CN106928779A - 一种节能墙体涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能墙体涂料及其制备方法，涉及节能材料技术领域，包括：天然橡胶、EVA乳液、改性丙烯酸酯乳液、纳米粒子、洋甘菊精油、活性填料、成膜助剂、防冻剂、分散剂、阻燃物、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和去离子水，制备方法为：（1）、制备成膜助剂；（2）、制备纳米粉体均匀分散的改性乳液；（3）、制备涂料。本发明用于墙体上具有节能环保作用，隔热保温效果好、防水防火性能显著。

Description

一种节能墙体涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及节能材料技术领域，具体涉及一种节能墙体涂料及其制备方法。
背景技术
建筑为耗能大户，在目前能源紧张的形势下，节能降耗迫在眉睫。目前，我国正处在房屋建筑的高峰时期，在采暖、空调、通风炊事、照明、热水供应等方面要不断消耗大量能源。但至今我国城乡既有的约400亿m2（其中城市约140亿m2）建筑中，只有在城市的3.2亿m2房屋可算是节能建筑，其余无论从建筑维护结构，还是采暖空调系统来看，都属于高耗能建筑。
节能墙体涂料在与建筑物的维护结构复合后，可使建筑达到保温、隔热和防水的目的。另外，因其经济和使用方便等优点而越来越受到广大用户的欢迎和青睐。目前，建筑物墙体涂料是以普通弹性丙烯酸乳液为成膜物的涂料，这种涂料的缺点是：（1）、防水性能不足，导致墙体容易发霉，需要经常清理或者更换；（2）、当外界环境温差变大时，饰面层的涂膜会发生开裂，进而造成保温层的开裂，从而影响了建筑物外墙整个保温体系的使用寿命；（3）、普通弹性丙烯酸乳液形成的涂膜耐沾污性较差，还会影响建筑物的外观且现有的隔热保温涂料。
发明内容
本发明的目的是提供一种节能墙体涂料及其制备方法，用于墙体上具有节能环保作用，隔热保温效果好、防水防火性能显著。
本发明提供了如下的技术方案：一种节能墙体涂料，包括以下份计的原料：天然橡胶50~60份、EVA乳液30~40份、改性丙烯酸酯乳液20~30份、纳米粒子20~30份、洋甘菊精油10~15份、活性填料10~15份、成膜助剂2~6份、防冻剂2~4份、分散剂1~4份、阻燃物1~4份、阳离子表面活性剂1~3份、阴离子表面活性剂1~3份和去离子水50~60份；
所述成膜助剂按重量份计包括硅丙乳液0.3~0.4份、尼泊金乙酯0.3~0.35份、氟硅酸钠0.2~0.25份、季戊四醇0.1~0.12份、二月桂酸二丁基锡0.06~0.08份、微粉硅胶0.02~0.04份、三甲基苄基氯化铵0.02~0.04份和蒸馏水2~6份。
优选地，包括以下份计的原料：天然橡胶55份、EVA乳液35份、改性丙烯酸酯乳液25份、纳米粒子25份、洋甘菊精油12.5份、活性填料12.5份、成膜助剂4份、防冻剂3份、分散剂2.5份、阻燃物2.5份和去离子水55份；
所述成膜助剂按重量份计包括硅丙乳液0.35份、尼泊金乙酯0.32份、氟硅酸钠0.22份、季戊四醇0.11份、二月桂酸二丁基锡0.07份、微粉硅胶0.03份、三甲基苄基氯化铵0.03份和蒸馏水4份。
优选地，所述纳米粒子为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米三氧化二铝、纳米二氧化锆和纳米氧化锌中的任一种。
优选地，所述防冻剂为乙二醇，所述分散剂为六偏磷酸钠、脂肪酸聚乙二醇酯和聚丙烯酰胺中的任一种，所述阻燃物为磷酸三丁酯和氢氧化铝按照质量比1:3组成。
