CN106752556A - 一种纳米隔热外墙涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纳米隔热外墙涂料及其制备方法，包括以下重量份数的组分：树脂合成乳液25～40份，粉体30～45份，助剂3～5份，水20～30份，纳米隔热外墙涂料通过先将水加入搅拌釜内保持低速搅拌，然后加入部分助剂混合均匀，再加入粉体，并提高搅拌釜转速使其分散，再降低搅拌釜转速后，依次加入树脂混合乳液和另外一部分助剂，添加增稠剂调节至所需粘度，即制得纳米隔热外墙涂料。与现有技术相比，本发明具有优异的隔热保温、耐水性和耐玷污性能等。

Description

一种纳米隔热外墙涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种外墙涂料，尤其是涉及一种纳米隔热外墙涂料及其制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对环保意识以及节能有一定的需求，加上政策的鼓励，外墙基本上都是先做保温，再做涂料。建筑外墙隔热涂料按其隔热机理分为：1)增加外墙的热阻以阻隔和降低热传导和热对流的阻隔性涂料；2)反射可见光和红外光以降低外墙温度的反射型隔热涂料；3)通过辐射的形式将外墙吸收的太阳光与热量发射到外界的辐射型涂料。以上三种机理的隔热涂料各有其优点，目前应用最广泛的隔热涂料有膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、漂珠、粉煤灰、硅藻土、石棉、矿棉、硅酸铝纤维等。而现有的外墙隔热材料存在或多或少的弊端，如隔热性不好、涂层断裂伸长率小、易起皮、机械强度小、防水效果和耐磨性差，这些都大大影响了保温隔热效果，此外，现有的保温隔热层的通常都比较厚，不仅施工不大方便，耗料多，不利于环保节能。

中国专利201010550771.X公开了一种纳米改性外墙隔热涂料，它是由32.5％纯净水，0.6％分散剂，2％的润湿剂，0.3％的消泡剂，10％的中空玻化微珠，5％的海泡石，3％的绢云母，0.1％的pH值调节剂，1％成膜助剂，1.5％丙二醇，5％纳米改性不透明聚合物，30％纳米改性硅丙乳液，0.8％增稠剂，按重量百分比配制而成。该专利的中空玻化微珠等对波长较短的红外线以及红光等的反射效果较差，从而导致整个太阳光的反射比较低，隔热效果不理想。

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而提供一种纳米隔热外墙涂料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种纳米隔热外墙涂料，包括以下重量份数的组分：

所述的树脂混合乳液由纯丙乳液和改性硅丙乳液按质量比(2～3):1混合而成；

所述的纯丙乳液的固含量为35％，乳液粒径为0.1～0.2μm，乳液粘度为300～1500，检测条件为：在25℃的条件下，用树脂粘度仪中的3#转子以60rpm的转速所测得示数；

所述的改性硅丙乳液的固含量为47％，乳液粒径为0.1～0.2μm，硅含量为8％，乳液粘度为1000～4000，检测条件为：在25℃的条件下，用树脂粘度仪中的3#转子以30rpm的转速所测得示数。

所述的改性硅丙乳液通过往硅丙乳液中添加增塑剂搅拌混合而成，所述的增塑剂的添加量为硅丙乳液的1～2％。

所述的粉体包括以下重量份数的组分：钛白粉18～22份，高岭土5～15份，重钙6～10份。

所述的钛白粉为粒径700nm的纳米金红石型钛白粉。

所述的陶瓷微珠的粒径为15～20μm。

所述的助剂包括以下重量份数的组分：成膜助剂0.2～0.4份，丙二醇0.5～1.5份，润湿剂0.1～0.3份，中和胺0.1～0.3份，杀菌剂0.4～0.6份，消泡剂0.2～0.4份，碱溶胀增稠剂0.5～1.5份。

所述的成膜助剂为醇酯十二，所述的中和胺为AMP-95，所述的消泡剂为聚二甲基硅氧烷，所述的碱溶胀增稠剂为缔合型碱溶胀增稠剂DR-72。

一种纳米隔热外墙涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份数称取20～30份水置于搅拌釜中，保持低速搅拌，并将成膜助剂0.2～0.4份，丙二醇0.5～1.5份，润湿剂0.1～0.3份，中和胺0.1～0.3份，杀菌剂0.4～0.6份和1/2剂量的消泡剂依次投入搅拌釜中，搅拌均匀；

