CN107312420A - 一种智能调节温度的相变外墙水漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂料领域,具体公开了一种智能调节温度的相变外墙水漆及其制备方法。所述智能调节温度的相变外墙水漆,包括质量百分比如下的原料组分:去离子水15‑33%,增稠剂A0.2‑0.6%,润湿剂A0.1‑0.3%,润湿剂B0.1‑0.3%,分散剂0.3‑0.8%,消泡剂0.4‑0.6%,成膜助剂1‑2.5%,pH值稳定剂0.2‑0.3%,防冻剂1‑2%,钛白粉2.5‑18%,重晶石6‑15 %,云母粉8‑12%,改性聚合物乳液23‑35%,增稠剂B0.3‑0.7%,流平剂0.3‑0.8%,杀菌防霉剂0.2‑0.5%,微胶囊相变材料10‑20%。本发明所提供的智能调节温度的相变外墙水漆,具有优良的耐水性能、耐酸碱性能、耐洗刷性能、耐人工老化性能,储热、放热高效而稳定,节约能源的特点。

Description

一种智能调节温度的相变外墙水漆及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于涂料领域,具体涉及一种智能调节温度的相变外墙水漆及其制备方 法。
背景技术
[0002] 随着人们物质水平的提高,人们对所居住的环境要求也越来越高,空调等耗能设 备使用量急剧上升,不仅消耗了大量的能源,也给环境带来一定的威胁。以发展中国家为 例,其建筑能源消费增量极为惊人,早就超过发达国家能源总消费量的20%。建筑节能已经 成为能源安全与可持续发展战略的重要环节,是当今活跃的研究方向之一。相变储热技术 利用物质相变潜热对能量进行科学贮存和利用,不仅能解决和缓解能量在时间、空间、强度 及地点上转换和供需的不匹配,既方便高效利用能源又利于节能减排,而且还具有温控系 统装置简单、维修管理方便和性价比高等优点,是理想的建筑节能方法。
[0003] 然而,在建筑节能方面,相变储热技术应用最多的还是在相变储能建筑材料,使其 兼备普通建材和相变材料两者的优点,能够吸收和释放适量的热能。但是将相变储热技术 应用到涂料中,尤其是水性涂料中的研究极为少见,导致没有一种合适的外墙涂料来减轻 或解决建筑能源的消耗问题。
发明内容
[0004] 针对上述相变储热技术在涂料中,尤其是水性涂料中的应用极少的问题,以及建 筑能源的消耗问题,本发明提供一种智能调节温度的相变外墙水漆及其制备方法。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:
[0006] —种智能调节温度的相变外墙水漆,包括质量百分比如下的原料组分: 去离子水 15-33%, 增稠剂A O 2-0.6%, 润湿剂 A 0.1-0.3%, 润湿剂B 0.1-03%, 分散剂 0 3-0.8%, 消泡剂 0.4-0.6%, 成膜助剂 1-2.5%, pH值稳定剂 0.2-0.3%,
[0007] 防冻剂 1-2%, 钛白粉 2.5-18%, 重晶石 6-15%, 云吋粉 8-12%, 改性聚合物乳液 23-35 %, 増稠剂 B 0.3-0.7 %, 流平齐丨J 03-0.8 %, 杀菌防霉剂 0.2-0.5%,: 微胶囊相变材料 10-20%。
[0008] 相对于现有技术,本发明提供的智能调节温度的相变外墙水漆,具有优良的耐水 性能、耐酸碱性能、耐洗刷性能、耐人工老化性能,同时,具有储热、放热高效而稳定,45 °C以 上吸热,25°C以下放热,自动调节建筑物整体温度,节约能源的特点。
[0009] 进一步地,本发明还提供所述的一种智能调节温度的相变外墙水漆的制备方法, 该制备方法,至少包括如下步骤:
[0010] (1)在搅拌状态下,向去离子水中加入增稠剂A,进行混料处理,获得第一物料;
[0011] (2)将润湿剂A、润湿剂B、防冻剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂、pH值稳定剂按顺序依 次加入所述第一物料中,混料处理,得到第二混合物料;
[0012] (3)将钛白粉、重晶石、云母粉依次加入所述第二混合物料中,混料处理,获得第三 混合物料;
