CN106032448B - 高弹性屋面隔热涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种高弹性屋面隔热涂料，由水、遮盖乳液、弹性乳液、颜料、填料、助剂制备而成。本发明高弹性屋面隔热涂料具有低VOC、超强的耐候性和耐沾污性、优异的弹性伸长率和粘结强度、施工性佳、防水性好，耐候性好，适于现行各类金属屋面的防水和节能，特别适用于金属屋面的维修，大大降低金属屋面的维修成本，延长建筑物屋面使用寿命的无光污染的环境友好型涂料。本发明还公开了该高弹性屋面涂料的制备方法。

Description

高弹性屋面隔热涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高弹性屋面隔热涂料及其制备方法，属于既有屋面的节能、防水改造涂料领域，特别涉及高弹性屋面隔热涂料及其制备方法。

背景技术

目前，市场上应用的丙烯酸屋面防水涂料的防水效果与涂膜厚度成一定的正比关系，而实际施工时往往为节约成本其厚度不会做很厚，再加上该类产品与金属屋面的附着力差，经常出现渗水漏雨的问题，屋面渗漏不仅直接影响人们的生产、生活，而且雨水侵入后，使屋面潮湿，长时间后将导致结构病害,甚至发生危险。

冷屋面涂料技术是一种简单有效的屋面保护和维修方法，特别针对金属屋面维修，无需重新安装新防水卷材，特色设计的聚合物，与金属基材有优异的附着力，提供防锈性能，易于金属屋面维护翻新，降低整体维护成本，无缝隙涂层，不产生固体废弃物。具备防水性能，完好地解决渗漏问题，可保护金属基材延长至少5～10年的屋面使用寿命。

为克服屋面防水涂料的种种不足，近年来在美国，“冷”屋面正在快速崛起成为主流屋面系统，据统计，冷屋面涂料可减少每年5～25％的能源费用支出，降低周围环境温度和雾霾形成，减少热岛效应，延缓全球温室效应(100m²的冷屋面可以减少10吨的CO₂的排放)。尤其是在炎热地区，其优良的反射率可以为环境做贡献，也可以降低费用，“冷”屋面能减轻空调负荷得到美国采暖、制冷、空调工程师协会的承认，并得到了大力推广。

近年来，国内市场对反射节能防水屋面涂料系统(冷屋面涂料)的需求不断增长，这种需求大多来自于国家节能和保护环境政策的导向和业主对控制能源支出及屋面防水质量的重视，导致该产品需求具有很大的市场发展空间。施工方便、VOC含量低、高效节能的防水涂料越来越受市场消费者的青睐。预计该类产品每年市场将以50％以上的发展速度增长，10年后整体市场容量将在50～100亿左右。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种环保型、易于既有屋面防水改造的高弹性屋面隔热涂料，其优异的弹性伸长率和粘结强度赋予产品卓越的屋面防水性能，防护性能长达10年以上，特别适用于现行大跨度金属屋面的防水和节能，延展建筑物屋面寿命，以解决现有屋面易漏水的现象。同时，该高弹性屋面隔热涂料具有反射太阳光中250nm～2500nm产生热量的光线，从而降低屋面的表面温度，最终降低室内温度，起到节能效果。

本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种上述高弹性屋面隔热涂料的制备方法。

本发明以乳液、钛白粉为主要原料，配以各种助剂和填料经物理研磨分散制成的，使用时涂覆于屋面表面，能通过长期反射太阳辐射红外波段的能量来达到降低建筑屋面表面温度，有效降低夏季室内温度可达10摄氏度以上，减少空调能耗和二氧化碳排放量。

本发明除易施工、可保证涂膜性能外，主要是无光污染现象、也可调配各种颜色(如对隔热要求不高)，装饰性能优越，美化城市鸟瞰形象。大面积城区推广将保护环境和降低大城市中的热岛效应作用。适用于既有建筑物的屋面节能防水改造。

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

高弹性屋面隔热涂料，由以下按重量份的原料制备而成：

在本发明的一个优选实施例中，所述遮盖乳液选自优创UE乳液。

在本发明的一个优选实施例中，所述弹性乳液选自弹性纯丙乳液。

在本发明的一个优选实施例中，所述的助剂选自分散剂、消泡剂、成膜助剂、防腐剂、增稠剂中的一种或两种以上的混合。

在本发明的一个优选实施例中，所述颜料采用耐候性好、易分散的金红石型钛白粉，例如美国杜邦的R-902+、R-706、科美基的CR-828。

在本发明的一个优选实施例中，所述填料采用重质碳酸钙、高岭土、沉淀硫酸钡的一种或两种以上的组合。

在本发明的一个优选实施例中，所述的助剂为分散剂，其用量为涂料重量的0.5％～2％。所述分散剂一般选用钠盐类、也可选用耐水性好的氨盐类分散剂。本发明优选用了陶氏的特好散TM快易或特好散TM731A等。

