CN109054549A - 防水隔热流变材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种防水隔热流变材料及其制备方法，其中，防水隔热流变材料含乳胶液240～350质量份；有机硅防水剂50～120质量份；气凝胶粉50～100质量份；空心玻璃微珠50～150质量份；颜填料150～200质量份；溶剂150～200；以及各类助剂40～100质量份，该防水隔热流变材料干燥后形成防水隔热层，该防水隔热层具有良好的弹性、粘接强度大、拒水自洁、防水抗渗效果显著、耐热抗冻、耐紫外线照射、抗体老化、延伸性能好、保温隔热、无污染等性能，且一次施工即可以实现防水和隔热的两项需求，同时该防水隔热流变材料来能够提高建筑物屋面、金属板材、瓷砖、装饰瓦等的防水隔热性能。

Description

防水隔热流变材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及水性防水和隔热技术领域，具体地，涉及一种防水隔热流变材料及其制备方法。
背景技术
建筑物渗水常常是困扰人们的难题，渗水可能造成建筑物结构受到化学、微生物腐蚀，影响建筑安全及环境卫生。另外，金属板材、瓷砖、装饰瓦等材料表面，在潮湿或多水环境下，也会逐渐发生不可逆的腐蚀，最终导致穿孔或损坏。因此需要防水材料在特定结构表面形成防水层，阻隔渗水、漏水。同时，随着经济社会发展对环保节能要求的提高，建筑物的隔热性能也成为了人们愈发重视的因素，特定的节能率也成为民用建筑设计、建造、验收时必须达成的指标。
目前建筑物屋面大多采用防水沥青隔离水和氧气来达到防水效果。但采用防水沥青这种涂层存在耐候性差、表层易损坏等弊端。随着水性涂料技术的发展，丙烯酸、有机硅类防水涂料逐渐普及，大幅提高了防水的效果，但此类涂料性能单一。而且，目前防水技术和隔热技术通常是分开进行施工，两次施工比较复杂且在一定程度上限制了其应用。
因此，有必要开发新型的防水隔热一体化技术，使用一种产品、在一次施工中达成防水和隔热两项需求，降低施工难度并简化对破损防处的修复，为建筑物屋面、金属板材、瓷砖、装饰瓦等材料表面的防水隔热提供新的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种防水隔热流变材料，该材料经涂刷施工后可形成防水隔热层，该防水隔热层具有良好的弹性、粘接强度大、拒水自洁、防水抗渗效果显著、耐热抗冻、耐紫外线照射、抗体老化、延伸性能好、保温隔热、无污染等性能，克服了现有防水涂料功能单一隔热效果差等问题。
此外，本发明还提出了一种防水隔热流变材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：
根据本发明第一方面实施例的防水隔热流变材料，含有:
乳胶液240～350质量份；
有机硅防水剂50～120质量份；
气凝胶粉50～100质量份；
空心玻璃微珠50～150质量份；
颜填料150～200质量份；
溶剂150～200质量份；以及
助剂40～100质量份。
优选地，所述乳胶液含有：
丙烯酸乳液150～200质量份，所述丙烯酸乳液包括苯丙乳液、弹性纯丙乳液、纯丙乳液和硅丙乳液中的一种或多种；
丙烯酸酯乳液90～150质量份；以及
氯偏乳液0～50质量份。
优选地，所述气凝胶粉为疏水二氧化硅气凝胶粉，其粒径为10～500μm。
优选地，所述空心玻璃微珠的粒径为10～200μm。
优选地，所述颜填料包括颜料和填料，所述颜料为金红石型钛白粉和/或超细氧化锌，所述填料为超细云母粉和/或煅烧高岭土。
优选地，所述颜填料包括颜料和填料，其中，所述颜料为80～180质量份，所述填料为30～100质量份。