[0013] ⑷将改性聚合物乳液、增稠剂B、流平剂、杀菌防霉剂和微胶囊相变材料加入所述 第三混合物料中,混料处理,即得智能调节温度的相变外墙水漆。
[0014] 相对于现有技术,本发明提供的智能调节温度的相变外墙水漆的制备方法,工艺 简单,操作方便,绿色安全。
具体实施方式
[0015] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0016] 本发明提供了一种智能调节温度的相变外墙水漆,所述智能调节温度的相
[0017] 变外墙水漆包括质量百分比如下的原料组分: 去离了水 15-33%, 増稠剂 A 0.2-0.6%, 涧湿剂A 0.1-03%, 润湿剂 B 0.1-0.3%,
[0018]分散剤 0.3-0.8%:, 消泡剂 0.4-0.6%, 成膜助剂 1-2.5%, pH值稳定剂 0.2-0.3%, 防冻剂 1-2%, 钛白粉 2.5-18%, 童晶石 6-U %, 云叫粉 8-12%, 改性聚合物乳液 23-35 %,
[0019] 增稠剂 B 0.3-0.7 %, 流平剂 0.3-0.8%, 杀菌防霉剂 0.2-0.5 %, 微胶囊相变材料 10-20%。
[0020] 具体地,增稠剂A为无机改性膨润土;
[0021] 优选地,所述增稠剂A为是经活化的无机改性膨润土,选用洛克伍德公司的改性膨 润土 CK或987,,防止重质颜填料的沉降。
[0022] 具体地,润湿剂A为烷基聚氧乙烯醚;润湿剂B为Ε0/Ρ0-嵌段共聚物;
[0023] 优选地,所述烷基聚氧乙烯醚为陶氏的BD-109、科莱恩的LA070中的一种或两种, 是非离子型低泡效果的烷基聚氧乙烯醚;所述EO/PO-嵌段共聚物为科莱恩的ED3060、PF20, 是低HLB值(亲水疏水平衡值为7〜9,HLB值越大代表亲水性越强,HLB值越小代表亲油性越 强,一般而言HLB值从1〜40之间,亲水亲油转折点HLB为10 ALB小于10为亲油性,大于10为 亲水性)的Ε0/Ρ0-嵌段共聚物,提高体系相容性和稳定性,并提高附着力。
[0024] 具体地,分散剂为Hydropalat 34抗水型分散剂;消泡剂为矿物油消泡剂;
[0025] 优选地,所述分散剂为科宁的Hydropalat 34,是可与缔合型增稠产生疏水缔合型 的特殊三元共聚分散剂,具有优异抗水性、展色性、和与缔合型增稠剂缔合特性,改善整个 涂料体系的HLB值;
[0026] 优选地,所述矿物油消泡剂为布莱克本的CF-246、科宁的NXZ或F-Ill,有助于涂料 体系稳定、无气泡、无缩孔。
[0027] 具体地,成膜助剂为醇酯十二;pH值稳定剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇;防冻剂为乙 二醇或丙二醇,所述成膜助剂、PH值稳定剂及防冻剂主要用于增加涂料体系的稳定性。
[0028] 具体地,改性聚合物乳液是有机硅氧烷单体和丙烯酸酯类单体共聚物,是采用一 种化学共聚法将有不饱和键的有机硅氧烷单体和丙烯酸酯类单体共聚,在聚合物主链上引 入硅氧烷的改性乳液,以此作为基料,在成膜时,硅氧烷水解、缩聚,可在聚合物分子之间以 聚合物与基材之间形成牢固交联的立体网络(-Si-O-Si-)结构,使漆膜具有很强的耐水性 和附着力,而且聚硅氧烷分子呈现螺旋结构,甲基向外排列并绕Si-O链旋转,分子体积大, 内聚能密度低,从而使乳液有很强的憎水性和防尘性;另外,这种改性的乳液中Si-O的键能 远大于C-C键和C-O键,这使改性后的乳液的耐热性、耐候性、抗氧能力增强。
[0029] 具体地,增稠剂B为疏水改性碱溶胀型增稠剂;流平剂为聚氨酯增稠流平剂,增稠 剂A与增稠剂B及流平剂配合使用,调整涂料在低、中、高剪切速率下的流变行为,以获得流 平性好,不流挂、存储稳定性好、施工性好的外墙涂料;
[0030] 优选地,所述增稠剂B为陶氏公司的疏水改性丙烯酸碱溶胀增稠剂TT-935或海名 斯公司的疏水改性丙烯酸碱溶胀增稠剂425;所述流平剂为陶氏公司的RM2020或RM2050D。
[0031] 具体地,杀菌防霉剂为2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮苯并咪唑、异噻唑衍生物、羟甲 基脲-1,6-二羟基-2,5-二氧杂环己烷中的至少一种,其作用是防止涂料存储过程中的腐化 变质及涂装后的涂I旲长霉;
