CN107880754A - 一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯乳液30‑60份、丙烯酸酯乳液30‑60 份、玻璃空心微珠2‑5份、硅藻泥8‑15份、纳米二氧化钛5‑10 份、热反射隔热粉6‑10份、氧化铝粉5‑10 份、云母粉3‑6份、钛白粉3‑8份、pH 调节剂0.3‑0.9 份、分散剂0.5‑1.0 份、消泡剂0.2‑0.5 份、成膜助剂1.0‑2.5 份、增稠剂0.5‑0.8 份、润湿剂0.1‑0.3 份、去离子水30‑50 份。本发明还提供其制备方法，该涂料具有高耐磨性、粘附力、柔韧性、高剥离强度和优良的耐低温性能以及聚丙烯酸酯卓越的光学性能和耐候性，是一种综合性能优良的辐射固化材料、隔热节能、导热系数低等优点。

Description

一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种外墙环保隔热节能涂料，具体涉及一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料及其制备方法。

背景技术

外墙涂料，是用于涂刷建筑外立墙面的，所以最重要的一项指标就是抗紫外线照射，要求达到长时间照射不变色。2013年以来节能环保的液态石水性涂料越来越受到人们关注。部分外墙涂料还要求有抗水性能，要求有自涤性。漆膜要硬而平整，脏污一冲就掉。外墙涂料能用于内墙涂刷使用是因为它也具有抗水性能；而内墙涂料却不具备抗晒功能，所以不能把内墙涂料当外墙涂料用。

外墙装饰直接暴露在大自然，经受风、雨、日晒的侵袭，故要求涂料有耐水、保色、耐污染、耐老化以及良好的附着力，同时还具有抗冻融性好、成膜温度低的特点。作为涂料的一种理想性能，不仅要保护和美化基材，而且给予基材本身无法具有的特殊功能，使用一些新的基料就可以使涂料获得非常惊人的高性能化、高增值化、高级化的效果，如高耐候性的氟树脂涂料，用于建筑方面取得良好的效果。

因为氟树脂涂料与其它合成树脂相比具有优异的耐候性、耐久性、耐化学品性。但氟树脂较为昂贵，用于建筑外墙饰面要受到极大的限制。重视研究氟树脂在水性化方面的发展，尤其是以氟乙烯为主体的氟树脂改性的共聚物乳液，使其成为性能好、档次高、价格又能为人们接受的高品质基料，为发展高性能、高档次的涂料奠定基础。在水性聚氨酯涂料的研究方面，应集中力量开发产品。聚氨酯是性能优良的高档材料之一，使其水性化，不仅符合减少污染、节约能源的要求，而且还保持了聚氨酯本身的特性。向功能化发展，除应在，防火、防毒、防虫、杀虫、隔热保温等现有质量水平较低的功能涂料上加大力度、进行科研攻关外，还应加紧研究和解决建筑装饰中的难、新问题。复合化技术将是提高和满足各类功能的有效途径。

发明内容

本发明的目的就是针对现有问题，提供一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料，该一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料以聚氨酯乳液和丙烯酸酯乳液复合乳液为成膜物质，添加的玻璃空心微珠、硅藻泥、纳米二氧化钛、热反射隔热粉、氧化铝粉、云母粉、钛白粉等功能性颜、填料，并加入部分助剂，制备得到的一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料。该一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料不但具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性、粘合性低、VOC含量、低或无环境污染、施工方便等特点，而且具有高耐磨性、粘附力、柔韧性、高剥离强度和优良的耐低温性能以及聚丙烯酸酯卓越的光学性能和耐候性，是一种综合性能优良的辐射固化材料、隔热节能、导热系数低等优点。

本发明的另一目的是提供该种一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料的制备方法。

为实现本发明上述目的，本发明一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料采用以下技术方案：一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯乳液30-60份、丙烯酸酯乳液30-60 份、玻璃空心微珠2-5份、硅藻泥8-15份、纳米二氧化钛5-10 份、热反射隔热粉6-10份、氧化铝粉5-10 份、云母粉3-6份、钛白粉3-8份、pH 调节剂0.3-0.9 份、分散剂0.5-1.0 份、消泡剂0.2-0.5 份、成膜助剂1.0-2.5 份、增稠剂0.5-0.8 份、润湿剂0.1-0.3 份、去离子水30-50 份。

进一步地，所述的玻璃空心微珠为粒径50 ～ 150μm 的中空微珠。

进一步地，所述的钛白粉为金红石型钛白粉。

进一步地，所述所述的消泡剂为有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂或其组合。

进一步地，所述的分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺中的一种或多种。

进一步地，所述的增稠剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚丙烯酸或聚丙烯酸钠中的一种或多种。