优选地，所述助剂包括增稠剂，以及分散剂、润湿剂、消泡剂、纤维素、成膜助剂、防冻剂、防火助剂、多功能助剂和防霉助剂中的1种或多种。
优选地，所述溶剂为水。
根据本发明第二方面实施力的防水隔热流变材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，将颜填料150～200质量份、第一助剂和溶剂150～200质量份混合，高速分散均匀，研磨，制成料浆备用；
步骤S2，将乳胶液240～350质量份，有机硅防水剂50～120质量份，气凝胶粉50～100质量份，空心玻璃微珠50～150质量份，第二助剂加入所述料浆中，充分混合后，缓慢加入增稠剂制成防水隔热流变材料，
其中，所述第一助剂、所述第二助剂和所述增稠剂共40～100质量份，所述料浆制备中，经过砂磨机研磨到规定细度。
优选地，所述第一助剂选自分散剂、润湿剂、消泡剂、纤维素、防冻剂和多功能助剂中的1种或多种，所述第二助剂选自成膜助剂、防火助剂和防霉助剂中的1种或多种。
本发明的上述技术方案至少具有如下效果之一：
(1)该防水隔热流变材料形成防水隔热层后具有较好的防水隔热性能；
(2)该防水隔热流变材料由于使用了气凝胶粉，具有很好的防水隔热的效果，导热系数可低至0.05W/(m·K)以下；
(3)通过滚涂、刷涂和喷涂的方式即可粘贴到筑物屋面、金属板材、瓷砖、装饰瓦等材料表面，使用方法简单；
(4)制备方法简单，适合工业化生产。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面具体描述根据本发明实施例的防水隔热流变材料。
根据本发明实施例的防水隔热流变材料含有乳胶液240～350质量份，有机硅防水剂50～120质量份，气凝胶粉50～100质量份，空心玻璃微珠50～150质量份，颜填料150～200质量份，溶剂150～200质量份和助剂40～100质量份。该组分的防水隔热流变材料经过干燥后形成的防水隔热层，导热系数可低至0.05W/(m·K)以下，具有良好的防水隔热的效果。需要说明的是，本发明的防水隔热流变材料组分及含量并不能作为对本发明的限制，可根据例如使用环境等要求进行适当调整。
具体地，所述乳胶液可以为常规的选择，可以含有丙烯酸乳液150～200质量份，丙烯酸酯乳液90～150质量份和氯偏乳液0～50质量份。优选地，丙烯酸乳液可以包括苯丙乳液、纯丙乳液和硅丙乳液中的一种或多种。其中，纯丙乳液可以优选为弹性纯丙乳液,弹性纯丙乳液具有更好的抗拉伸、抗开裂性能，使用寿命更长。
弹性纯丙乳液的作用是作为气凝胶粉、空心玻璃微珠和颜填料的分散介质，干燥后形成具有柔韧性的膜将这些填料包裹在其中，以使气凝胶粉和空心玻璃微珠稳定包裹在一起，增强其柔韧性，不易粉碎。在本发明的实施例中弹性纯丙乳液也可以采用硅丙乳液部分或全部替代弹性纯丙乳液。
丙烯酸酯乳液的作用增加基材与本产品涂层的粘合性，使用适量该乳液可提高产品的膜的韧性。可根据例如使用环境等要求适当的调整上述乳胶液的各成分比例，以获得防水和隔热性能较佳的防水隔热层。
氯偏乳液的主要作用是阻燃，同时也作为气凝胶粉等填料的分散介质。当然本发明的其他实施例中也可以采用其他同时具有阻燃和分散作用的物质。并不能作为本发明的限制。
有机硅防水乳液简称硅乳，是一种水包油型的硅油、水和表面活性剂等组成的乳液。其主要作用是增强膜的韧性、耐高温性、耐老化性、耐水性。进一步提高涂料的韧性、耐高温性、耐老化性、耐水性及抗沾污性。