(2)再称取30～45份粉体和8～10份陶瓷微珠加入搅拌釜中，并提高搅拌釜转速，高速搅拌使其分散均匀；

(3)降低搅拌釜转速并投加25～40份树脂混合乳液，待搅拌均匀后加入剩余1/2剂量的消泡剂，再缓慢加入0.5～1.5份增稠剂调节粘度，即得到隔热外墙涂料；

上述步骤均是在常温常压下进行的。

步骤(1)中所述的低速搅拌的转速为300～600转/分；

步骤(2)中所述的高速搅拌的转速为1200～1600转/分，搅拌时间为15～60min；

步骤(3)中搅拌釜的转速降至500～600转/分。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明的树脂混合乳液为纯丙乳液和改性硅丙乳液的混合乳液，将纯丙乳液优异的耐候性等和硅丙乳液的高耐水性等结合起来，形成综合性能优异的涂料；但是，纯丙乳液和硅丙乳液的玻璃化转变温度差异较大，进而成膜温度差异也较大，当温度在两者的玻璃化转变温度之间，容易导致混合乳液成膜时部分乳液成膜，另外部分却没有，从而使得成膜结构性差异较大，极易皲裂。因而，本发明采用改性硅丙乳液，通过加入增塑剂降低了硅丙乳液的玻璃化转变温度，使得其与纯丙乳液的玻璃化转变温度接近，使得乳液的成膜性能更加均匀，使得乳液成膜结构均匀，对太阳光的反射效果更好。

2)本发明通过采用陶瓷微珠和纳米金红石型钛白粉复合反射红外线，纳米级的钛白粉不仅能作为涂料的成型剂的一部分，还能与陶瓷微珠组成结构致密的涂料层骨架，有效的弥补了陶瓷微珠对波长较小的红光或红外线反射效果较差的缺陷。

3)成本低廉、工艺简单、环保性好：本发明制备的隔热外墙涂料的制备工艺简单，设备普遍易得，原料均能直接购得，成本较低，用于涂镀外墙时，涂料层的厚度仅需100～150μm左右，能在节省用料的同时又保证其优异的隔热保温功能。

4)综合性能优异：本发明的采用的助剂均充分考虑了其相互之间以及与混合乳液之间的作用，不会发生排斥反应等，制得的涂料性能稳定。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

以下实施例中所采用的助剂为：成膜助剂采用醇酯十二，丙二醇用BS-12，润湿剂用RA-80，中和胺用AMP-95，杀菌剂用FA-34，消泡剂用聚二甲基硅氧烷，增稠剂用缔合型碱溶胀增稠剂DR-72。

实施例1

一种纳米隔热外墙涂料，包括以下重量份数的组分：树脂混合乳液25份，钛白粉18份，高岭土5份，重钙7份，陶瓷微珠8份，成膜助剂0.2份，丙二醇1.5份，润湿剂0.1份，中和胺0.1份，杀菌剂0.4份，消泡剂0.2份，碱溶胀增稠剂0.5份，水25份。钛白粉为粒径700nm的纳米金红石型钛白粉，陶瓷微珠的粒径为15～20μm。树脂混合乳液由纯丙乳液和改性硅丙乳液按质量比3:1混合而成，纯丙乳液的固含量为35％，乳液粒径为0.1～0.2μm，乳液粘度为300，检测条件为：3#.60rpm，25℃，改性硅丙乳液的固含量为47％，乳液粒径为0.1～0.2μm，硅含量为8％，乳液粘度为2500，检测条件为：3#.30rpm，25℃。改性硅丙乳液通过往硅丙乳液中添加增塑剂搅拌混合而成，增塑剂的添加量为硅丙乳液的1％。

一种纳米隔热外墙涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份数称取25份水置于搅拌釜中，保持300转/分的转速低速搅拌，并将成膜助剂0.2份，丙二醇1.5份，润湿剂0.1份，中和胺0.1份，杀菌剂0.4份和0.1份消泡剂依次投入搅拌釜中，搅拌均匀；

