CN105778677A - 一种水性复合隔热涂料及其制备方法 - Google Patents

一种水性复合隔热涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于功能涂料技术领域，具体涉及一种水性复合隔热涂料及其制备方法。所述水性复合隔热涂料主要包括下述重量份的原料：丙烯酸乳液35～45份，金红石型钛白粉10～20份，中空玻璃微珠7～15份，绢云母5～10份，隔热填料2.5～6份，水性防腐剂0.1～0.3份，水性增稠剂0.5～1份，水性消泡剂0.2～0.4份，水性分散剂0.3～0.5份，水性防霉剂0.1～0.3份，水性润湿剂0.1～0.3份，成膜助剂1～2份，去离子水20～30份。本发明方法简便，绿色环保，制备了一种具有阻隔、反射和辐射三种隔热功能为一体的复合型环保隔热涂料。该涂料可以降低或防止太阳光强烈辐射所引起的升温，或防止冬季室内热量散失到室外，从而节约能源，改善生活和工作环境。

Description

一种水性复合隔热涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于功能涂料技术领域，具体涉及一种水性隔热涂料及其制备方法。
背景技术
目前，建筑能耗约占全国能耗的35％，国家已经对新建筑采取了强制性隔热保温措施，采用隔热保温涂料对建筑物的屋顶、外墙进行涂装是目前重点推广的节能方法之一。隔热涂料可分为阻隔型、反射型、辐射型。一种隔热保温效果良好的涂料往往是两种或多种隔热机理协同作用的结果。
工业研发应用中，溶剂型隔热涂料研究较多，但水性隔热涂料由于具有环保特点而受到重视。而通常的水性隔热涂料难以将阻隔、反射、辐射效果结合起来，且成本高，因而严重阻碍了隔热涂料的效果。空心微珠是微细粉末在高温气流中悬浮熔融或者熔体在高压气流中雾化后，由于其自身的表面张力凝聚形成的微珠，具有隔音、隔热、绝缘的特性。分布宽的空心微珠隔热性能好于窄分布的空心微珠。绢云母能够作为体质填料增加漆膜的丰满度，能够防止紫外线穿透而改变涂膜的耐候性及耐热性，可以阻挡可见光，也能屏蔽紫外线和红外辐射，还可以阻挡微波。堇青石是一种理想的低成本红外辐射材料。海泡石作为隔热材料时，所包含的微孔和中孔可起到高效隔热作用，其热传导、对流传导率和辐射热传导的效率都减小。这些材料的复合使用，可以有效从阻隔、反射、辐射三个方面进行隔热。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，以水性丙烯酸乳液为成膜物质，复合了中空玻璃微珠、金红石型钛白粉、绢云母、堇青石、海泡石等隔热填料，并添加水性防腐剂、水性增稠剂、水性润湿剂、水性分散剂、水性消泡剂、水性防霉剂及成膜助剂，制备了具有阻隔、反射和辐射三种隔热功能为一体的复合型环保隔热涂料。
本发明所采用的技术方案如下：
一种水性复合隔热涂料，其特征在于：所述水性复合隔热涂料主要包括下述重量份的原料：丙烯酸乳液35～45份，金红石型钛白粉10～20份，中空玻璃微珠7～15份，绢云母5～10份，隔热填料2.5～6份，水性防腐剂0.1～0.3份，水性增稠剂0.5～1份，水性消泡剂0.2～0.4份，水性分散剂0.3～0.5份，水性防霉剂0.1～0.3份，水性润湿剂0.1～0.3份，成膜助剂1～2份，去离子水20～30份。
所述隔热填料是堇青石、海泡石中的一种或两种。
所述水性防腐剂是1,2-苯并异噻唑啉-3-酮。
所述水性增稠剂是羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素中的一种或几种。
所述水性消泡剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物。
所述水性分散剂是聚乙二醇型多元醇。
所述水性防霉剂是苯并咪唑氨基甲酸甲酯。
所述水性润湿剂是聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、硅醇类非离子表面活性剂中的一种或几种。
所述成膜助剂是十二碳醇脂、乙二醇丁醚，二异丙醇己二酸酯、二丙二醇丁醚的一种或几种。
一种水性复合隔热涂料的制备方法，其特征在于：主要包括以下步骤：
(1)将各原料按照权利要求1所要求的重量份数称取；
(2)将步骤(1)称取的去离子水、水性分散剂、水性湿润剂、水性消泡剂、水性防霉剂、水性防腐剂以500～700转/分钟的的转速在10～50℃下搅拌10～30min；
(3)再添加步骤(1)称取的金红石型钛白粉、绢云母、及经过球磨处理细化的隔热填料，以4000～6000转/分钟的转速在10～50℃下搅拌20～50min；
(4)降低转子转速到400～600转/分钟，添加步骤(1)称取的丙烯酸乳液、成膜助剂、中空玻璃微珠在10～50℃下搅拌10～30min，再加入步骤(1)称取的水性增稠剂搅拌10～30min，即得到所述的水性复合隔热涂料。
本发明的上述技术方案与现有技术相比具有以下优点：
(1)绿色环保。该发明的产品采用水作为溶剂，没有采用有机溶剂，采用的原材料均是环保型的。不会对环境和人体造成影响。
(2)本发明中由于金红石型钛白粉、中空玻璃微珠、绢云母、海泡石具有阻隔作用，金红石型钛白粉和堇青石具有反射作用，绢云母还具有辐射作用，因而本发明是一种综合阻隔、反射和辐射三种隔热功能为一体的功能性涂料。
(3)海泡石作为隔热材料时，所包含的微孔和中孔可起到高效隔热作用，其热传导、对流传导率和辐射热传导的效率都减小。
(4)由于堇青石、绢云母、海泡石价格低廉，可有效降低产品成本，有利于产品的推广使用。
具体实施方式
实施例1
