形成坚固的防水层，对出现的缝隙进行有效的密封，从而达到一举多得的效果。
本发明制备的一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料，零甲醛，超低挥发性有机物，VOC<50g/L，已达到室内涂料使用标准，是一种真正的节能环保涂料。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料的制备方法，具体是按照以下步骤进行的：
一、按质量百分比称取16％～19％去离子水、0.5％～0.8％分散剂、0.5％～1.0％消泡剂A、19％～24％填料、22％～27％纳米粉体、23％～28％乳液、8％～10％遮盖聚合物、0.2％～0.7％消泡剂B、0.3％～0.7％成膜助剂、0.3％～0.6％防霉助剂、0.5％～0.8％pH调节剂和余量的增稠剂预混物；
二、将步骤一称取的去离子水和分散剂加入到高剪切搅拌分散机中，控制线速度为3.5m/s～5.0m/s，进行搅拌，然后加入消泡剂A，搅拌至消泡剂A完全溶解，加入填料，并调节搅拌线速度为20～25m/s，pH为7.8～8.2，搅拌15～25min，加入纳米粉体，控制搅拌线速度为20～25m/s，分散至浆液细度达到10～30μm，然后调节分散机转速线速度为3.5m/s～5.0m/s，得到分散的浆料；
三、将步骤一称取的乳液加入到步骤二制备的分散的浆料中，然后依次加入遮盖聚合物、消泡剂B、成膜助剂和防霉助剂；再添加pH调节剂，然后加入增稠剂预混物，增稠剂预混物的添加速度为15～20mL/s，然后控制搅拌速度为3.5m/s～5.0m/s，搅拌20～30min，得到一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中去离子水符合GB/T6682-2008中规定的三级水标准。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中分散剂为罗门哈斯OrotanTM1850E。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中填料为轻质碳酸钙和空心玻璃球的混合，轻质碳酸钙的粒径为20～100纳米，空心玻璃球的粒径为30～75微米，轻质碳酸钙与空心玻璃球的质量比为3:1。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一中消泡剂A和消泡剂B均为由北京金源恒泰精细化工有限公司生产的XBE2000消泡剂。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤一中纳米粉体为金红石型纳米TiO2，金红石型纳TiO2粒径为10～300nm，乳液为丙烯酸乳液。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤一中遮盖聚合物为罗门哈斯优创E，成膜助剂为美国伊士曼化学公司OE300。其它与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤一中防霉助剂为skaneM-8，pH调节剂为质量分数25％～28％的氨水。其它与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤一中增稠剂预混物的制备方法为：将增稠剂溶于丙二醇中，增稠剂与丙二醇的质量比为(4～6):1，搅拌至无结块、无沉淀为止；所述增稠剂为亚什兰羟乙基纤维素醚250HBR。其它与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤二中填料的具体添加方法为：将填料均分为5份，分5次依次添加。其它与具体实施方式一至九之一相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：
本实施例一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料的制备方法，具体是按照以下步骤进行的：
一、按质量百分比称取18％去离子水、0.8％分散剂、0.7％消泡剂A、20％填料、23％纳米粉体、25％乳液、9％遮盖聚合物、0.5％消泡剂B、0.4％成膜助剂、0.4％防霉助剂、0.5％pH调节剂和余量的增稠剂预混物；
其中去离子水符合GB/T6682-2008中规定的三级水标准；
所述分散剂是罗门哈斯OrotanTM1850E；
所述填料为轻质碳酸钙和空心玻璃球的混合，轻质碳酸钙的粒径为20～100纳米，空心玻璃球的粒径为30微米，轻质碳酸钙与空心玻璃球的质量比为3:1；
所述消泡剂A和消泡剂B均为由北京金源恒泰精细化工有限公司生产的XBE2000消泡剂；
所述纳米粉体为金红石型纳米TiO2，金红石型纳TiO2粒径为10～300nm；
所述乳液为陶氏化学公司1791丙烯酸乳液；
所述遮盖聚合物为罗门哈斯优创E；
所述成膜助剂使用美国伊士曼TEXANOL成膜助剂醇酯十二；
所述防霉助剂为陶氏化学公司防霉剂skaneM-8；
所述pH调节剂是质量分数为25％的氨水；
所述增稠剂预混物的制备方法为：将增稠剂溶于丙二醇中，增稠剂与丙二醇的质量比为4:1，搅拌至无结块、无沉淀为止；所述增稠剂为亚什兰羟乙基纤维素醚250HBR；
二、将步骤一称取的去离子水和分散剂加入到高剪切搅拌分散机中，控制线速度为4.0m/s，进行搅拌，然后加入消泡剂A，搅拌至消泡剂A完全溶解，加入填料，并调节搅拌线速度为25m/s，pH为8，搅拌15min，加入纳米粉体，控制搅拌线速度为25m/s，分散至浆液细度达到30μm，然后调节分散机转速线速度为4.0m/s，得到分散的浆料；