气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度最小的固体，略低于空气密度，所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”，其内部的颗粒非常小可达纳米量级。气凝胶的种类很多、有二氧化硅系、氧化铝系等，本发明的气凝胶可以为常见的二氧化硅气凝胶，气凝胶粉为二氧化硅气凝胶粉，优选地，粉体的粒径可以为10～500μm之间。
空心玻璃微珠是一种经过特殊加工处理的玻璃微珠，是一种微米级新型轻质材料，其主要特点是密度比玻璃微珠更小，导热性更差，其主要成分是硼硅酸盐，空心玻璃微珠具有抗压强度高、熔点高、电阻率高、热导系数和热收缩系数小等特点，具有明显的减轻重量和隔音保温效果，使制品具有很好的抗龟裂性能和再加工性能。本发明的防腐隔热涂料中空心玻璃微珠的粒径可以为常规的选择，优选的，空心玻璃微珠的粒径可以为10～200μm之间，壁厚可以为1～2μm。通过加入空心玻璃微珠能够在增强防水隔热流变材料的隔热效果的同时，提高防水隔热层的机械性能。
颜填料中的颜料为金红石型钛白粉和超细氧化锌中的一种或两者混合物。颗粒范围100-2000目。能够在增强防水隔热层的反射效果的同时，提高防水隔热层的耐久性能。
颜填料中的填料为超细云母粉和煅烧高岭土中的一种或两者混合物。颗粒范围100-2000目。能够在增强防水隔热层的反射效果的同时，提高防水隔热层的耐久性能和机械性能。
根据本发明实施例的防水隔热流变材料，具有较好的防水和隔热的性能，且适合工业化生产。
助剂包括增稠剂，以及分散剂、润湿剂、消泡剂、纤维素、成膜助剂、防冻剂、防火助剂、多功能助剂和防霉助剂中的一种或多种。其中，多功能助剂作为强力共分散剂可以防止颜料再凝聚。
本发明的上述材料及组分均为市售或根据本领域的技术人员公知的方法制备得到，对此为本领域的公知，在此不再赘述。
本发明实施例的防水隔热流变材料干燥后形成的防水隔热层整体导热系数可低至0.05W/(m﹒K)以下，该涂层具有良好的隔热性能、良好的弹性、粘接强度大、拒水自洁、防水抗渗效果显著、耐热抗冻、耐紫外线照射、抗体老化、延伸性能好、保温隔热、无污染等性能，克服了现有防水涂料功能单一隔热效果差等问题。根据本发明实施例的防水隔热流变材料一次施工即可以实现防水和隔热的两项需求，同时通过防水隔热流变材料来提高建筑物屋面、金属板材、瓷砖、装饰瓦等材料表面的防水隔热性能，减少与外界热交换造成的能量损耗，延长使用寿命、提升建筑节能率。
根据本发明第二方面实施例的防水隔热流变材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，将颜填料150～200质量份、第一助剂和溶剂150～200质量份混合，高速分散均匀，研磨，制成料浆备用，研磨时，将混合物研磨到固定细度。
其中，第一助剂可以为分散剂、润湿剂、消泡剂、羟乙基纤维素、防冻剂、多功能助剂和溶剂等的一种或多种。本发明的其他实施例中也可以采用其他助剂替代或增加其他不同的助剂，可以根据需要适当的选择添加，其量也可以根据需要，如使用环境、作业情况等条件进行调整，对此并不能作为本发明的限制。
步骤S2，将乳胶液240～350质量份，有机硅防水剂50～120质量份，气凝胶粉50～100质量份，空心玻璃微珠50～150质量份，第二助剂加入所述料浆中，充分混合后，缓慢加入增稠剂制成防水隔热流变材料。其中，第二助剂可以为成膜助剂、防火助剂和防霉助剂等。本发明的其他实施例中也可以采用其他助剂代替或增加不同的助剂，可以根据需要适当的选择添加，其量也可以根据需要(如使用环境、作业情况等条件)进行调整，对此并不能作为本发明的限制。
优选地，所述第一助剂、所述第二助剂和所述增稠剂共40～100质量份。
