CN108300290A - 一种保温环保金属门窗用涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种保温环保金属门窗用涂料及其制备方法，包括以下重量份的原料：纳米微粒15‑25份、防裂纤维8‑12份、有机硅树脂20‑30份、氟硅树脂15‑20份、玻璃空心微球10‑16份、溶剂30‑40份、粘合剂10‑14份、耐热填充物6‑8份、防霉杀菌剂2‑4份、加工助剂9‑13份、硅烷偶联剂3‑7份。本发明形成的膜层光滑细腻附着力好，隔热效果好、耐腐蚀性能强，耐紫外线、耐温变、防霉变性，涂料施工方便、一次成型；同时本发明的原料组分安全可靠，对人体无害，原料易得，成本较低，工艺简明，易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

Description

一种保温环保金属门窗用涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金防护技术领域，具体涉及一种保温环保金属门窗用涂料及其制备方法。
背景技术
随着人们生活家居方式日益丰富多样，对于生活家居方式的需求也随之提高，其中对于建筑质量要求的提高更显得尤为突出，对建筑门窗的要求最为突出，现今所用的门窗有金属制的、塑料制、木制等几种，所以制作门窗的材料成为主要研究的对象。当下市场上的复合金属门窗的缺点在于隔热效果差，复合金属的导热性能高，使得隔热效果欠缺由于铝合金材料和复合材料具有的独特性质，近年来，其应用范围正逐年扩大，用量也随之增加。为了进一步提高铝合金材料和复合材料表面的各种耐性及装饰效果，比较简单的方法是在其表面涂覆涂料。众所周知，铝合金材料在自然条件下与空气中的氧发生氧化反应而形成氧化膜，这层氧化膜的高度致密性，使其具有良好的防腐蚀作用，但同时也导致许多涂料无法在其表面实现良好的附着，限制了铝合金材料的应用范围；
另一方面建筑节能是执行国家环境保护和节约能源政策的主要内容，北方寒冷地区的建筑采暖能耗已占当地全社会能耗的20% 以上，且绝大部分都是采用火力发电和燃煤锅炉，同时给环境带来严重的污染。对于建筑隔热保温而言，用于采暖和空调能耗的40% -50%是由于门窗热传递而引起的。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种保温环保金属门窗用涂料，该涂料形成的膜层光滑细腻附着力好，隔热效果好、耐腐蚀性能强，耐紫外线、耐温变、防霉变性，涂料施工方便、一次成型；同时本发明的原料组分安全可靠，对人体无害，且原料易得，成本较低，工艺简明，易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种保温环保金属门窗用涂料，包括以下重量份的原料：
纳米微粒15-25份、防裂纤维8-12份、有机硅树脂20-30份、氟硅树脂15-20份、玻璃空心微球10-16份、溶剂30-40份、粘合剂10-14份、耐热填充物6-8份、防霉杀菌剂2-4份、加工助剂9-13份、硅烷偶联剂3-7份。
优选地，所述保温环保金属门窗用涂料包括以下重量份的原料：
纳米微粒20份、防裂纤维10份、有机硅树脂25份、氟硅树脂18份、玻璃空心微球13份、溶剂35份、粘合剂12份、耐热填充物7份、防霉杀菌剂3份、加工助剂11份、硅烷偶联剂5份。
优选地，所述纳米微粒为纳米氧化锆陶瓷微粉、纳米二氧化钛微粒、纳米氧化镁微粒、纳米硫酸钡微粒按照重量比7:1:1:1组成的混合物，所述纳米微粒粒度为10-20nm。
优选地，所述防裂纤维为木浆纤维、粘胶纤维、聚酰胺纤维按照重量比2:1:2组成的混合物。
优选地，所述溶剂为丙二酮、甲乙酮肟、丙二醇甲醚醋酸酯按照重量比2:1:2组成的混合物。
优选地，所述加工助剂为固化剂、流平剂、消泡剂，按照重量比4:1:1组成的混合物；所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯，所述流平剂为烷基改性有机硅氧烷，所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物乳液。
优选地，所述粘合剂为聚乙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯酯按照重量比3:2:1组成的混合物。
优选地，所述防霉杀菌剂为丙环唑和戊唑醇与3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯按质量比2:5混合物；
所述耐热填充物为高岭土、云母粉、硅藻土按照重量比1:2:1组成的混合物。
本发明还提供一种保温环保金属门窗用涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将纳米微珠、玻璃空心微珠、硅烷偶联剂、耐热填充物混合加入搅拌机中，在温度为30-40℃下搅拌10-20分钟，搅拌转速250-350r/min，得到混合物A；