其中，填料的具体添加方法为：将填料均分为5份，分5次依次添加；
三、将步骤一称取的乳液加入到步骤二制备的分散的浆料中，然后依次加入遮盖聚合物、消泡剂B、成膜助剂和防霉助剂；再添加pH调节剂，然后加入增稠剂预混物，增稠剂预混物的添加速度为15mL/s，然后控制搅拌速度为5.0m/s，搅拌30min，得到一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料。
本实施例制备的涂料的半球发射率达0.91，涂料对基材进行遮盖的最小厚度为0.6mm，可有效降低建筑物表面因太阳光辐射引起的温度升高，从而降低室内空调降温的能源消耗。
本实施例减少了涂料的用量从而降低材料成本，又因施工时只需喷涂一次，施工简便又减少了施工成本，从而大幅降低其应用成本。
本实施例制备的涂料的经人工老化测试，等效可保证3年内漆膜颜色不变黄，从而保证有较高的太阳光反射比，且5年内太阳光反射比不低于0.83。
制备的凉爽太阳光反射型防水涂料为水性涂料，零甲醛，超低挥发性有机物，VOC<50g/L，已达到室内涂料使用标准，是一种真正的节能环保涂料。

Claims (10)

1.一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料的制备方法，其特征在于该方法具体是按照以下步骤进行的：
一、按质量百分比称取16％～19％去离子水、0.5％～0.8％分散剂、0.5％～1.0％消泡剂A、19％～24％填料、22％～27％纳米粉体、23％～28％乳液、8％～10％遮盖聚合物、0.2％～0.7％消泡剂B、0.3％～0.7％成膜助剂、0.3％～0.6％防霉助剂、0.5％～0.8％pH调节剂和余量的增稠剂预混物；
二、将步骤一称取的去离子水和分散剂加入到高剪切搅拌分散机中，控制线速度为3.5m/s～5.0m/s，进行搅拌，然后加入消泡剂A，搅拌至消泡剂A完全溶解，加入填料，并调节搅拌线速度为20～25m/s，pH为7.8～8.2，搅拌15～25min，加入纳米粉体，控制搅拌线速度为20～25m/s，分散至浆液细度达到10～30μm，然后调节分散机转速线速度为3.5m/s～5.0m/s，得到分散的浆料；
三、将步骤一称取的乳液加入到步骤二制备的分散的浆料中，然后依次加入遮盖聚合物、消泡剂B、成膜助剂和防霉助剂；再添加pH调节剂，然后加入增稠剂预混物，增稠剂预混物的添加速度为15～20mL/s，然后控制搅拌速度为3.5m/s～5.0m/s，搅拌20～30min，得到一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料。
2.根据权利要求1所述的一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料的制备方法，其特征在于步骤一中去离子水符合GB/T6682-2008中规定的三级水标准。
3.根据权利要求1所述的一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料的制备方法，其特征在于步骤一中分散剂为罗门哈斯OrotanTM1850E。
4.根据权利要求1所述的一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料的制备方法，其特征在于步骤一中填料为轻质碳酸钙和空心玻璃球的混合，轻质碳酸钙的粒径为20～100纳米，空心玻璃球的粒径为30～75微米，轻质碳酸钙与空心玻璃球的质量比为3:1。
5.根据权利要求1所述的一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料的制备方法，其特征在于步骤一中消泡剂A和消泡剂B均为由北京金源恒泰精细化工有限公司生产的XBE2000消泡剂。
6.根据权利要求1所述的一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料的制备方法，其特征在于步骤一中纳米粉体为金红石型纳米TiO2，金红石型纳TiO2粒径为10～300nm，乳液为丙烯酸乳液。
7.根据权利要求1所述的一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料的制备方法，其特征在于步骤一中遮盖聚合物为罗门哈斯优创E，成膜助剂为美国伊士曼化学公司OE300。
8.根据权利要求1所述的一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料的制备方法，其特征在于步骤一中防霉助剂为skaneM-8，pH调节剂为质量分数25％～28％的氨水。
9.根据权利要求1所述的一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料的制备方法，其特征在于步骤一中增稠剂预混物的制备方法为：将增稠剂溶于丙二醇中，增稠剂与丙二醇的质量比为(4～6):1，搅拌至无结块、无沉淀为止；所述增稠剂为亚什兰羟乙基纤维素醚250HBR。
10.根据权利要求1所述的一种屋面外墙凉爽太阳光反射型防水涂料的制备方法，其特征在于步骤二中填料的具体添加方法为：将填料均分为5份，分5次依次添加。
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