[0032] 优选地,所述2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮苯并咪唑、异噻唑衍生物、羟甲基脲-1, 6-二轻基-2,5-二氧杂环己烧均为Pvrogiven公司所生产。
[0033] 具体地,微胶囊相变材料是聚脲微胶囊相变材料,其作用是让漆膜具有在墙面温 度45 °C以上吸热,25 °C以下放热,自动调节整个建筑物温度。
[0034] 本发明实施例提供的智能调节温度的相变外墙水漆,具有优良的耐水性能、耐酸 碱性能、耐洗刷性能、耐人工老化性能,同时,具有储热、放热高效而稳定,45 °C以上吸热,25 °C以下放热,自动调节建筑物整体温度,节约能源的特点。
[0035] 本发明在提供该智能调节温度的相变外墙水漆的前提下,还进一步提供了该智能 调节温度的相变外墙水漆的制备方法。
[0036] 在一实施例中,该制备方法至少包括以下步骤:
[0037] (1)在搅拌状态下,向去离子水中加入增稠剂A,进行混料处理,获得第一物料;
[0038] ⑵将润湿剂A、润湿剂B、防冻剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂、pH值稳定剂按顺序依 次加入所述第一物料中,混料处理,得到第二混合物料;
[0039] (3)将钛白粉、重晶石、云母粉依次加入所述第二混合物料中,混料处理,获得第三 混合物料;
[0040] (4)将改性聚合物乳液、增稠剂B、流平剂、杀菌防霉剂和微胶囊相变材料加入所述 第三混合物料中,混料处理,即得智能调节温度的相变外墙水漆。
[0041] 下面对上述制备方法做进一步的解释说明:
[0042] 进一步地,所述步骤(1)中,搅拌速率为400-500r/min,混料处理的搅拌速率为 1500-1800r/min搅拌时间为15-20min;所述步骤⑵中,混料处理的搅拌速率为400-500r/ min,搅拌时间为10-15min;所述步骤⑶中,混料处理的搅拌速率为1500-1800r/min,搅拌 时间为30-40min;所述步骤⑷中,混料处理的搅拌速率为500-600r/min,搅拌时间为10-15min,为了使漆料混合均匀,达到所需要的细度,粘度。
[0043] 本方法制备工艺简便,绿色安全。
[0044] 为了更好的理解本发明的智能调节温度的相变外墙水漆,下面通过进一步的实施 例做更加详细的解释说明。
[0045] 实施例1
[0046] —种智能调节温度的相变外墙水漆,包括质量百分比如下的原料组分: 去离子水 33%, 改性膨润土 CK 0.6%, BD-109 0.1%, ED3060 0.2%, H34分散剂 0.5%, CF-246 0.4%, 醇酯十二 2.5%, 2-氣基-2-甲基-1-丙醇 0.2%, 乙二醇 1%,
[0047] 钛白粉 2.5%:, 重晶石 15%:, 云丨If:粉 8%, 改性聚合物乳液 23%, TT-935 0.5%, RM2020 0.3%, 2-正辛基-4-异噻唑琳-3-酮苯并咪唑 0 2%, 聚脲微胶囊相变材料 12%。
[0048] 智能调节温度的相变外墙的制备方法,包含如下步骤:
[0049] (1)在450r/min搅拌状态下,向去离子水中加入改性膨润土CK,进行混料处理,以 1600r/min速度高速搅拌18min,获得第一物料;
[0050] (2)将BD-109、ED3060、乙二醇、H34分散剂、CF-246、醇酯十二、2-氨基-2-甲基-1-丙醇按顺序依次加入所述第一物料中,以450r/min速度搅拌12min,得到第二混合物料;
[0051] (3)将钛白粉、重晶石、云母粉依次加入所述第二混合物料中,以1600r/min速度高 速分散35min,获得第三混合物料;
[0052] ⑷将改性聚合物乳液、TT-935、RM2020、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮苯并咪唑和 聚脲微胶囊相变材料加入所述第三混合物料中,以550r/min速度搅拌12min,即得智能调节 温度的相变外墙水漆。