在本发明的一个优选实施例中，所述的助剂为消泡剂，鉴于弹性涂料易起泡，且消泡难，可采用硅油类消泡剂和用于厚浆类弹性涂料的有机硅类消泡剂。所述消泡剂的用量为涂料重量0.3％～0.5％。这里的消泡剂选用旭电化的B-943和有机硅类的B-199等。

作为本发明第二方面的高弹性屋面隔热涂料制备方法，包括如下步骤：

(1)将水、部分助剂按重量比低速搅拌混合均匀后，加入颜料、填料进行高速分散，高速分散的时间不少于45min，分散过程中控制浆料温度不超过50℃，确保浆料细度达到规定的指标要求；

(2)将步骤(1)制备的符合要求的-浆料投入调合槽，在中速搅拌状态下按重量比投入遮盖乳液和弹性乳液，并搅拌混合均匀；

(3)投入剩余助剂，中速搅拌状态下继续搅拌不少于10min，测试粘度并根据要求进行粘度调节，每次粘度调节搅拌时间不少于10min；

(4)将内控指标测试合格的涂料按规定的包装要求过滤包装。

在本发明的一个优选实施例中，步骤(1)中，所述高速分散的转速为1500转/分钟。在本发明的一个优选实施例中，步骤(2)和(3)中，所述中速搅拌的转速为600～800转/分钟。

在本发明的一个优选实施例中，步骤(3)中，所述粘度调节采用助剂中的增稠剂进行粘度调节。

本发明的有益效果：

该涂料具有低VOC、超强的耐候性和耐沾污性、优异的弹性伸长率和粘结强度、施工性佳、防水性好，耐候性好，适于现行大跨度金属屋面的防水和节能，解决了传统屋面防水涂料漏水漏雨、与金属屋面附着力差的特点，可通过1000h耐人工老化性试验后涂膜是否粉化来进行表征，延长建筑物屋面寿命的无光污染的环境友好型涂料。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1：乳液的选择

乳液是成膜物质中最重要的组成部分，耐水、耐酸碱性、抗紫外线能力、耐沾污等直接影响了涂膜的保护性能与持久装饰性；兼顾反射隔热涂料的作用机理，所选择的基料还需具有透明度、折射率高、不含吸热基团、对可见光和近光红外吸收较少的丙烯酸树脂。通过对常用的树脂的紫外光、可见光、近红外光平均反射率的分析比较，加之本发明设计的是可用于金属屋面上，要求具有高弹防水作用的涂料，因此弹性乳液选用弹性纯丙乳液。

优创UE乳液具有一定的遮盖能力，能代替一部分颜料，同时其特有的空心球结构，又具有隔热反射的效果，所以本发明配方中也添加了一部分。

耐沾污对太阳反射比变化率的影响：

影响涂料耐沾污的因素很多，其中乳液起着决定性作用。本实验通过对不同弹性乳液进行实验，综合各项技术指标，筛选出合适的弹性乳液，不同乳液、不同耐沾污性对太阳反射比的影响见表1：

表1：耐沾污性对太阳反射比变化影响的对比测试结果

表1中的弹性乳液1为EC-1791，弹性乳液2为NX3250，弹性乳液3为HS88，弹性乳液4为RS-9161。

由表1可以看出，随着耐沾污数值的上升，污染后太阳光反射比变化率逐渐增大。当耐沾污超过20％时，弹性反射隔热涂料的污染后的太阳光反射比就不符合JG/T 235-2014《建筑反射隔热涂料》标准的技术要求。根据以上的结果，综合弹性、抗污性、附着力、遮盖力、初期耐水性等指标，本发明选择了弹性乳液1为弹性纯丙乳液作为弹性隔热屋面涂料的主要基料。

实施例2：

颜料和填料的选择

通过大量实验证明，使用钛白粉6.5～7.5％，重钙、沉淀硫酸钡、高岭土三种填料33～35％即能满足遮盖力和JG/T 375-2012《金属屋面丙烯酸高弹防水涂料》对热、浸水、酸处理以及太阳反射比和半球发射率的要求。部分实验结果见表2、表3。

表2：部分实验

实验编号	1#	2#	3#
				钛白粉902+(w/％)	7	7	7
重钙(w/％)	35	15	10
				高岭土(w/％)	——	8	13.5
硫酸钡(w/％)	——	8	10