本发明的防水隔热流变材料各组分的添加顺序没有特定的限制，按照上述比例进行混合形成混合液，在通过高速分散机以100～500转/分钟的速率对混合液分散5～120分钟，将混合液制成均质的浆状物，即防水隔热流变材料。
本发明实施例的防水隔热流变材料的制备方法简单、能够制备出性能良好且兼具防水和隔热两种性能的防水隔热流变材料，适合工业化生产。
为使本领域的技术研究人员能够更好的理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
1)制备浆料
以下材料按质量份计，将去离子水200质量份，金红石钛白粉100质量份，超细云母粉50质量份，煅烧高岭土50质量份和助剂16.5质量份混合，其中助剂包括分散剂(D5045)4质量份、润湿剂(W-225)2质量份、消泡剂(F111)2质量份、羟乙基纤维素(QP-30000H)2质量份、防冻剂丙二醇5质量份、多功能助剂(AMP-95)1.5质量份，将上述混合物料加入分散机中，高速分散均匀，再通过砂磨机研磨到规定细度，制成料浆备用。
2)制备防水隔热流变材料
以下材料按质量份计，向料浆中分别加入弹性纯丙乳液(上海久优化工JY-8600)160质量份，丙烯酸酯乳液(安徽中恩化工SA-226)140质量份，氯偏乳液(武汉合中生化HZ1265)45质量份，有机硅防水剂50质量份，气凝胶粉(上海澍澎)60质量份，空心玻璃微珠(山西海诺HN20)100质量份，成膜助剂(NFA-995)5质量份、防火助剂(上海航然环保科技有限公司BSH002)20质量份和防霉助剂(上海久优化工)1.5质量份，在分散机速度为300-400转/分条件下搅拌至充分混合，随后向其中缓慢加入增稠剂(R-682)3质量份搅拌均匀以得到防水隔热流变材料。其性能测试结果如表1中1号所示。
实施例2
1)制备浆料
以下材料按质量份计，将去离子水200质量份，金红石钛白粉80质量份，超细氧化锌80质量份，超细云母粉40质量份和助剂17质量份混合，其中，助剂包括分散剂(D5045)5质量份、润湿剂(W-225)2质量份、消泡剂(F111)2质量份、羟乙基纤维素(QP-30000H)1.5质量份、丙二醇5质量份和多功能助剂(AMP-95)1.5质量份，将上述混合物料加入分散机中分散均匀，在采用砂磨机研磨到规定细度，制成料浆备用。
2)配制防水隔热流变材料
以下材料按质量份计，向浆料中加入纯丙乳液(上海久优化工JY-8700)80质量份、硅丙乳液(上海久优化工)70质量份、氯偏乳液(武汉合中生化HZ1265)40质量份和丙烯酸酯树脂(安徽中恩化工SA-226)80质量份、成膜助剂8质量份、防火助剂(上海航然环保科技有限公司BSH002)20质量份和防霉助剂(上海久优化工)1.5质量份，在分散盘转速为400r/min的条件下搅拌混合1min，再加入气凝胶粉(上海澍澎)70质量份、空心玻璃微珠(山西海诺HN20)80质量份混合均匀，最后向其中缓慢加入增稠剂2.5质量份，在分散转速为500r/min的条件下搅拌120min以得到防水隔热流变材料。其检测结果如表1中2号所示。
实施例3
1)制备料浆
以下材料按质量份计，将去离子水200质量份，金红石钛白粉100质量份，超细氧化锌20质量份，超细云母粉40质量份，煅烧高岭土40质量份和助剂17.5质量份混合，其中，助剂包括分散剂(D5045)5质量份、润湿剂(W-225)2质量份、消泡剂(F111)2质量份、羟乙基纤维素(QP-30000H)2质量份、防冻剂丙二醇5质量份和多功能助剂(AMP-95)1.5质量份，将上述混合物料加入分散机中分散均匀，在采用砂磨机研磨到规定细度，制成料浆备用。
2)制备防水隔热流变材料