[0053] 实施例2
[0054] —种智能调节温度的相变外墙水漆,包括质量百分比如下的原料组分: 去离子水 23.2%, 改性膨润土 987 0.2%, LA070 0.3%, PF20 0.1%, H34分散剂 0.3%, NXZ、F-Ill两者按着质量比1:;!进行混合的混合物
[0055] 0.5%, 醇酯十二 1%, 2-氨基-2-甲基-1-丙醇 03%, 丙二醇 2%, 钛匕丨粉 3%, S晶石 6%, 云母粉 12%, 改性聚合物乳液 35 %, 425 0,3 %, RM2050D 0 5%,
[0056] 羟甲基脲-1,6-二轻基-2,5-二氧杂环己烷 0.3%, 聚脲微胶囊相变材料 15%。
[0057] 智能调节温度的相变外墙的制备方法,包含如下步骤:
[0058] (1)在500r/min搅拌状态下,向去离子水中加入改性膨润土987,进行混料处理,以 1500r/min速度高速搅拌20min,获得第一物料;
[0059] (2)将LA070、PF20、丙二醇、H34分散剂、NXZ、F-111两者按着质量比1:1进行混合的 混合物、醇酯十二、2-氨基-2-甲基-1-丙醇按顺序依次加入所述第一物料中,以500r/min速 度搅拌IOmin,得到第二混合物料;
[0060] ⑶将钛白粉、重晶石、云母粉依次加入所述第二混合物料中,以1500r/min速度高 速分散40min,获得第三混合物料;
[0061] (4)将改性聚合物乳液、425、1^20500、羟甲基脲-1,6-二羟基-2,5-二氧杂环己烷 和聚脲微胶囊相变材料加入所述第三混合物料中,以600r/min速度搅拌lOmin,即得智能调 节温度的相变外墙水漆。
[0062] 实施例3
[0063] —种智能调节温度的相变外墙水漆,包括质量百分比如下的原料组分: 去离子水 15%, 改性膨润土 CK 0.4%,
[0064] BD-109、LA070两者按照质量比为2:1进行混合得到的混合物 0.2%, ED3060 0.3%, Ή34分散剤 0,8%:, NXZ 0.6%, 醇酯十二 1.5%, 2-氨基-2-甲基-1-丙醇 0.25%, 丙二醇 1.5%, 钛白粉 Γ8%, 重晶石 6,5%,
[0065] 云母粉 8.5% r 改怍聚fr物乳液 24.45 %, TT^935 0.7 %, RM2020 0,8 %, 2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮苯并脒唑、异噻唑衍生物、羧甲基脲-I, :6-二轻 基-2, 5-二氧杂环己烷三者按着质量比1:1:1进行混合得到的混合物 0.5 %, 聚脲微胶囊相变材料 20%。
[0066] 智能调节温度的相变外墙的制备方法,包含如下步骤:
[0067] (1)在400r/min搅拌状态下,向去离子水中加入改性膨润土CK,进行混料处理,以 1800r/min速度高速搅拌15min,获得第一物料;
[0068] (2)将BD-109、LA070两者按照质量比为2:1进行混合得到的混合物、ED3060、丙二 醇、H34分散剂、NXZ、醇酯十二、2-氨基-2-甲基-1-丙醇按顺序依次加入所述第一物料中,以 400r/min速度搅拌15min,得到第二混合物料;
[0069] (3)将钛白粉、重晶石、云母粉依次加入所述第二混合物料中,以1800r/min速度高 速分散30min,获得第三混合物料;
[0070] ⑷将改性聚合物乳液、TT-935、RM2020、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮苯并咪唑、异 噻唑衍生物、羟甲基脲-1,6-二羟基-2,5-二氧杂环己烷三者按着质量比1:1:1进行混合得 到的混合物和聚脲微胶囊相变材料加入所述第三混合物料中,以500r/min速度搅拌15min, 即得智能调节温度的相变外墙水漆。
[0071] 由以上技术方案得到的智能调节温度的相变外墙水漆,进行了相应性能的检测, 如下表所示。
[0072]
Figure CN107312420AD00121