进一步地，其制备方法包括以下步骤：

S10、将分散剂和润湿剂加入蒸馏水中，放到电动搅拌器上低速搅拌均匀，将玻璃空心微珠、硅藻土、纳米二氧化钛、热反射隔热粉、氧化铝粉、云母粉、钛白粉等颜、填料等按密度先小后大的顺序缓慢加入，同时根据情况加入适量消泡剂，然后缓慢加入成膜助剂及部分增稠剂，低速搅拌均匀后再移到高速搅拌分散机，加入剩余的部分增稠剂，高速分散约30min即得浆料；

S11、将聚氨酯乳液和丙烯酸酯乳液缓慢加入调制好的浆料中，低速搅拌30-40min，调节黏度和PH值，既得到所需聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料。

本发明的有益效果：

1、本发明中的成膜材料聚氨酯材料是目前国际上性能最好的保温材料。主链含—NHCOO—重复结构单元的一类聚合物 。英文缩写PU。由异氰酸酯（单体）与羟基化合物聚合而成。由于含强极性的氨基甲酸酯基，不溶于非极性基团，具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性。用不同原料可制得适应较宽温度范围 （-50～150℃） 的材料 ，包括弹性体、热塑性树脂和热固性树脂。高温下不耐水解，亦不耐碱性介质。水性聚氨酯涂料——以水为主要介质，具有低VOC含量、低或无环境污染、施工方便等特点；

2、本发明中的成膜材料聚氨酯可以和其他材料混合生成复合材料。如聚氨酯丙烯酸酯（PUA）的分子中含有丙烯酸官能团和氨基甲酸酯键，固化后的胶黏剂具有聚氨酯的高耐磨性、粘附力、柔韧性、高剥离强度和优良的耐低温性能以及聚丙烯酸酯卓越的光学性能和耐候性，是一种综合性能优良的辐射固化材料；

3、本发明中采用纳米二氧化钛和纳米远红外陶瓷粉对太阳辐射起到很好的反射作用，减少热量的累积，空心陶瓷微珠、空心玻璃微珠具有较低的导热系数，在涂料中加入上述物料起到隔热保温防火的作用；

4、本发明中加入了纳米二氧化钛屏蔽紫外线作用强，防止紫外线的侵害，提高了涂料的使用寿命。同时，其较高的硬度、密度、介电常数及折射率，有助于提高涂料的遮盖力和着色力，而且对阳光中的热辐射有很好的反射作用；

5、本发明中添加了玻璃空心微珠、硅藻泥、纳米二氧化钛、热反射隔热粉、氧化铝粉导热率低，能对建筑起到保温隔热的作用，当有热源靠近时能起到隔热的作用；

6、本发明的一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型外墙涂料。该种一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料不但具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性、粘合性低、VOC含量、低或无环境污染、施工方便等特点，而且具有高耐磨性、粘附力、柔韧性、高剥离强度和优良的耐低温性能以及聚丙烯酸酯卓越的光学性能和耐候性，是一种综合性能优良的辐射固化材料、隔热节能、导热系数低等优点。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明

进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯乳液30份、丙烯酸酯乳液30份、玻璃空心微珠2份、硅藻泥8份、纳米二氧化钛5份、热反射隔热粉6份、氧化铝粉5份、云母粉3份 、钛白粉3份、pH 调节剂0.3 份、分散剂0.5份、消泡剂0.2份、成膜助剂1.0份、增稠剂0.5份、润湿剂0.1份、去离子水30份。

所述的玻璃空心微珠为粒径50 μm 的中空微珠。

所述的钛白粉为金红石型钛白粉。

所述所述的消泡剂为有机硅类消泡剂。

所述的分散剂为三聚磷酸钠。

所述的增稠剂为甲基纤维素。

其制备方法包括以下步骤：

S10、将分散剂和润湿剂加入蒸馏水中，放到电动搅拌器上低速搅拌均匀，将玻璃空心微珠、硅藻土、纳米二氧化钛、热反射隔热粉、氧化铝粉、云母粉、钛白粉等颜、填料等按密度先小后大的顺序缓慢加入，同时根据情况加入适量消泡剂，然后缓慢加入成膜助剂及部分增稠剂，低速搅拌均匀后再移到高速搅拌分散机，加入剩余的部分增稠剂，高速分散约30min即得浆料；

S11、将聚氨酯乳液和丙烯酸酯乳液缓慢加入调制好的浆料中，低速搅拌30min，调节黏度和PH值，既得到所需聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料。