以下材料按质量份计，想浆料中分别加入硅丙乳液(上海久优化工)180质量份和丙烯酸酯树脂(安徽中恩化工SA-226)80质量份，有机硅防水剂50质量份，成膜助剂(NFA-995)10质量份、防火助剂(上海航然环保科技有限公司BSH002)30质量份和防霉助剂(上海久优化工)1.5质量份，并在分散盘转速为100r/min的条件下搅拌混合1min，再加入气凝胶粉(上海澍澎)100份和空心玻璃微珠(山西海诺HN20)110份，最后向其中缓慢加入增稠剂3质量份，继续在分散盘转速为500r/min的条件下搅拌60min以得到防水隔热流变材料。其性能测试结果如表1中3号所示。
表1：质量指标
从表中可以看出，三个实施例中的防水隔热流变材料的导热系数测试均小于0.05W/(m﹒K)，隔热温差测试大于10℃，进而表明该材料具有较好的隔热性能，太阳反射率和半球反射率均大于85，表明该材料具有较佳的耐紫外线照射性能，拉伸强度大于1.5MPa，断裂延伸率大于300％，表明该材料具有较好的机械性能，较好的延伸性能，以及不透水性等均合格，表明具有良好的防水的效果等。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种防水隔热流变材料，其特征在于,含有:
乳胶液240～350质量份；
有机硅防水剂50～120质量份；
气凝胶粉50～100质量份；
空心玻璃微珠50～150质量份；
颜填料150～200质量份；
溶剂150～200质量份；以及
助剂40～100质量份。
2.根据权利要求1所述的防水隔热流变材料，其特征在于，所述乳胶液含有：
丙烯酸乳液150～200质量份，所述丙烯酸乳液包括苯丙乳液、纯丙乳液和硅丙乳液中的一种或多种；
丙烯酸酯乳液90～150质量份；以及
氯偏乳液0～50质量份。
3.根据权利要求1所述的防水隔热流变材料，其特征在于，所述气凝胶粉为疏水二氧化硅气凝胶粉，其粒径为10～500μm。
4.根据权利要求1所述的防水隔热流变材料，其特征在于，所述空心玻璃微珠的粒径为10～200μm。
5.根据权利要求1所述的防水隔热流变材料，其特征在于，所述颜填料包括颜料和填料，所述颜料为金红石型钛白粉和/或超细氧化锌，所述填料为超细云母粉和/或煅烧高岭土。
6.根据权利要求5所述的防水隔热流变材料，其特征在于，所述颜填料包括颜料和填料，其中，所述颜料为80～180质量份，所述填料为30～100质量份。
7.根据权利要求1所述的防水隔热流变材料，其特征在于，所述助剂包括增稠剂，以及分散剂、润湿剂、消泡剂、纤维素、成膜助剂、防冻剂、防火助剂、多功能助剂和防霉助剂中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的防水隔热流变材料，其特征在于，所述溶剂为去离子水。
9.一种防水隔热流变材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，将颜填料150～200质量份、第一助剂和溶剂150～200质量份混合，高速分散均匀，研磨，制成料浆备用；
步骤S2，将乳胶液240～350质量份，有机硅防水剂50～120质量份，气凝胶粉50～100质量份，空心玻璃微珠50～150质量份，第二助剂加入所述料浆中，充分混合后，缓慢加入增稠剂制成防水隔热流变材料，
其中，所述第一助剂、所述第二助剂和所述增稠剂共40～100质量份。
10.根据权利要求9所述的防水隔热流变材料的制备方法，其特征在于，所述第一助剂选自分散剂、润湿剂、消泡剂、纤维素、防冻剂和多功能助剂中的1种或多种，所述第二助剂选自成膜助剂、防火助剂和防霉助剂中的1种或多种。
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