[0073] 由以上数据可得,本发明所提供的智能调节温度的相变外墙水漆具有优良的耐水 性能、耐酸碱性能、耐洗刷性能、耐人工老化性能性能。
[0074] 此外,本发明所提供的智能调节温度的相变外墙水漆,具有高效稳定的储热、放热 性能,水漆中的微胶囊相变材料,让漆膜具有在墙面温度45 °C以上时吸热,25 °C以下时放 热,自动调节建筑物整体温度,节约能源指标提升了 60%_100%。
[0075] 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,本发明 要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (10)

1. 一种智能调节温度的相变外墙水漆,其特征在于,包括质量百分比如下的原料组分: 上-离-了水 15-33%, 增稠剂 A 0.2-0.6%, 润湿剂 A 0.1-0.3%, 润湿剂 B 0.1-0.3%, 分散剂 0.3-0.8%, 消泡剂 0.4-0.6%, 成膜助剂 1-2.5%, pH值稳定剂 0.2-0.3%, 防冻剂 1-2%, 钛白粉 2.5-18%, 重晶石 6-15%, 云母粉 8-12%, 改性聚合物乳液 23-35%, 增稠剂B 03-0.7%, 流平剂 03-0.8%, 杀菌防霉剂 0.2-0.5%, 微胶囊相变材料 〗0-20%。
2. 根据权利要求1所述的一种智能调节温度的相变外墙水漆,其特征在于,所述改性聚合物乳液是有机硅氧烷单体和丙烯酸酯类单体共聚物;所述微胶囊相变材料是聚脲微胶囊相变材料。
3. 根据权利要求1所述的一种智能调节温度的相变外墙水漆,其特征在于,所述润湿剂A为烷基聚氧乙烯醚;所述润湿剂B为Ε0/Ρ0-嵌段共聚物。
4. 根据权利要求1所述的一种智能调节温度的相变外墙水漆,其特征在于,所述分散剂为Hydropalat 34抗水型分散剂;所述消泡剂为矿物油消泡剂。
5. 根据权利要求1所述的一种智能调节温度的相变外墙水漆,其特征在于,所述增稠剂A为无机改性膨润土;所述增稠剂B为疏水改性碱溶胀型增稠剂;所述流平剂为聚氨酯增稠流平剂。
6. 根据权利要求1所述的一种智能调节温度的相变外墙水漆,其特征在于,所述杀菌防霉剂为2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮苯并咪唑、异噻唑衍生物、羟甲基脲-1,6-二羟基-2,5-二氧杂环己烷中的至少一种。
7. 根据权利要求1所述的一种智能调节温度的相变外墙水漆,其特征在于,所述成膜助剂为醇酯十二;所述PH值稳定剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
8. 根据权利要求1所述的一种智能调节温度的相变外墙水漆,其特征在于,所述防冻剂 为乙二醇或丙二醇。
9. 权利要求1-8任一项所述的一种智能调节温度的相变外墙水漆的制备方法,其特征在于,至少包括如下步骤: (1) 在搅拌状态下,向去离子水中加入增稠剂A,进行混料处理,获得第一物料; (2) 将润湿剂A、润湿剂B、防冻剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂、pH值稳定剂按顺序依次加入所述第一物料中,混料处理,得到第二混合物料; (3) 将钛白粉、重晶石、云母粉依次加入所述第二混合物料中,混料处理,获得第三混合物料; ⑷将改性聚合物乳液、增稠剂B、流平剂、杀菌防霉剂和微胶囊相变材料加入所述第三混合物料中,混料处理,即得智能调节温度的相变外墙水漆。
10. 根据权利要求9所述的智能调节温度的相变外墙水漆的制备方法,其特征在于,所述步骤⑴中,搅拌速率为400-500r/min,混料处理的搅拌速率为1500-1800r/min搅拌时间为15-20min;所述步骤⑵中,混料处理的搅拌速率为400-500r/min,搅拌时间为10-15min;所述步骤⑶中,混料处理的搅拌速率为1500_1800r/min,搅拌时间为30-40min;所述步骤⑷中,混料处理的搅拌速率为500-600r/min,搅拌时间为10-15min。
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