步骤三，将有机硅树脂、氟硅树脂、溶剂、加工助剂加入高速搅拌机中，转速为350-450r/min，在温度为45-55℃下恒温搅拌20-30分钟，制得混合物B；
步骤四，将步骤二制得的混合物A、防裂纤维、粘合剂、防霉杀菌剂与步骤三制得的混合物B加入高速搅拌机中，转速为150-250r/min，30-40℃搅拌40-50分钟，制得发明的保温环保金属门窗用涂料。
优选地，所述保温环保金属门窗用涂料的制备步骤为：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将纳米微珠、玻璃空心微珠、硅烷偶联剂、耐热填充物混合加入搅拌机中，在温度为35℃下搅拌15分钟，搅拌转速300r/min，得到混合物A；
步骤三，将有机硅树脂、氟硅树脂、溶剂、加工助剂加入高速搅拌机中，转速为300 r/min，在温度为50℃下恒温搅拌25分钟，制得混合物B；
步骤四，将步骤二制得的混合物A、防裂纤维、粘合剂、防霉杀菌剂与步骤三制得的混合物B加入高速搅拌机中，转速为200r/min，35℃搅拌45分钟，制得发明的保温环保金属门窗用涂料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的一种保温环保金属门窗用涂料不含苯、甲苯、重金属等有害物，不致癌、不致畸变，对水体、土壤、生物危害小
（2）本发明的一种保温环保金属门窗用涂料添加的纳米微粒和玻璃空心微球使得保温涂料具备了较好的阻燃性能，使得涂料具有超微含气闭孔空间，超微含气闭孔空间能产生良好的隔热和储热保温效应，此外添加的耐热填充物为高岭土、云母粉、硅藻土
能够有效降低涂料的热导率，使得涂料热导率低隔热效果好，成本低廉，另一方面使得制备的涂料质地超细腻、丰满、遮盖力强等特点，同时，还具有天然优异的抗菌、防霉性能。
（3）本发明的一种保温环保金属门窗用涂料采用有机硅树脂、氟硅树脂作为主体材料，辅助以各种加工助剂，主要为固化剂、流平剂、消泡剂，实现的涂料优异的防水性和附着性，提高了涂料的化学稳定性，具有良好的防腐蚀性能，其形成的涂膜具有较强的耐中性盐雾性能。
（4）本发明的一种保温环保金属门窗用涂料添加的防霉杀菌剂使得涂料具有较好的防霉变性，添加的粘合剂使得涂料在铝合金材料及复合材料上具有良好的附着力。
（5）本发明的一种保温环保金属门窗用涂料形成的膜层光滑细腻附着力好，隔热效果好、耐腐蚀性能强，耐紫外线、耐温变、防霉变性，涂料施工方便、一次成型；同时本发明的原料组分安全可靠，对人体无害，且原料易得，成本较低，工艺简明，易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种保温环保金属门窗用涂料，包括以下重量份的原料：
纳米微粒15份、防裂纤维8份、有机硅树脂20份、氟硅树脂15份、玻璃空心微球10份、溶剂30份、粘合剂10份、耐热填充物6份、防霉杀菌剂2份、加工助剂9份、硅烷偶联剂3份。
本实施例中的纳米微粒为纳米氧化锆陶瓷微粉、纳米二氧化钛微粒、纳米氧化镁微粒、纳米硫酸钡微粒按照重量比7:1:1:1组成的混合物，所述纳米微粒粒度为10-20nm。
本实施例中的防裂纤维为木浆纤维、粘胶纤维、聚酰胺纤维按照重量比2:1:2组成的混合物。
本实施例中的溶剂为丙二酮、甲乙酮肟、丙二醇甲醚醋酸酯按照重量比2:1:2组成的混合物。
本实施例中的加工助剂为固化剂、流平剂、消泡剂，按照重量比4:1:1组成的混合物；所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯，所述流平剂为烷基改性有机硅氧烷，所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物乳液。
本实施例中的粘合剂为聚乙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯酯按照重量比3:2:1组成的混合物。
本实施例中的防霉杀菌剂为丙环唑和戊唑醇与3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯按质量比2:5混合物；
所述耐热填充物为高岭土、云母粉、硅藻土按照重量比1:2:1组成的混合物。
本实施例的一种保温环保金属门窗用涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将纳米微珠、玻璃空心微珠、硅烷偶联剂、耐热填充物混合加入搅拌机中，在温度为30℃下搅拌10分钟，搅拌转速250r/min，得到混合物A；
步骤三，将有机硅树脂、氟硅树脂、溶剂、加工助剂加入高速搅拌机中，转速为350r/min，在温度为45℃下恒温搅拌20分钟，制得混合物B；
步骤四，将步骤二制得的混合物A、防裂纤维、粘合剂、防霉杀菌剂与步骤三制得的混合物B加入高速搅拌机中，转速为150r/min，30℃搅拌40分钟，制得发明的保温环保金属门窗用涂料。
实施例2.