实施例2

一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯乳液60份、丙烯酸酯乳液60 份、玻璃空心微珠5份、硅藻泥15份、纳米二氧化钛10 份、热反射隔热粉10份、氧化铝粉10 份、云母粉6份 、钛白粉8份、pH 调节剂0.9 份、分散剂1.0 份、消泡剂0.5 份、成膜助剂2.5 份、增稠剂0.8 份、润湿剂0.3 份、去离子水50份。

所述的玻璃空心微珠为粒径150μm 的中空微珠。

所述的钛白粉为金红石型钛白粉。

所述所述的消泡剂为矿物油类消泡剂。

所述的分散剂为六偏磷酸钠。

所述的增稠剂为羟丙基甲基纤维素。

其制备方法包括以下步骤：

S10、将分散剂和润湿剂加入蒸馏水中，放到电动搅拌器上低速搅拌均匀，将玻璃空心微珠、硅藻土、纳米二氧化钛、热反射隔热粉、氧化铝粉、云母粉、钛白粉等颜、填料等按密度先小后大的顺序缓慢加入，同时根据情况加入适量消泡剂，然后缓慢加入成膜助剂及部分增稠剂，低速搅拌均匀后再移到高速搅拌分散机，加入剩余的部分增稠剂，高速分散约30min即得浆料；

S11、将聚氨酯乳液和丙烯酸酯乳液缓慢加入调制好的浆料中，低速搅拌40min，调节黏度和PH值，既得到所需聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料。

实施例3

一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯乳液45份、丙烯酸酯乳液45份、玻璃空心微珠4份、硅藻泥12份、纳米二氧化钛7份、热反射隔热粉12份、氧化铝粉6份、云母粉5份 、钛白粉5份、pH 调节剂0.6份、分散剂0.8份、消泡剂0.3份、成膜助剂1..5 份、增稠剂0.6 份、润湿剂0.2份、去离子水40 份。

所述的玻璃空心微珠为粒径100μm 的中空微珠。

所述的钛白粉为金红石型钛白粉。

所述所述的消泡剂为有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂任意配比的组合。

所述的分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠多种任意配比的组合物。

所述的增稠剂为羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇多种任意配比的组合物。

其制备方法包括以下步骤：

S10、将分散剂和润湿剂加入蒸馏水中，放到电动搅拌器上低速搅拌均匀，将玻璃空心微珠、硅藻土、纳米二氧化钛、热反射隔热粉、氧化铝粉、云母粉、钛白粉等颜、填料等按密度先小后大的顺序缓慢加入，同时根据情况加入适量消泡剂，然后缓慢加入成膜助剂及部分增稠剂，低速搅拌均匀后再移到高速搅拌分散机，加入剩余的部分增稠剂，高速分散约30min即得浆料；

S11、将聚氨酯乳液和丙烯酸酯乳液缓慢加入调制好的浆料中，低速搅拌35min，调节黏度和PH值，既得到所需聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料。

Claims (7)

1.一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯乳液30-60份、丙烯酸酯乳液30-60 份、玻璃空心微珠2-5份、硅藻泥8-15份、纳米二氧化钛5-10 份、热反射隔热粉6-10份、氧化铝粉5-10 份、云母粉3-6份 、钛白粉3-8份、pH 调节剂0.3-0.9 份、分散剂0.5-1.0 份、消泡剂0.2-0.5 份、成膜助剂1.0-2.5份、增稠剂0.5-0.8 份、润湿剂0.1-0.3 份、去离子水30-50 份。

2.根据权利要求1 所述的一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料，其特征在于：所述的玻璃空心微珠为粒径50 ～ 150μm 的中空微珠。

3.根据权利要求1 所述的一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料，其特征在于：所述的钛白粉为金红石型钛白粉。

4.根据权利要求1 所述的一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料，其特征在于：所述所述的消泡剂为有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂或其组合。

5.根据权利要求1 所述的一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料，其特征在于：所述的分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺中的一种或多种。

6.根据权利要求1 所述的一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料，其特征在于：所述的增稠剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚丙烯酸或聚丙烯酸钠中的一种或多种。

7.根据权利要求1 所述的一种聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：

S10、将分散剂和润湿剂加入蒸馏水中，放到电动搅拌器上低速搅拌均匀，将玻璃空心微珠、硅藻土、纳米二氧化钛、热反射隔热粉、氧化铝粉、云母粉、钛白粉等颜、填料等按密度先小后大的顺序缓慢加入，同时根据情况加入适量消泡剂，然后缓慢加入成膜助剂及部分增稠剂，低速搅拌均匀后再移到高速搅拌分散机，加入剩余的部分增稠剂，高速分散约30min即得浆料；

S11、将聚氨酯乳液和丙烯酸酯乳液缓慢加入调制好的浆料中，低速搅拌30-40min，调节黏度和PH值，既得到所需聚氨酯改性丙烯酸酯复合型隔热节能涂料。