一种水性复合隔热涂料，其特征在于：所述水性复合隔热涂料主要包括下述重量份的原料：丙烯酸乳液35份，金红石型钛白粉10份，中空玻璃微珠7份，绢云母5份，隔热填料堇青石2.5份，水性防腐剂1,2-苯并异噻唑啉-3-酮0.1份，水性增稠剂羟丙基甲基纤维素0.5份，水性消泡剂聚硅氧烷-聚醚共聚物0.2份，水性分散剂聚乙二醇型多元醇0.3份，水性防霉剂苯并咪唑氨基甲酸甲酯0.1份，水性润湿剂聚氧乙烯烷基酚醚0.1份，成膜助剂乙二醇丁醚1份，去离子水20份。
上述水性复合隔热涂料的制备方法，主要包括以下步骤：(1)将各原料按照权利要求1所要求的重量份数称取；(2)将步骤(1)称取的去离子水、水性分散剂、水性湿润剂、水性消泡剂、水性防霉剂、水性防腐剂以500转/分钟的的转速在50℃下搅拌10min；(3)再添加步骤(1)称取的金红石型钛白粉、绢云母、及经过球磨处理细化的隔热填料，以6000转/分钟的转速在10℃下搅拌50min；(4)降低转子转速到600转/分钟，添加步骤(1)称取的丙烯酸乳液、成膜助剂、中空玻璃微珠在50℃下搅拌10min，再加入步骤(1)称取的水性增稠剂搅拌10min，调节体系的粘度，即得到所述的水性复合隔热涂料，对所制得的涂料进行性能检测，检测合格后包装成成品。
实施例2
一种水性复合隔热涂料，其特征在于：所述水性复合隔热涂料主要包括下述重量份的原料：丙烯酸乳液40份，金红石型钛白粉12份，中空玻璃微珠7份，绢云母6份，隔热填料海泡石2.5份，水性防腐剂1,2-苯并异噻唑啉-3-酮0.2份，水性增稠剂羟乙基纤维素0.8份，水性消泡剂聚硅氧烷-聚醚共聚物0.3份，水性分散剂聚乙二醇型多元醇0.3份，水性防霉剂苯并咪唑氨基甲酸甲酯0.2份，水性润湿剂聚氧乙烯脂肪醇醚0.2份，成膜助剂十二碳醇脂1.2份，去离子水25份。
上述水性复合隔热涂料的制备方法，主要包括以下步骤：(1)将各原料按照权利要求1所要求的重量份数称取；(2)将步骤(1)称取的去离子水、水性分散剂、水性湿润剂、水性消泡剂、水性防霉剂、水性防腐剂以600转/分钟的的转速在30℃下搅拌20min；(3)再添加步骤(1)称取的金红石型钛白粉、绢云母、及经过球磨处理细化的隔热填料，以4000转/分钟的转速在30℃下搅拌30min；(4)降低转子转速到500转/分钟，添加步骤(1)称取的丙烯酸乳液、成膜助剂、中空玻璃微珠在40℃下搅拌10min，再加入步骤(1)称取的水性增稠剂搅拌30min，调节体系的粘度，即得到所述的水性复合隔热涂料，对所制得的涂料进行性能检测，检测合格后包装成成品。
实施例3
一种水性复合隔热涂料，其特征在于：所述水性复合隔热涂料主要包括下述重量份的原料：丙烯酸乳液40份，金红石型钛白粉12份，中空玻璃微珠7份，绢云母6份，隔热填料堇青石1.2份，海泡石1.3份，水性防腐剂1,2-苯并异噻唑啉-3-酮0.2份，水性增稠剂羧甲基纤维素钠1份，水性消泡剂聚硅氧烷-聚醚共聚物0.3份，水性分散剂聚乙二醇型多元醇0.3份，水性防霉剂苯并咪唑氨基甲酸甲酯0.2份，水性润湿剂硅醇类非离子表面活性剂0.2份，成膜助剂二异丙醇己二酸酯1.5份，去离子水28份。
上述水性复合隔热涂料的制备方法，主要包括以下步骤：(1)将各原料按照权利要求1所要求的重量份数称取；(2)将步骤(1)称取的去离子水、水性分散剂、水性湿润剂、水性消泡剂、水性防霉剂、水性防腐剂以700转/分钟的的转速在20℃下搅拌20min；(3)再添加步骤(1)称取的金红石型钛白粉、绢云母、及经过球磨处理细化的隔热填料，以6000转/分钟的转速在20℃下搅拌50min；(4)降低转子转速到500转/分钟，添加步骤(1)称取的丙烯酸乳液、成膜助剂、中空玻璃微珠在50℃下搅拌10min，再加入步骤(1)称取的水性增稠剂搅拌20min，调节体系的粘度，即得到所述的水性复合隔热涂料，对所制得的涂料进行性能检测，检测合格后包装成成品。
实施例4
一种水性复合隔热涂料，其特征在于：所述水性复合隔热涂料主要包括下述重量份的原料：丙烯酸乳液45份，金红石型钛白粉20份，中空玻璃微珠15份，绢云母10份，隔热填料堇青石3份，海泡石3份，水性防腐剂1,2-苯并异噻唑啉-3-酮0.3份，水性增稠剂羟乙基纤维素1份，水性消泡剂聚硅氧烷-聚醚共聚物0.3份，水性分散剂聚乙二醇型多元醇0.5份，水性防霉剂苯并咪唑氨基甲酸甲酯0.3份，水性润湿剂聚氧乙烯烷基酚醚0.3份，成膜助剂二异丙醇己二酸酯2份，去离子水30份。
上述水性复合隔热涂料的制备方法，主要包括以下步骤：(1)将各原料按照权利要求1所要求的重量份数称取；(2)将步骤(1)称取的去离子水、水性分散剂、水性湿润剂、水性消泡剂、水性防霉剂、水性防腐剂以700转/分钟的的转速在10℃下搅拌30min；(3)再添加步骤(1)称取的金红石型钛白粉、绢云母、及经过球磨处理细化的隔热填料，以4000转/分钟的转速在50℃下搅拌20min；(4)降低转子转速到400转/分钟，添加步骤(1)称取的丙烯酸乳液、成膜助剂、中空玻璃微珠在10℃下搅拌30min，再加入步骤(1)称取的水性增稠剂搅拌30min，调节体系的粘度，即得到所述的水性复合隔热涂料，对所制得的涂料进行性能检测，检测合格后包装成成品。
将按照上述具体实施方式制成的涂料分别涂在镀锌瓦上，制成样板，为实验组；另设一个为对照组样板，为空白镀锌瓦。将上述样板放置在室外进行检测。测试结果如表1所示：
表1涂料样板表面温度测试数据(单位℃)
时间(h) 对照组 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
0 24 24 24 24 24
1 42 35 36 34 33
3 62 50 51 47 45
最后都较对照组温度相差大于10℃，隔热效果较好。