本实施例的一种保温环保金属门窗用涂料，包括以下重量份的原料：
纳米微粒25份、防裂纤维12份、有机硅树脂30份、氟硅树脂20份、玻璃空心微球16份、溶剂40份、粘合剂14份、耐热填充物8份、防霉杀菌剂4份、加工助剂13份、硅烷偶联剂7份。
本实施例中的纳米微粒为纳米氧化锆陶瓷微粉、纳米二氧化钛微粒、纳米氧化镁微粒、纳米硫酸钡微粒按照重量比7:1:1:1组成的混合物，所述纳米微粒粒度为10-20nm。
本实施例中的防裂纤维为木浆纤维、粘胶纤维、聚酰胺纤维按照重量比2:1:2组成的混合物。
本实施例中的溶剂为丙二酮、甲乙酮肟、丙二醇甲醚醋酸酯按照重量比2:1:2组成的混合物。
本实施例中的加工助剂为固化剂、流平剂、消泡剂，按照重量比4:1:1组成的混合物；所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯，所述流平剂为烷基改性有机硅氧烷，所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物乳液。
本实施例中的粘合剂为聚乙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯酯按照重量比3:2:1组成的混合物。
本实施例中的防霉杀菌剂为丙环唑和戊唑醇与3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯按质量比2:5混合物；
所述耐热填充物为高岭土、云母粉、硅藻土按照重量比1:2:1组成的混合物。
本实施例的一种保温环保金属门窗用涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将纳米微珠、玻璃空心微珠、硅烷偶联剂、耐热填充物混合加入搅拌机中，在温度为40℃下搅拌20分钟，搅拌转速350r/min，得到混合物A；
步骤三，将有机硅树脂、氟硅树脂、溶剂、加工助剂加入高速搅拌机中，转速为450 r/min，在温度为55℃下恒温搅拌30分钟，制得混合物B；
步骤四，将步骤二制得的混合物A、防裂纤维、粘合剂、防霉杀菌剂与步骤三制得的混合物B加入高速搅拌机中，转速为250r/min，40℃搅拌50分钟，制得发明的保温环保金属门窗用涂料。
实施例3.
本实施例的一种保温环保金属门窗用涂料，包括以下重量份的原料：
纳米微粒20份、防裂纤维10份、有机硅树脂25份、氟硅树脂18份、玻璃空心微球13份、溶剂35份、粘合剂12份、耐热填充物7份、防霉杀菌剂3份、加工助剂11份、硅烷偶联剂5份。
本实施例中的纳米微粒为纳米氧化锆陶瓷微粉、纳米二氧化钛微粒、纳米氧化镁微粒、纳米硫酸钡微粒按照重量比7:1:1:1组成的混合物，所述纳米微粒粒度为10-20nm。
本实施例中的防裂纤维为木浆纤维、粘胶纤维、聚酰胺纤维按照重量比2:1:2组成的混合物。
本实施例中的溶剂为丙二酮、甲乙酮肟、丙二醇甲醚醋酸酯按照重量比2:1:2组成的混合物。
本实施例中的加工助剂为固化剂、流平剂、消泡剂，按照重量比4:1:1组成的混合物；所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯，所述流平剂为烷基改性有机硅氧烷，所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物乳液。
本实施例中的粘合剂为聚乙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯酯按照重量比3:2:1组成的混合物。
本实施例中的防霉杀菌剂为丙环唑和戊唑醇与3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯按质量比2:5混合物；
所述耐热填充物为高岭土、云母粉、硅藻土按照重量比1:2:1组成的混合物。
本实施例的一种保温环保金属门窗用涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将纳米微珠、玻璃空心微珠、硅烷偶联剂、耐热填充物混合加入搅拌机中，在温度为35℃下搅拌15分钟，搅拌转速300r/min，得到混合物A；
步骤三，将有机硅树脂、氟硅树脂、溶剂、加工助剂加入高速搅拌机中，转速为300 r/min，在温度为50℃下恒温搅拌25分钟，制得混合物B；
步骤四，将步骤二制得的混合物A、防裂纤维、粘合剂、防霉杀菌剂与步骤三制得的混合物B加入高速搅拌机中，转速为200r/min，35℃搅拌45分钟，制得发明的保温环保金属门窗用涂料。
以上各实施例制备的保温环保金属门窗用涂料的性能测试结果如下：
导热系数W/（m·k） 耐水性 耐碱性
实施例1 0.084 160h无异常 89h无异常
实施例2 0.087 172h无异常 94 h无异常