优选地，所述活性填料包括以下份计的原料：坡缕石2~6份、五氧化二钒2~6份和聚氯化铝2~4份。
优选地，所述改性丙烯酸酯乳液是由氯硅烷与丙烯酸酯反应制备得到。
优选地，所述阳离子表面活性剂为季铵盐，所述阴离子表面活性剂为月桂基硫酸钠或者十二烷基苯磺酸钠。
本发明还涉及一种节能墙体涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、制备成膜助剂
首先，称取将微粉硅胶和季戊四醇放入容器中混合，在40~60℃条件下搅拌10~15min，加入蒸馏水、三甲基苄基氯化铵和分散剂，以300~350r/min搅拌分散10~15min，得到分散液；
其次，称取将尼泊金乙酯和硅丙乳液，混合后在40~60℃下保温搅拌20~25min，加入二月桂酸二丁基锡，搅拌至常温，加入剩余各原料，以300~350r/min搅拌10~20min，得到所述成膜助剂，备用；
（2）、制备纳米粉体均匀分散的改性乳液
首先，称取纳米粒子置于高速搅拌机中，加入阳离子表面活性剂和去离子水，以1000~1200r/min搅拌40~50min，然后用pH调节剂调节混合液酸碱度至pH为7~8，得到纳米粉体混合液；
其次，称取改性丙烯酸酯乳液、阴离子表面活性剂和去离子水，混合后在1800~2000 r/min搅拌40~50min，然后用pH调节剂调节混合液酸碱度至pH为9，然后继续以相同条件搅拌，并升温至50～60℃，在搅拌过程中同时喷洒入得到的纳米粉体混合液，喷洒结束后，以2100~2200 r/min搅拌40~50min，得纳米粉体均匀分散的改性乳液；
（3）、制备涂料
按照配比称取剩余原料加入至步骤（2）得到的纳米粉体均匀分散的改性乳液中，均匀搅拌40~50min，得到所述节能墙体涂料。
本发明的有益效果：用于墙体上具有节能环保作用，隔热保温效果好、防水防火性能显著，具体如下：
（1）、本发明得到的涂层具有良好的防渗性、强度和耐蚀性，用于建筑物的保护涂层，可以有效延长建筑物的使用寿命，具有节能环保作用；
（2）、本发明加入的洋甘菊精油可以改善室内环境，保持室内清新，特殊适合作内墙涂料，具有隔热保温、防水、美饰作用；
（3）、本发明在潮湿、松散基面均可施工，且施工简单，只需用低压喷雾器喷涂即可，可满足各种不同类型、形状的构筑物内部或外部施工作业的需要；
（4）、本发明根据改性丙烯酸树脂乳液的特性，选用坡缕石、五氧化二钒和聚氯化铝为填料，再配合其他原料，制得的涂料防水抗污性能优异，且具有良好耐老化、耐紫外性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种节能墙体涂料，包括以下份计的原料：天然橡胶50份、EVA乳液30份、改性丙烯酸酯乳液20份、纳米粒子20份、洋甘菊精油10份、活性填料10份、成膜助剂2份、防冻剂2份、分散剂1份、阻燃物1份、阳离子表面活性剂1份、阴离子表面活性剂1份和去离子水50份；
所述成膜助剂按重量份计包括硅丙乳液0.3份、尼泊金乙酯0.3份、氟硅酸钠0.2份、季戊四醇0.1份、二月桂酸二丁基锡0.06份、微粉硅胶0.02份、三甲基苄基氯化铵0.02份和蒸馏水2份。
其中，所述纳米粒子为纳米二氧化硅。
其中，所述防冻剂为乙二醇，所述分散剂为六偏磷酸钠，所述阻燃物为磷酸三丁酯和氢氧化铝按照质量比1:3组成。
其中，所述活性填料包括以下份计的原料：坡缕石2份、五氧化二钒2份和聚氯化铝2份。
其中，所述改性丙烯酸酯乳液是由氯硅烷与丙烯酸酯反应制备得到。
其中，所述阳离子表面活性剂为季铵盐，所述阴离子表面活性剂为月桂基硫酸钠。
