CN107216736A - 一种纳米保温涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米保温涂料及其制备方法,包括:1)将云母粉、钛白粉、氧化硅、硅藻土、尖晶石粉和页岩粉搅拌、混合后研磨过筛制得纳米填料;2)将乳液、抗氧剂、增强剂和消泡剂搅拌、混合后制得成膜乳液M1;3)将成膜助剂、润湿剂和流平剂与所述纳米填料加入到所述成膜乳液M1中进行搅拌,即制得所述纳米保温涂料。通过纳米填料与乳液及其他的助剂之间产生相互协同作用进而使制得的涂料兼具防水和隔热特性,且成本低廉、绿色环保。

Description

一种纳米保温涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料,具体涉及纳米保温涂料及其制备方法。
背景技术
涂料可以用不同的施工工艺涂覆在被保护或被装饰的物体表面,并能与被涂物体形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。基于涂料的功能来划分,涂料可分为很多不同的类型,最常见的有隔热涂料和防水涂料等。隔热涂料能够对波长在400nm-2500nm范围的太阳红外线和紫外线进行反射,避免太阳的热量在物体表面进行累积升温,起到隔热的作用,同时,又能自动进行热量辐射达到散热的目的,降低物体的温度,即使在阴天和夜晚涂料也依然具备上述功能,也能辐射热量,从而降低物体的温度。防水涂料是一类涂覆于被保护或被装饰的物体表面后形成致密涂膜的防护涂料,在工程建筑领域有越来越多的应用。
在使用中,仅具有单一性能的涂料往往不能够满足使用需求。当用于涂刷有裂纹且需要隔热的物体时,就需要涂料兼具防水与隔热的特性,这时普通单一的隔热涂料或是防水涂料就不能够满足上述要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种纳米保温涂料及其制备方法,通过该制备方法制得的纳米保温涂料兼具防水和隔热特性,且成本低廉、绿色环保。
为了实现上述目的,本发明提供了一种纳米保温涂料及其制备方法,包括:1)将云母粉、钛白粉、氧化硅、硅藻土、尖晶石粉和页岩粉混合后研磨过筛制得纳米填料;
2)将乳液、抗氧剂、增强剂和消泡剂搅拌、混合后制得成膜乳液M1;
3)将成膜助剂、润湿剂和流平剂与所述纳米填料加入到所述成膜乳液M1中进行搅拌,即制得所述纳米保温涂料。
通过上述技术方案,本发明中选择将云母粉、钛白粉、氧化硅、硅藻土、尖晶石粉和页岩粉搅拌、混合后研磨过筛制得纳米填料;进而将纳米填料与由乳液、抗氧剂、增强剂和消泡剂搅拌、混合后制得的成膜乳液M1中混合形成纳米保温涂料。通过纳米填料与乳液及其他的助剂之间产生相互协同作用进而使制得的涂料兼具防水和隔热特性,且成本低廉、绿色环保。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
本发明中提供了一种纳米保温涂料的制备方法,所述制备方法包括:
1)将云母粉、钛白粉、氧化硅、硅藻土、尖晶石粉和页岩粉混合后研磨过筛制得纳米填料;
2)将乳液、抗氧剂、增强剂和消泡剂搅拌、混合后制得成膜乳液M1;
3)将成膜助剂、润湿剂和流平剂与所述纳米填料加入到所述成膜乳液M1中进行搅拌,即制得所述纳米保温涂料。
本发明中,各原料的具体用量可以在宽的范围内选择,但是为了进一步提高制得的涂料的防水性能及隔热性能,优选地,按照重量份计,所述乳液、纳米填料、抗氧剂、增强剂、消泡剂、成膜助剂、润湿剂和流平剂的用量比为10:2.5-5.5:0.25-0.65:1.1-1.5:0.5-0.6:0.15-0.35:0.1-0.5:0.1-0.3。
同样,在制备纳米填料的过程中,各组分的具体用量可以在宽的范围内选择,但是为了提高制得的涂料的防水性能及隔热性能,优选地,所述云母粉、钛白粉、氧化硅、硅藻土、尖晶石粉和页岩粉重量比为1:1-2:1-3:1-5:1-2:1-3。
制得的纳米填料的具体粒径大小可以控制在较宽的范围内,但是为了提高制得的纳米填料与涂料中其他组分之间的相互协同作用,优选地,所述纳米填料的粒径为20-50nm。
在上述涂料的制备过程中,各步骤中使用搅拌的具体条件可以在宽的范围内调节,但是为了进一步提高制备效率,优选地,步骤2)和3)中所述的搅拌各自独立地至少满足以下条件:转速为2000-3000rpm,时间为30-50min。
上述技术方案中,所述乳液可以在宽的范围内选择,但是为了提高涂料的防水性能,优选地,所述乳液选自醋丙乳液、苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙乳液和水性环氧树脂中的一种或多种。
在上述涂料的制备过程中,所述抗氧剂的种类可以在宽的范围内选择,但是为了进一步提高涂料的隔热性能能,优选地,所述抗氧剂为2,6-三级丁基-4-甲基苯酚或双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚;
