CN106590260A - 强拉伸节能防水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

强拉伸节能防水涂料及其制备方法，属于涂料领域。目前建筑物在使用长时间后都存在涂层开裂的现象。本发明所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料原料中各组分的重量份数为：溶剂去离子水15～18份、分散剂0.7～1份、消泡剂A0.3～0.8份、填料17～22份、纳米粉体20～25份、陶瓷纤维粉1～3份、丙烯酸乳液25～30份、消泡剂B0.3～0.8份、醇酯十二0.2～0.4份、防霉助剂0.2～0.4份、DMAE0.2～0.4份、增稠剂预混物0.1～0.3份、液体增稠剂1～1.5份。本发明通过加入陶瓷纤维粉，增强漆膜的拉伸强度，拉伸强度可达5.07MPa，零甲醛，是一种真正的节能环保涂料。

Description

强拉伸节能防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料领域，具体涉及一种强拉伸节能防水涂料及其制备方法。
背景技术
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。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。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。阳光反射型节能涂料对阳光中的红外线、可见光及紫外线均有较高的反射率，能够显著地降低暴露于太阳热辐射下的物体的表面温度，因而该类涂料迅速在石油化工行业得到应用。使用反射型绝涂料能有效地降低因太阳热辐射引起的温升，达到阻止其表面温度的升高和热传导、改善工作环境和提高安全性的目的。
目前建筑物在使用长时间后都存在涂层开裂的现象，主要是由于建筑物外层多采用混凝土、水泥砂浆抹面或者净水泥抹面，在风吹雨淋、日晒、夏热冬冷等环境因素影响下，其表面往往会出现裂缝。由于普通的涂料多采用刚性材料，不能遏制弥盖建筑物外表面的裂纹，强拉伸涂料可以弥补该缺陷。但是国内应用的强拉伸节能防水涂料主要存在以下三点问题：(1)目前来讲，太阳热反射涂层一般是采用对近红外辐射具有高反射的功能填料，尽管机械性能在一定程度上有提高，但是仍不能抵抗基材开裂的拉伸作用。(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，因此水性阳光反射型节能涂料是日后必然的趋势。(3)该类产品已开发应用多年，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、施工简便的强拉伸节能防水涂料可有效扩大其应用范围。
发明内容
本发明目的是要解决现有建筑外涂料易开裂形成裂纹的问题，提供一种强拉伸节能防水涂料及其制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种强拉伸节能防水涂料，所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料原料中各组分的重量份数为：溶剂去离子水15～18份、分散剂0.7～1份、消泡剂A0.3～0.8份、填料17～22份、纳米粉体20～25份、陶瓷纤维粉1～3份、丙烯酸乳液25～30份、消泡剂B0.3～0.8份、醇酯十二0.2～0.4份、防霉助剂0.2～0.4份、DMAE(二甲基乙醇胺)0.2～0.4份、增稠剂预混物0.1～0.3份、液体增稠剂1～1.5份。
本发明所述的强拉伸节能防水涂料，溶剂去离子水符合GB/T 6682中规定的三级水标准；所述的分散剂是由罗门哈斯OrotanTM 1850E和三聚磷酸钾按照质量比5:1均匀混合而成；所述的填料是由800目的重质碳酸钙和100～200μm的空心玻璃球按照质量比4:1均匀混合而成；所述的纳米粉体是金红石型纳米TiO2和纳米ZnO组成的混合物，其中金红石纳米TiO2与纳米ZnO的质量比为15:2，金红石型纳米TiO2和纳米ZnO的粒径分别为10～300nm。
本发明所述的强拉伸节能防水涂料，所述的消泡剂A和所述的消泡剂B均为诺普科公司的NXZ型号的消泡剂；所述的陶瓷纤维粉为硅酸铝纤维，陶瓷纤维粉的尺寸为2μm；所述的乳液为陶氏化学公司丙烯酸乳液；所述的防霉助剂陶氏化学公司防霉剂skane M-8；所述的液体增稠剂为罗门哈斯的RM-2020NPR。