表3：实验结果

从实验结果看填料只添加重钙的酸处理不通过(重钙会与酸起反应)，添加了高岭土及沉淀硫酸钡后酸处理提高了，在结合标准中要求固含量≥65％，所以选择配方3#中的颜料和填料配方应用于本发明弹性隔热屋面涂料中。

实施例3.弹性隔热屋面涂料与普通涂料进行对比

3.1配比：以重量计

水71.5份，优创UE乳液55份，EC-1791乳液440份，R-902+金红石型钛白粉70份，重钙100份，高岭土135份，沉淀硫酸钡100份，分散剂5份，B-943消泡剂2份、B-199消泡剂1份,丙二醇10份，成膜助剂4份、漆膜防霉剂5份、增稠剂1.5份。

3.2制备方法

(1)将水71.5份、分散剂5份，B-943消泡剂2份、丙二醇10份，成膜助剂4份，按重量比在转速为600转/分钟低速搅拌混合均匀后，加入美国杜邦的R-902+金红石型钛白粉70份、重钙100份，高岭土135份，沉淀硫酸钡100份进行在1500转/分钟高速分散，高速分散的时间不少于45min，分散过程中控制浆料温度不超过50℃，确保浆料细度达到规定的指标要求；

(2)将步骤(1)制备的符合要求的浆料投入调合槽，在中速搅拌状态下按重量比投入优创UE乳液55份和EC-1791乳液440份，并搅拌混合均匀；

(3)投入B-199消泡剂1份、漆膜防霉剂5份、增稠剂1.5份。在转速为800转/分钟中速搅拌状态下继续搅拌不少于10min，测试粘度并根据要求用聚氨酯增稠剂进行粘度调节，每次粘度调节搅拌时间不少于10min；

(4)将内控指标测试合格的涂料按规定的包装要求过滤包装。

3.3制好的弹性隔热屋面涂料送检，国家检验报告如下：

表4 国家建筑工程材料质量监督检验中心检验报告

由表4可以看出弹性隔热屋面涂料的检测项目较多，而普通的弹性涂料吸水性较高，耐沾污性不一定能达到要求，且太阳反射比和半球发射率达不到要求；普通的高档外墙涂料太阳反射比和半球发射率能达到要求，但不具备弹性的要求。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (11)

1.高弹性屋面隔热涂料，其特征在于，由以下按重量份的原料制备而成：

所述遮盖乳液选自优创UE乳液；

所述弹性乳液选自EC-1791；

所述颜料采用金红石型钛白粉；

所述填料采用重质碳酸钙、高岭土、沉淀硫酸钡三种的组合。

2.如权利要求1所述的高弹性屋面隔热涂料，其特征在于，所述的助剂选自分散剂、消泡剂、成膜助剂、防腐剂、增稠剂中的一种或两种以上的混合。

3.如权利要求2所述的高弹性屋面隔热涂料，其特征在于，所述的分散剂用量为涂料重量的0.5％～2％。

4.如权利要求2所述的高弹性屋面隔热涂料，其特征在于，所述分散剂选用钠盐类分散剂或铵盐类分散剂。

5.如权利要求2所述的高弹性屋面隔热涂料，其特征在于，所述的消泡剂采用硅油类消泡剂。

6.如权利要求2所述的高弹性屋面隔热涂料，其特征在于，所述的消泡剂采用有机硅类消泡剂。

7.如权利要求2所述的高弹性屋面隔热涂料，其特征在于，所述消泡剂的用量为涂料重量0.3％～0.5％。

8.权利要求1至7任一项权利要求所述的高弹性屋面隔热涂料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将水、部分助剂按重量比低速搅拌混合均匀后，加入颜料、填料进行高速分散，高速分散的时间不少于45min，分散过程中控制浆料温度不超过50℃，确保浆料细度达到规定的指标要求；

(2)将步骤(1)制备的符合要求的浆料投入调合槽，在中速搅拌状态下按重量比投入遮盖乳液和弹性乳液，并搅拌混合均匀；

(3)投入剩余助剂，中速搅拌状态下继续搅拌不少于10min，测试粘度并根据要求进行粘度调节，每次粘度调节搅拌时间不少于10min；

(4)将内控指标测试合格的涂料按规定的包装要求过滤包装。

9.如权利要求8所述的高弹性屋面隔热涂料制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述高速分散的转速为1500转/分钟。

10.如权利要求8所述的高弹性屋面隔热涂料制备方法，其特征在于，步骤(2)和(3)中，所述中速搅拌的转速为600～800转/分钟。

11.如权利要求8所述的高弹性屋面隔热涂料制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述粘度调节采用助剂中的增稠剂进行粘度调节。