同样为了进一步提高涂料的隔热性能能,优选地,所述增强剂为三氧化二锑、红磷或硅酸钾中的一种或多种;进一步优选地,所述消泡剂为磷酸三丁酯、二甲基硅油、乳化硅油和松节油中的一种或多种。
在上述涂料的制备过程中,所述成膜助剂的种类可以在宽的范围内选择,但是为了进一步提高涂料的制备效率及成膜性能及隔热性能能,优选地,所述成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯和醇酯十二中的一种或者多种。
在上述涂料的制备过程中,所述润湿剂的种类可以在宽的范围内选择,但是为了进一步提高涂料的制备效率及成膜性能及隔热性能能,优选地,所述润湿剂为辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯和月桂酸中的一种或多种;
同时,优选地,所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷和丙烯酸酯中一种或多种。
本发明中还提供了一种上述制备方法制得的纳米保温涂料。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
制备例1
将云母粉、钛白粉、氧化硅、硅藻土、尖晶石粉和页岩粉按照重量1:1:1:1:1:1的重量比进行混合后研磨过筛制得粒径为20nm的纳米填料,记作W1。
制备例2
将云母粉、钛白粉、氧化硅、硅藻土、尖晶石粉和页岩粉按照重量1:2:2:3:1.5:2的重量比进行混合后研磨过筛制得粒径为35nm的纳米填料,记作W2。
制备例3
将云母粉、钛白粉、氧化硅、硅藻土、尖晶石粉和页岩粉按照重量1:2:3:5:2:3的重量比进行混合后研磨过筛制得粒径为50nm的纳米填料,记作W3。
制备例4
按照制备例1的方法制得纳米填料,记作W4;不同的是未加入云母粉。
制备例5
按照制备例1的方法制得纳米填料,记作W5;不同的是未加入硅藻土。
制备例6
按照制备例1的方法制得纳米填料,记作W6;不同的是未加入尖晶石粉。
制备例7
按照制备例1的方法制得纳米填料,记作W6;不同的是未加入页岩粉。
实施例1
先将醋丙乳液、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、三氧化二锑和磷酸三丁酯在转速为2000rpm下搅拌50min、混合后制得成膜乳液M1;再将丙二醇丁醚、辛基酚聚氧乙烯醚和聚二甲基硅氧烷与所述纳米填料W1加入到所述成膜乳液M1中,在转速为2000rpm下搅拌50min,即制得所述纳米保温涂料,记作A1。
其中,按照重量份计,所述醋丙乳液、纳米填料W1、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、三氧化二锑、磷酸三丁酯、丙二醇丁醚、辛基酚聚氧乙烯醚和聚二甲基硅氧烷的用量比为10:2.5:0.25:1.1:0.5:0.15:0.1:0.1。
实施例2
先将硅丙乳液、双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、红磷和二甲基硅油在转速为2500rpm下搅拌40min、混合后制得成膜乳液M1;再将醇酯十二、脂肪酸甲酯和聚甲基苯基硅氧烷与所述纳米填料加入到所述成膜乳液M1中,在转速为3000rpm下搅拌30min,即制得所述纳米保温涂料,记作A2。
其中,按照重量份计,所述硅丙乳液、纳米填料W2、双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、红磷、二甲基硅油、醇酯十二、脂肪酸甲酯和聚甲基苯基硅氧烷的用量比为10:3.5:0.50:1.2:0.55:0.25:0.4:0.2。
实施例3
先将苯丙乳液、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、硅酸钾和松节油在转速为2500rpm下搅拌40min、混合后制得成膜乳液M1;再将丙二醇甲醚醋酸酯、脂肪酸甲酯和聚甲基苯基硅氧烷与所述纳米填料W3加入到所述成膜乳液M1中,在转速为3000rpm下搅拌30min,即制得所述纳米保温涂料,记作A3。
其中,按照重量份计,所述苯丙乳液、纳米填料W3、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、硅酸钾、松节油、丙二醇甲醚醋酸酯、脂肪酸甲酯和聚甲基苯基硅氧烷的用量比为10:5.5:0.65:1.5:0.6:0.35:0.5:0.3。
对比例1
按照实施例1的制备方法制得纳米保温涂料,记作B1;不同的是所用的纳米填料为W4。
对比例2
按照实施例1的制备方法制得纳米保温涂料,记作B2;不同的是所用的纳米填料为W5。