本发明所述的强拉伸节能防水涂料，所述的增稠剂预混物是将亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR溶于溶剂丙二醇中，亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR与丙二醇的质量比为15：1～16:1，搅拌至无结块及沉淀为止。
本发明所述的强拉伸节能防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备浆料：按照重量份数分别称取一定质量的溶剂去离子水、分散剂、消泡剂A、填料、纳米粉体，将称量好的溶剂去离子水A及分散剂加入到分散机中，以线速度1.5m/s～2.0m/s搅拌1～3min，之后添加消泡剂A搅拌3～5min，待消泡剂A完全溶解后添加填料，并将转速提高到线速度为10～15m/s，调整pH为7.8～8.2，搅拌3～5min后，添加纳米粉体，添加完成后以线速度10～15m/s搅拌20～30min，然后将分散机转速调至线速度为1.5m/s～2.0m/s，即得到分散的浆料；此时浆料的浆液细度达到30～50μm；
步骤2、制备强拉伸节能防水涂料：按照重量份数分别称取一定质量的陶瓷纤维粉、丙烯酸乳液、消泡剂B、醇酯十二B、防霉助剂、DMAE、增稠剂预混物、液体增稠剂，首先将陶瓷纤维粉加入到步骤1制备的分散的浆料中，在搅拌速度为1.5m/s～2.0m/s的条件下搅拌3～5min，之后依次加入丙烯酸乳液、消泡剂B、醇酯十二B、防霉助剂搅拌3～5min，再添加DMAE，加入DMAE后立即加入增稠剂预混物，所述的增稠剂预混物的添加速度为20～30ml/s，最后加入液体增稠剂，所有物料添加完毕后，以1.5m/s～2.0m/s的速度搅拌20～30min，得到强拉伸节能防水涂料。
本发明所述的强拉伸节能防水涂料的制备方法，步骤1中填料的具体添加方法为：将填料均分为5份，分5次添加，能够确保填料充分分散于浆料中。
本发明所述的强拉伸节能防水涂料使用丙烯酸乳液乳液，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，有效提高涂料的半球发射率，半球发射率到达0.83以上，降低了制冷费用。
本发明所述的强拉伸节能防水涂料通过加入陶瓷纤维粉，能够大大的增强漆膜的拉伸强度，拉伸强度达到5.07±0.1MPa，从而增强了漆膜的抗开裂能力；同时添加性能优异的纳米粉体，一方面：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。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。
本发明所述的强拉伸节能防水涂料中纳米粉体是金红石型纳米TiO2和纳米ZnO组成的混合物，使用纳米级的阳光反射物质，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，使得制备强拉伸节能防水涂料具有节能的效果成为了可能。
本发明所述的强拉伸节能防水涂料，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
具体实施方式一：
一种强拉伸节能防水涂料，所述的强拉伸节能防水涂料中各组分的重量份数为：所述的强拉伸节能防水涂料原料中各组分的重量份数为：溶剂去离子水15份、分散剂0.7份、消泡剂A0.3份、填料17份、纳米粉体20份、陶瓷纤维粉1份、丙烯酸乳液25份、消泡剂B0.3份、醇酯十二0.2份、防霉助剂0.2份、DMAE0.2份、增稠剂预混物0.1份、液体增稠剂1份。
本实施方式中所述的分散剂是由罗门哈斯OrotanTM 1850E和三聚磷酸钾按照质量比5:1均匀混合而成；所述的填料是由800目的重质碳酸钙和150μm的空心玻璃球按照质量比4:1均匀混合而成；所述的纳米粉体是金红石型纳米TiO2和纳米ZnO组成的混合物，其中金红石纳米TiO2与纳米ZnO的质量比为15:2，金红石型纳米TiO2和纳米ZnO的粒径分别为50nm；所述的陶瓷纤维粉的尺寸为2μm；所述的增稠剂预混物是将亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR溶于溶剂丙二醇中，亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR与丙二醇的质量比为15：1，搅拌至无结块及沉淀为止。
本实施方式制备的涂料的拉伸强度为5.03MPa，对太阳光的半球发射率达0.91，涂料对基材进行遮盖的最小厚度为0.5mm。