实施例3 0.083 169h无异常 91 h无异常
对比例 0.094 81 h无异常 52 h无异常
本发明的一种保温环保金属门窗用涂料形成的膜层光滑细腻附着力好，隔热效果好、耐腐蚀性能强，耐紫外线、耐温变、防霉变性，涂料施工方便、一次成型；同时本发明的原料组分安全可靠，对人体无害，且原料易得，成本较低，工艺简明，易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种保温环保金属门窗用涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
纳米微粒15-25份、防裂纤维8-12份、有机硅树脂20-30份、氟硅树脂15-20份、玻璃空心微球10-16份、溶剂30-40份、粘合剂10-14份、耐热填充物6-8份、防霉杀菌剂2-4份、加工助剂9-13份、硅烷偶联剂3-7份。
2.根据权利要求1所述的一种保温环保金属门窗用涂料，其特征在于，所述保温环保金属门窗用涂料包括以下重量份的原料：
纳米微粒20份、防裂纤维10份、有机硅树脂25份、氟硅树脂18份、玻璃空心微球13份、溶剂35份、粘合剂12份、耐热填充物7份、防霉杀菌剂3份、加工助剂11份、硅烷偶联剂5份。
3.根据权利要求1或2所述的一种保温环保金属门窗用涂料，其特征在于，所述纳米微粒为纳米氧化锆陶瓷微粉、纳米二氧化钛微粒、纳米氧化镁微粒、纳米硫酸钡微粒按照重量比7:1:1:1组成的混合物，所述纳米微粒粒度为10-20nm。
4.根据权利要求1或2所述的一种保温环保金属门窗用涂料，其特征在于，所述防裂纤维为木浆纤维、粘胶纤维、聚酰胺纤维按照重量比2:1:2组成的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的一种保温环保金属门窗用涂料，其特征在于，所述溶剂为丙二酮、甲乙酮肟、丙二醇甲醚醋酸酯按照重量比2:1:2组成的混合物。
6.根据权利要求1或2所述的一种保温环保金属门窗用涂料，其特征在于，所述加工助剂为固化剂、流平剂、消泡剂，按照重量比4:1:1组成的混合物；所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯，所述流平剂为烷基改性有机硅氧烷，所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物乳液。
7.根据权利要求1或2所述的一种保温环保金属门窗用涂料，其特征在于，所述粘合剂为聚乙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯酯按照重量比3:2:1组成的混合物。
8.根据权利要求1或2所述的一种保温环保金属门窗用涂料，其特征在于，所述防霉杀菌剂为丙环唑和戊唑醇与3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯按质量比2:5混合物；
所述耐热填充物为高岭土、云母粉、硅藻土按照重量比1:2:1组成的混合物。
9.一种制备如权利要求1或2所述的保温环保金属门窗用涂料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将纳米微珠、玻璃空心微珠、硅烷偶联剂、耐热填充物混合加入搅拌机中，在温度为30-40℃下搅拌10-20分钟，搅拌转速250-350r/min，得到混合物A；
步骤三，将有机硅树脂、氟硅树脂、溶剂、加工助剂加入高速搅拌机中，转速为350-450r/min，在温度为45-55℃下恒温搅拌20-30分钟，制得混合物B；
步骤四，将步骤二制得的混合物A、防裂纤维、粘合剂、防霉杀菌剂与步骤三制得的混合物B加入高速搅拌机中，转速为150-250r/min，30-40℃搅拌40-50分钟，制得发明的保温环保金属门窗用涂料。
10.根据权利要求9所述的一种保温环保金属门窗用涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤为：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将纳米微珠、玻璃空心微珠、硅烷偶联剂、耐热填充物混合加入搅拌机中，在温度为35℃下搅拌15分钟，搅拌转速300r/min，得到混合物A；
步骤三，将有机硅树脂、氟硅树脂、溶剂、加工助剂加入高速搅拌机中，转速为300 r/min，在温度为50℃下恒温搅拌25分钟，制得混合物B；
步骤四，将步骤二制得的混合物A、防裂纤维、粘合剂、防霉杀菌剂与步骤三制得的混合物B加入高速搅拌机中，转速为200r/min，35℃搅拌45分钟，制得发明的保温环保金属门窗用涂料。
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