(2)再称取30份粉体和8份陶瓷微珠加入搅拌釜中，并提高搅拌釜转速至为1200转/分，高速搅拌60min使其分散均匀；

(3)降低搅拌釜转速至500转/分并投加25份树脂混合乳液，待搅拌均匀后加入剩余0.1份消泡剂，再缓慢加入0.5份增稠剂调节粘度，即得到隔热外墙涂料；

上述步骤均是在常温常压下进行的。

实施例2

一种纳米隔热外墙涂料，包括以下重量份数的组分：树脂混合乳液40份，钛白粉22份，高岭土13份，重钙10份，陶瓷微珠10份，成膜助剂0.3份，丙二醇0.5份，润湿剂0.2份，中和胺0.2份，杀菌剂0.5份，消泡剂0.3份，碱溶胀增稠剂1份，水30份。钛白粉为粒径700nm的纳米金红石型钛白粉，陶瓷微珠的粒径为15～20μm。树脂混合乳液由纯丙乳液和改性硅丙乳液按质量比2:1混合而成，纯丙乳液的固含量为35％，乳液粒径为0.1～0.2μm，乳液粘度为1500，检测条件为：3#.60rpm，25℃，改性硅丙乳液的固含量为47％，乳液粒径为0.1～0.2μm，硅含量为8％，乳液粘度为1000，检测条件为：3#.30rpm，25℃。改性硅丙乳液通过往硅丙乳液中添加增塑剂搅拌混合而成，增塑剂的添加量为硅丙乳液的2％。

一种纳米隔热外墙涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份数称取30份水置于搅拌釜中，保持600转/分的转速低速搅拌，并将成膜助剂0.3份，丙二醇0.5份，润湿剂0.2份，中和胺0.2份，杀菌剂0.5份和0.15份消泡剂依次投入搅拌釜中，搅拌均匀；

(2)再称取45份粉体和10份陶瓷微珠加入搅拌釜中，并提高搅拌釜转速至为1600转/分，高速搅拌15min使其分散均匀；

(3)降低搅拌釜转速至600转/分并投加40份树脂混合乳液，待搅拌均匀后加入剩余0.15份消泡剂，再缓慢加入1份增稠剂调节粘度，即得到隔热外墙涂料；

上述步骤均是在常温常压下进行的。

实施例3

一种纳米隔热外墙涂料，包括以下重量份数的组分：树脂混合乳液30份，钛白粉20份，高岭土15份，重钙6份，陶瓷微珠9份，成膜助剂0.4份，丙二醇1.5份，润湿剂0.3份，中和胺0.3份，杀菌剂0.6份，消泡剂0.4份，碱溶胀增稠剂1.5份，水25份。钛白粉为粒径700nm的纳米金红石型钛白粉，陶瓷微珠的粒径为15～20μm。树脂混合乳液由纯丙乳液和改性硅丙乳液按质量比2.5:1混合而成，纯丙乳液的固含量为35％，乳液粒径为0.1～0.2μm，乳液粘度为900，检测条件为：3#.60rpm，25℃，改性硅丙乳液的固含量为47％，乳液粒径为0.1～0.2μm，硅含量为8％，乳液粘度为4000，检测条件为：3#.30rpm，25℃。改性硅丙乳液通过往硅丙乳液中添加增塑剂搅拌混合而成，增塑剂的添加量为硅丙乳液的1.5％。

一种纳米隔热外墙涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份数称取25份水置于搅拌釜中，保持450转/分的转速低速搅拌，并将成膜助剂0.4份，丙二醇1.5份，润湿剂0.3份，中和胺0.3份，杀菌剂0.6份和0.2份消泡剂依次投入搅拌釜中，搅拌均匀；

(2)再称取41份粉体和9份陶瓷微珠加入搅拌釜中，并提高搅拌釜转速至为1400转/分，高速搅拌40min使其分散均匀；

(3)降低搅拌釜转速至550转/分并投加30份树脂混合乳液，待搅拌均匀后加入剩余0.2份消泡剂，再缓慢加入1.5份增稠剂调节粘度，即得到隔热外墙涂料；

上述步骤均是在常温常压下进行的。

实施例4

一种纳米隔热外墙涂料，包括以下重量份数的组分：树脂混合乳液35份，钛白粉20份，高岭土10份，重钙8份，陶瓷微珠9份，成膜助剂0.3份，丙二醇1份，润湿剂0.2份，中和胺0.2份，杀菌剂0.5份，消泡剂0.3份，碱溶胀增稠剂1份，水25份。钛白粉为粒径700nm的纳米金红石型钛白粉，陶瓷微珠的粒径为15～20μm。树脂混合乳液由纯丙乳液和改性硅丙乳液按质量比2.8:1混合而成，纯丙乳液的固含量为35％，乳液粒径为0.1～0.2μm，乳液粘度为800，检测条件为：3#.60rpm，25℃，改性硅丙乳液的固含量为47％，乳液粒径为0.1～0.2μm，硅含量为8％，乳液粘度为1800，检测条件为：3#.30rpm，25℃。改性硅丙乳液通过往硅丙乳液中添加增塑剂搅拌混合而成，增塑剂的添加量为硅丙乳液的1.2％。