具体实施方式二：
一种强拉伸节能防水涂料，所述的强拉伸节能防水涂料中各组分的重量份数为：所述的强拉伸节能防水涂料原料中各组分的重量份数为：溶剂去离子水18份、分散剂1份、消泡剂A0.8份、填料22份、纳米粉体25份、陶瓷纤维粉3份、丙烯酸乳液30份、消泡剂B0.8份、醇酯十二0.4份、防霉助剂0.4份、DMAE0.4份、增稠剂预混物0.3份、液体增稠剂1.5份。
本实施方式中所述的分散剂是由罗门哈斯OrotanTM 1850E和三聚磷酸钾按照质量比5:1均匀混合而成；所述的填料是由800目的重质碳酸钙和200μm的空心玻璃球按照质量比4:1均匀混合而成；所述的纳米粉体是金红石型纳米TiO2和纳米ZnO组成的混合物，其中金红石纳米TiO2与纳米ZnO的质量比为15:2，金红石型纳米TiO2和纳米ZnO的粒径分别为200nm；所述的陶瓷纤维粉的尺寸为2μm；所述的增稠剂预混物是将亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR溶于溶剂丙二醇中，亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR与丙二醇的质量比为16：1，搅拌至无结块及沉淀为止。
本实施方式制备的涂料的拉伸强度为5.05MPa，对太阳光的半球发射率达0.92，涂料对基材进行遮盖的最小厚度为0.5mm。
具体实施方式三：
一种强拉伸节能防水涂料，所述的强拉伸节能防水涂料中各组分的重量份数为：所述的强拉伸节能防水涂料原料中各组分的重量份数为：溶剂去离子水16份、分散剂0.8份、消泡剂A0.5份、填料20份、纳米粉体23份、陶瓷纤维粉1.5份、丙烯酸乳液28份、消泡剂B0.5份、醇酯十二0.4份、防霉助剂0.3份、DMAE0.2份、增稠剂预混物0.3份、液体增稠剂1.5份。
本实施方式中所述的分散剂是由罗门哈斯OrotanTM 1850E和三聚磷酸钾按照质量比5:1均匀混合而成；所述的填料是由800目的重质碳酸钙和200μm的空心玻璃球按照质量比4:1均匀混合而成；所述的纳米粉体是金红石型纳米TiO2和纳米ZnO组成的混合物，其中金红石纳米TiO2与纳米ZnO的质量比为15:2，金红石型纳米TiO2和纳米ZnO的粒径分别为100nm；所述的陶瓷纤维粉的尺寸为2μm；所述的增稠剂预混物是将亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR溶于溶剂丙二醇中，亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR与丙二醇的质量比为15：1，搅拌至无结块及沉淀为止。
本实施方式制备的涂料的拉伸强度为5.03MPa，对太阳光的半球发射率达0.92，涂料对基材进行遮盖的最小厚度为0.5mm。
本实施方式制备的涂料的拉伸强度为5.07MPa，对太阳光的半球发射率达0.92，涂料对基材进行遮盖的最小厚度为0.5mm。
具体实施方式四：
根据具体实施方式三所述的强拉伸节能防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备浆料：按照重量份数分别称取一定质量的溶剂去离子水、分散剂、消泡剂A、填料、纳米粉体，将称量好的溶剂去离子水A及分散剂加入到分散机中，以线速度2.0m/s搅拌3min，之后添加消泡剂A搅拌3min，待消泡剂A完全溶解后添加填料，并将转速提高到线速度为15m/s，调整pH为8，搅拌5min后，添加纳米粉体，添加完成后以线速度15m/s搅拌30min，然后将分散机转速调至线速度为2.0m/s，即得到分散的浆料；
步骤2、制备强拉伸节能防水涂料：按照重量份数分别称取一定质量的陶瓷纤维粉、丙烯酸乳液、消泡剂B、醇酯十二B、防霉助剂、DMAE、增稠剂预混物、液体增稠剂，首先将陶瓷纤维粉加入到步骤1制备的分散的浆料中，在搅拌速度为1.5m/sm/s的条件下搅拌3min，之后依次加入丙烯酸乳液、消泡剂B、醇酯十二B、防霉助剂搅拌3min，再添加DMAE，加入DMAE后立即加入增稠剂预混物，所述的增稠剂预混物的添加速度为20ml/s，最后加入液体增稠剂，所有物料添加完毕后，以1.5m/sm/s的速度搅拌30min，得到强拉伸节能防水涂料。
本实施方式中步骤1中填料的具体添加方法为：将填料均分为5份，分5次添加。
本实施方式制备的强拉伸节能防水涂料的性能如表1所示：本实施例制备的涂料的拉伸强度为5.07MPa，对太阳光的半球发射率达0.92，涂料对基材进行遮盖的最小厚度为0.5mm。