本实施例中提供了一种节能墙体涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、制备成膜助剂
首先，称取将微粉硅胶和季戊四醇放入容器中混合，在40℃条件下搅拌10min，加入蒸馏水、三甲基苄基氯化铵和分散剂，以300r/min搅拌分散10min，得到分散液；
其次，称取将尼泊金乙酯和硅丙乳液，混合后在40℃下保温搅拌20min，加入二月桂酸二丁基锡，搅拌至常温，加入剩余各原料，以300r/min搅拌10min，得到所述成膜助剂，备用；
（2）、制备纳米粉体均匀分散的改性乳液
首先，称取纳米粒子置于高速搅拌机中，加入阳离子表面活性剂和去离子水，以1000r/min搅拌40min，然后用pH调节剂调节混合液酸碱度至pH为7，得到纳米粉体混合液；
其次，称取改性丙烯酸酯乳液、阴离子表面活性剂和去离子水，混合后在1800r/min搅拌40min，然后用pH调节剂调节混合液酸碱度至pH为9，然后继续以相同条件搅拌，并升温至50℃，在搅拌过程中同时喷洒入得到的纳米粉体混合液，喷洒结束后，以2100 r/min搅拌40min，得纳米粉体均匀分散的改性乳液；
（3）、制备涂料
按照配比称取剩余原料加入至步骤（2）得到的纳米粉体均匀分散的改性乳液中，均匀搅拌40min，得到所述节能墙体涂料。
实施例2
一种节能墙体涂料，包括以下份计的原料：天然橡胶60份、EVA乳液40份、改性丙烯酸酯乳液30份、纳米粒子30份、洋甘菊精油15份、活性填料15份、成膜助剂6份、防冻剂4份、分散剂4份、阻燃物4份、阳离子表面活性剂3份、阴离子表面活性剂3份和去离子水60份；
所述成膜助剂按重量份计包括硅丙乳液0.4份、尼泊金乙酯0.35份、氟硅酸钠0.25份、季戊四醇0.12份、二月桂酸二丁基锡0.08份、微粉硅胶0.04份、三甲基苄基氯化铵0.04份和蒸馏水6份。
其中，所述纳米粒子为纳米二氧化钛，所述防冻剂为乙二醇，所述分散剂为脂肪酸聚乙二醇酯，所述阻燃物为磷酸三丁酯和氢氧化铝按照质量比1:3组成。
其中，所述活性填料包括以下份计的原料：坡缕石6份、五氧化二钒6份和聚氯化铝4份。
其中，所述改性丙烯酸酯乳液是由氯硅烷与丙烯酸酯反应制备得到。
其中，所述阳离子表面活性剂为季铵盐，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
本实施例中提供了一种节能墙体涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、制备成膜助剂
首先，称取将微粉硅胶和季戊四醇放入容器中混合，在60℃条件下搅拌15min，加入蒸馏水、三甲基苄基氯化铵和分散剂，以350r/min搅拌分散15min，得到分散液；
其次，称取将尼泊金乙酯和硅丙乳液，混合后在60℃下保温搅拌25min，加入二月桂酸二丁基锡，搅拌至常温，加入剩余各原料，以350r/min搅拌20min，得到所述成膜助剂，备用；
（2）、制备纳米粉体均匀分散的改性乳液
首先，称取纳米粒子置于高速搅拌机中，加入阳离子表面活性剂和去离子水，以1200r/min搅拌50min，然后用pH调节剂调节混合液酸碱度至pH为8，得到纳米粉体混合液；
其次，称取改性丙烯酸酯乳液、阴离子表面活性剂和去离子水，混合后在2000 r/min搅拌50min，然后用pH调节剂调节混合液酸碱度至pH为9，然后继续以相同条件搅拌，并升温至60℃，在搅拌过程中同时喷洒入得到的纳米粉体混合液，喷洒结束后，以2200 r/min搅拌50min，得纳米粉体均匀分散的改性乳液；