Claims (10)

1.一种水性复合隔热涂料，其特征在于：所述水性复合隔热涂料主要包括下述重量份的原料：丙烯酸乳液35～45份，金红石型钛白粉10～20份，中空玻璃微珠7～15份，绢云母5～10份，隔热填料2.5～6份，水性防腐剂0.1～0.3份，水性增稠剂0.5～1份，水性消泡剂0.2～0.4份，水性分散剂0.3～0.5份，水性防霉剂0.1～0.3份，水性润湿剂0.1～0.3份，成膜助剂1～2份，去离子水20～30份。
2.根据权利要求1所述的一种水性复合隔热涂料，其特征在于：所述隔热填料是堇青石、海泡石中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种水性复合隔热涂料，其特征在于：所述水性防腐剂是1,2-苯并异噻唑啉-3-酮。
4.根据权利要求1所述的一种水性复合隔热涂料，其特征在于：所述水性增稠剂是羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种水性复合隔热涂料，其特征在于：所述水性消泡剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物。
6.根据权利要求1所述的一种水性复合隔热涂料，其特征在于：所述水性分散剂是聚乙二醇型多元醇。
7.根据权利要求1所述的一种水性复合隔热涂料，其特征在于：所述水性防霉剂是苯并咪唑氨基甲酸甲酯。
8.根据权利要求1所述的一种水性复合隔热涂料，其特征在于：所述水性润湿剂是聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、硅醇类非离子表面活性剂中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的一种水性复合隔热涂料，其特征在于：所述成膜助剂是十二碳醇脂、乙二醇丁醚，二异丙醇己二酸酯、二丙二醇丁醚的一种或几种。
10.一种水性复合隔热涂料的制备方法，其特征在于：主要包括以下步骤：
(1)将各原料按照权利要求1所要求的重量份数称取；
(2)将步骤(1)称取的去离子水、水性分散剂、水性湿润剂、水性消泡剂、水性防霉剂、水性防腐剂以500～700转/分钟的的转速在10～50℃下搅拌10～30min；
(3)再添加步骤(1)称取的金红石型钛白粉、绢云母、及经过球磨处理细化的隔热填料，以4000～6000转/分钟的转速在10～50℃下搅拌20～50min；
(4)降低转子转速到400～600转/分钟，添加步骤(1)称取的丙烯酸乳液、成膜助剂、中空玻璃微珠在10～50℃下搅拌10～30min，再加入步骤(1)称取的水性增稠剂搅拌10～30min，即得到所述的水性复合隔热涂料。
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