一种纳米隔热外墙涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份数称取25份水置于搅拌釜中，保持450转/分的转速低速搅拌，并将成膜助剂0.3份，丙二醇1份，润湿剂0.2份，中和胺0.2份，杀菌剂0.5份和0.15份消泡剂依次投入搅拌釜中，搅拌均匀；

(2)再称取38份粉体和9份陶瓷微珠加入搅拌釜中，并提高搅拌釜转速至为1400转/分，高速搅拌35min使其分散均匀；

(3)降低搅拌釜转速至550转/分并投加35份树脂混合乳液，待搅拌均匀后加入剩余0.15份消泡剂，再缓慢加入1份增稠剂调节粘度，即得到隔热外墙涂料；

上述步骤均是在常温常压下进行的。

对实施例1～4制得的隔热外墙涂料测试性能，隔热性能的测试标准为GB/T25261-2010，，具体结果如表1所示。

表1隔热外墙涂料的性能

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纳米隔热外墙涂料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：

2.根据权利要求1所述的一种纳米隔热外墙涂料，其特征在于，所述的树脂混合乳液由纯丙乳液和改性硅丙乳液按质量比(2～3):1混合而成；

所述的纯丙乳液的固含量为35％，乳液粒径为0.1～0.2μm，乳液粘度为300～1500，检测条件为：3#.60rpm，25℃；

所述的改性硅丙乳液的固含量为47％，乳液粒径为0.1～0.2μm，硅含量为8％，乳液粘度为1000～4000，检测条件为：3#.30rpm，25℃。

3.根据权利要求2所述的一种纳米隔热外墙涂料，其特征在于，所述的改性硅丙乳液通过往硅丙乳液中添加增塑剂搅拌混合而成，所述的增塑剂的添加量为硅丙乳液的1～2％。

4.根据权利要求1所述的一种纳米隔热外墙涂料，其特征在于，所述的粉体包括以下重量份数的组分：钛白粉18～22份，高岭土5～15份，重钙6～10份。

5.根据权利要求4所述的一种纳米隔热外墙涂料，其特征在于，所述的钛白粉为粒径700nm的纳米金红石型钛白粉。

6.根据权利要求1所述的一种纳米隔热外墙涂料，其特征在于，所述的陶瓷微珠的粒径为15～20μm。

7.根据权利要求1所述的一种纳米隔热外墙涂料，其特征在于，所述的助剂包括以下重量份数的组分：成膜助剂0.2～0.4份，丙二醇0.5～1.5份，润湿剂0.1～0.3份，中和胺0.1～0.3份，杀菌剂0.4～0.6份，消泡剂0.2～0.4份，碱溶胀增稠剂0.5～1.5份。

8.根据权利要求7所述的一种纳米隔热外墙涂料，其特征在于，所述的成膜助剂为醇酯十二，所述的中和胺为AMP-95，所述的消泡剂为聚二甲基硅氧烷，所述的碱溶胀增稠剂为缔合型碱溶胀增稠剂DR-72。

9.一种如权利要求7所述的纳米隔热外墙涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按重量份数称取20～30份水置于搅拌釜中，保持低速搅拌，并将成膜助剂0.2～0.4份，丙二醇0.5～1.5份，润湿剂0.1～0.3份，中和胺0.1～0.3份，杀菌剂0.4～0.6份和1/2剂量的消泡剂依次投入搅拌釜中，搅拌均匀；

(2)再称取30～45份粉体和8～10份陶瓷微珠加入搅拌釜中，并提高搅拌釜转速，高速搅拌使其分散均匀；

(3)降低搅拌釜转速并投加25～40份树脂混合乳液，待搅拌均匀后加入剩余1/2剂量的消泡剂，再缓慢加入0.5～1.5份增稠剂调节粘度，即得到隔热外墙涂料；

上述步骤均是在常温常压下进行的。

10.根据权利要求9所述的一种纳米隔热外墙涂料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的低速搅拌的转速为300～600转/分；

步骤(2)中所述的高速搅拌的转速为1200～1600转/分，搅拌时间为15～60min；

步骤(3)中搅拌釜的转速降至500～600转/分。