（3）、制备涂料
按照配比称取剩余原料加入至步骤（2）得到的纳米粉体均匀分散的改性乳液中，均匀搅拌50min，得到所述节能墙体涂料。
实施例3
一种节能墙体涂料，包括以下份计的原料：天然橡胶55份、EVA乳液35份、改性丙烯酸酯乳液25份、纳米粒子25份、洋甘菊精油12.5份、活性填料12.5份、成膜助剂4份、防冻剂3份、分散剂2.5份、阻燃物2.5份和去离子水55份；
所述成膜助剂按重量份计包括硅丙乳液0.35份、尼泊金乙酯0.32份、氟硅酸钠0.22份、季戊四醇0.11份、二月桂酸二丁基锡0.07份、微粉硅胶0.03份、三甲基苄基氯化铵0.03份和蒸馏水4份。
其中，所述纳米粒子为纳米三氧化二铝，所述防冻剂为乙二醇，所述分散剂为聚丙烯酰胺，所述阻燃物为磷酸三丁酯和氢氧化铝按照质量比1:3组成。
其中，所述活性填料包括以下份计的原料：坡缕石4份、五氧化二钒4份和聚氯化铝3份。
其中，所述改性丙烯酸酯乳液是由氯硅烷与丙烯酸酯反应制备得到。
其中，所述阳离子表面活性剂为季铵盐，所述阴离子表面活性剂为月桂基硫酸钠。
本实施例中还提供一种节能墙体涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、制备成膜助剂
首先，称取将微粉硅胶和季戊四醇放入容器中混合，在50℃条件下搅拌12min，加入蒸馏水、三甲基苄基氯化铵和分散剂，以325r/min搅拌分散12min，得到分散液；
其次，称取将尼泊金乙酯和硅丙乳液，混合后在50℃下保温搅拌22min，加入二月桂酸二丁基锡，搅拌至常温，加入剩余各原料，以325r/min搅拌15min，得到所述成膜助剂，备用；
（2）、制备纳米粉体均匀分散的改性乳液
首先，称取纳米粒子置于高速搅拌机中，加入阳离子表面活性剂和去离子水，以1100r/min搅拌45min，然后用pH调节剂调节混合液酸碱度至pH为8，得到纳米粉体混合液；
其次，称取改性丙烯酸酯乳液、阴离子表面活性剂和去离子水，混合后在1900r/min搅拌45min，然后用pH调节剂调节混合液酸碱度至pH为9，然后继续以相同条件搅拌，并升温至55℃，在搅拌过程中同时喷洒入得到的纳米粉体混合液，喷洒结束后，以2150 r/min搅拌45min，得纳米粉体均匀分散的改性乳液；
（3）、制备涂料
按照配比称取剩余原料加入至步骤（2）得到的纳米粉体均匀分散的改性乳液中，均匀搅拌45min，得到所述节能墙体涂料。
实施例4
根据GB/T16777-2008《建筑防水涂料试验方法》标准测试本发明制备的节能墙体涂料的相关性能，结果如表1所示。
表1本发明透明防水涂料的性能检测结果
项目 实施例1 实施例2 实施例3
拉伸强度/MPa 23 25 24
粘结强度/MPa 1.4 1.56 1.43
不透水性（0.3MPa,30min） 不透水 不透水 不透水
耐酸性（25%硫酸处理5天） 无异常 无异常 无异常
耐碱性（20%KOH处理5天） 无异常 无异常 无异常
耐水性（水处理5天） 无异常 无异常 无异常
低温柔性（-45℃） 无裂痕 无裂痕 无裂痕
从表1中可得知，本发明的透明防水涂料，其确实具有良好的的耐水、耐酸、耐碱等性能，在水处理、25%硫酸处理或20%KOH处理5天后，对其相关性能不存在明显的影响，保温防水性能强。
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种节能墙体涂料，其特征在于，包括以下份计的原料：天然橡胶50~60份、EVA乳液30~40份、改性丙烯酸酯乳液20~30份、纳米粒子20~30份、洋甘菊精油10~15份、活性填料10~15份、成膜助剂2~6份、防冻剂2~4份、分散剂1~4份、阻燃物1~4份、阳离子表面活性剂1~3份、阴离子表面活性剂1~3份和去离子水50~60份；