本实施方式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。
本实施方式制备的强拉伸节能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。
表1强拉伸节能防水涂料的性能

Claims (10)

1.一种强拉伸节能防水涂料，其特征在于：所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料原料中各组分的重量份数为：溶剂去离子水15～18份、分散剂0.7～1份、消泡剂A0.3～0.8份、填料17～22份、纳米粉体20～25份、陶瓷纤维粉1～3份、丙烯酸乳液25～30份、消泡剂B0.3～0.8份、醇酯十二0.2～0.4份、防霉助剂0.2～0.4份、DMAE0.2～0.4份、增稠剂预混物0.1～0.3份、液体增稠剂1～1.5份。
2.根据权利要求1所述的强拉伸节能防水涂料，其特征在于：所述的分散剂是由罗门哈斯OrotanTM 1850E和三聚磷酸钾按照质量比5:1均匀混合而成。
3.根据权利要求1或2所述的强拉伸节能防水涂料，其特征在于：所述的填料是由800目的重质碳酸钙和100～200μm的空心玻璃球按照质量比4:1均匀混合而成。
4.根据权利要求1或2所述的强拉伸节能防水涂料，其特征在于：所述的纳米粉体是金红石型纳米TiO2和纳米ZnO组成的混合物，其中金红石纳米TiO2与纳米ZnO的质量比为15:2，金红石型纳米TiO2和纳米ZnO的粒径分别为10～300nm。
5.根据权利要求1或2所述的强拉伸节能防水涂料，其特征在于：所述的陶瓷纤维粉的尺寸为2μm。
6.根据权利要求1或2所述的强拉伸节能防水涂料，其特征在于：所述的增稠剂预混物是将亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR溶于溶剂丙二醇中，亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR与丙二醇的质量比为15∶1～16:1，搅拌至无结块及沉淀为止。
7.根据权利要求1所述的强拉伸节能防水涂料，其特征在于：所述的强拉伸节能防水涂料原料中各组分的重量份数为：溶剂去离子水15份、分散剂0.7份、消泡剂A0.3份、填料17份、纳米粉体20份、陶瓷纤维粉1份、丙烯酸乳液25份、消泡剂B0.3份、醇酯十二0.2份、防霉助剂0.2份、DMAE0.2份、增稠剂预混物0.1份、液体增稠剂1份。
8.根据权利要求1所述的强拉伸节能防水涂料，其特征在于：所述的强拉伸节能防水涂料原料中各组分的重量份数为：溶剂去离子水18份、分散剂1份、消泡剂A0.8份、填料22份、纳米粉体25份、陶瓷纤维粉3份、丙烯酸乳液30份、消泡剂B0.8份、醇酯十二0.4份、防霉助剂0.4份、DMAE0.4份、增稠剂预混物0.3份、液体增稠剂1.5份。
9.一种权利要求1-8之一所述的强拉伸节能防水涂料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、制备浆料：按照重量份数分别称取一定质量的溶剂去离子水、分散剂、消泡剂A、填料、纳米粉体，将称量好的溶剂去离子水A及分散剂加入到分散机中，以线速度1.5m/s～2.0m/s搅拌1～3min，之后添加消泡剂A搅拌3～5min，待消泡剂A完全溶解后添加填料，并将转速提高到线速度为10～15m/s，调整pH为7.8～8.2，搅拌3～5min后，添加纳米粉体，添加完成后以线速度10～15m/s搅拌20～30min，然后将分散机转速调至线速度为1.5m/s～2.0m/s，即得到分散的浆料；
步骤2、制备强拉伸节能防水涂料：按照重量份数分别称取一定质量的陶瓷纤维粉、丙烯酸乳液、消泡剂B、醇酯十二B、防霉助剂、DMAE、增稠剂预混物、液体增稠剂，首先将陶瓷纤维粉加入到步骤1制备的分散的浆料中，在搅拌速度为1.5m/s～2.0m/s的条件下搅拌3～5min，之后依次加入丙烯酸乳液、消泡剂B、醇酯十二B、防霉助剂搅拌3～5min，再添加DMAE，加入DMAE后立即加入增稠剂预混物，所述的增稠剂预混物的添加速度为20～30ml/s，最后加入液体增稠剂，所有物料添加完毕后，以1.5m/s～2.0m/s的速度搅拌20～30min，得到强拉伸节能防水涂料。
10.根据权利要求9所述的强拉伸节能防水涂料的制备方法，其特征在于：步骤1中填料的具体添加方法为：将填料均分为5份，分5次添加。
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