对比例3
按照实施例1的制备方法制得纳米保温涂料,记作B3;不同的是所用的纳米填料为W6。
对比例4
按照实施例1的制备方法制得纳米保温涂料,记作B4;不同的是所用的纳米填料为W7。
对比例5
按照实施例1的制备方法制得纳米保温涂料,记作B5;不同的是在制备M1的过程中也一并将丙二醇丁醚、辛基酚聚氧乙烯醚和聚二甲基硅氧烷与所述纳米填料W1加入到乳液中。
对比例6
按照实施例1的制备方法制得纳米保温涂料,记作B6;不同的是在制备M1的过程中未加入磷酸三丁酯。
检测例1
对上述实施例和对比例制得的涂料A1-A3及B1-B6进行防水实验测试,具体方法为:将上述涂料A1-A3及B1-B6分多次涂刷在打过蜡的玻璃板上,涂层总厚度为1.5毫米,将玻璃板静放7天后置于烘箱内50℃±2℃烘24小时,取出放置3小时后置于压强为0.3MPa的水下,保持30分钟,观察有无渗漏现象,具体结果见表1。
检测例2
对上述实施例和对比例制得的涂料A1-A3及B1-B6进行隔热实验测试,具体方法为:将上述涂料A1-A3及B1-B6分别涂覆于腔式容器表面,将容器置于太阳下暴晒10小时后测试容器内部温度,具体结果见表1。
通过上述检测例可知,上述实施例所制备的纳米保温涂料能够防水,隔热。通过上述实施例的检测结果得知,本发明提供的纳米保温涂料兼具防水和隔热的特性,成本低廉。此外,从本发明的制备过程可以看出,本发明提供的纳米保温涂料的制备方法条件温和、绿色环保,制备简单。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,通过将各质量份的原料在容器中进行混合,接触,相互间产生协同作用,从而得到纳米保温涂料,其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种纳米保温涂料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
1)将云母粉、钛白粉、氧化硅、硅藻土、尖晶石粉和页岩粉混合后研磨过筛制得纳米填料;
2)将乳液、抗氧剂、增强剂和消泡剂搅拌、混合后制得成膜乳液M1;
3)将成膜助剂、润湿剂和流平剂与所述纳米填料加入到所述成膜乳液M1中进行搅拌,即制得所述纳米保温涂料。
2.根据权利要求1所述制备方法,其中,按照重量份计,所述乳液、纳米填料、抗氧剂、增强剂、消泡剂、成膜助剂、润湿剂和流平剂的用量比为10:2.5-5.5:0.25-0.65:1.1-1.5:0.5-0.6:0.15-0.35:0.1-0.5:0.1-0.3。
3.根据权利要求1所述制备方法,其中,所述云母粉、钛白粉、氧化硅、硅藻土、尖晶石粉和页岩粉重量比为1:1-2:1-3:1-5:1-2:1-3。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述制备方法,其中,所述纳米填料的粒径为20-50nm。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述制备方法,其中,步骤2)和3)中所述的搅拌各自独立地至少满足以下条件:转速为2000-3000rpm,时间为30-50min。
6.根据权利要求1所述制备方法,其中,所述乳液选自醋丙乳液、苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙乳液和水性环氧树脂中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述制备方法,其中,所述抗氧剂为2,6-三级丁基-4-甲基苯酚或双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚;
优选地,所述增强剂为三氧化二锑、红磷或硅酸钾中的一种或多种;
进一步优选地,所述消泡剂为磷酸三丁酯、二甲基硅油、乳化硅油和松节油中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述制备方法,其中,所述成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯和醇酯十二中的一种或者多种。
9.根据权利要求1所述制备方法,其中,所述润湿剂为辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯和月桂酸中的一种或多种;
优选地,所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷和丙烯酸酯中一种或多种。
10.一种由权利要求1-9中任意一项所述的制备方法制得的纳米保温涂料。
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