所述成膜助剂按重量份计包括硅丙乳液0.3~0.4份、尼泊金乙酯0.3~0.35份、氟硅酸钠0.2~0.25份、季戊四醇0.1~0.12份、二月桂酸二丁基锡0.06~0.08份、微粉硅胶0.02~0.04份、三甲基苄基氯化铵0.02~0.04份和蒸馏水2~6份。
2.根据权利要求1所述的节能墙体涂料，其特征在于，包括以下份计的原料：天然橡胶55份、EVA乳液35份、改性丙烯酸酯乳液25份、纳米粒子25份、洋甘菊精油12.5份、活性填料12.5份、成膜助剂4份、防冻剂3份、分散剂2.5份、阻燃物2.5份和去离子水55份；
所述成膜助剂按重量份计包括硅丙乳液0.35份、尼泊金乙酯0.32份、氟硅酸钠0.22份、季戊四醇0.11份、二月桂酸二丁基锡0.07份、微粉硅胶0.03份、三甲基苄基氯化铵0.03份和蒸馏水4份。
3.根据权利要求1所述的节能墙体涂料，其特征在于，所述纳米粒子为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米三氧化二铝、纳米二氧化锆和纳米氧化锌中的任一种。
4.根据权利要求1所述的节能墙体涂料，其特征在于，所述防冻剂为乙二醇，所述分散剂为六偏磷酸钠、脂肪酸聚乙二醇酯和聚丙烯酰胺中的任一种，所述阻燃物为磷酸三丁酯和氢氧化铝按照质量比1:3组成。
5.根据权利要求1所述的节能墙体涂料，其特征在于，所述活性填料包括以下份计的原料：坡缕石2~6份、五氧化二钒2~6份和聚氯化铝2~4份。
6.根据权利要求1所述的节能墙体涂料，其特征在于，所述改性丙烯酸酯乳液是由氯硅烷与丙烯酸酯反应制备得到。
7.根据权利要求1所述的节能墙体涂料，其特征在于，所述阳离子表面活性剂为季铵盐，所述阴离子表面活性剂为月桂基硫酸钠或者十二烷基苯磺酸钠。
8.一种根据权利要求1~7任一所述的节能墙体涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、制备成膜助剂
首先，称取将微粉硅胶和季戊四醇放入容器中混合，在40~60℃条件下搅拌10~15min，加入蒸馏水、三甲基苄基氯化铵和分散剂，以300~350r/min搅拌分散10~15min，得到分散液；
其次，称取将尼泊金乙酯和硅丙乳液，混合后在40~60℃下保温搅拌20~25min，加入二月桂酸二丁基锡，搅拌至常温，加入剩余各原料，以300~350r/min搅拌10~20min，得到所述成膜助剂，备用；
（2）、制备纳米粉体均匀分散的改性乳液
首先，称取纳米粒子置于高速搅拌机中，加入阳离子表面活性剂和去离子水，以1000~1200r/min搅拌40~50min，然后用pH调节剂调节混合液酸碱度至pH为7~8，得到纳米粉体混合液；
其次，称取改性丙烯酸酯乳液、阴离子表面活性剂和去离子水，混合后在1800~2000 r/min搅拌40~50min，然后用pH调节剂调节混合液酸碱度至pH为9，然后继续以相同条件搅拌，并升温至50～60℃，在搅拌过程中同时喷洒入得到的纳米粉体混合液，喷洒结束后，以2100~2200 r/min搅拌40~50min，得纳米粉体均匀分散的改性乳液；
（3）、制备涂料
按照配比称取剩余原料加入至步骤（2）得到的纳米粉体均匀分散的改性乳液中，均匀搅拌40~50min，得到所述节能墙体涂料。
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