CN109852159A - 一种气凝轻质表层外墙涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气凝轻质表层外墙涂料，属于建筑涂料技术领域，一种气凝轻质表层外墙涂料，由以下成分按照重量比组成：25‑30份成膜乳液、10‑20份钛白粉、5‑6份高岭土、24‑30份重钙、1‑1.5份防冻剂、0.4‑0.8份消泡剂、0.2‑0.5份附着力促进剂、0.1‑0.15份防辐射剂、1‑2份防裂增强剂、0.1‑0.2份润湿剂、0.8‑1.2份成膜助剂、0.1‑0.2份纤维素增稠剂、0.1‑0.3份分散剂、0.2‑0.3份PH调节剂、1‑3份粘度稳定剂、5‑6份纳米银颗粒、5‑6份磁性气凝胶和10‑20份去离子水，可以实现通过磁性气凝胶的轻质和隔热特性，赋予外墙涂料气凝轻质的特点，在混合过程中通过施加外部磁场导向磁性气凝胶在涂料中的均匀分散，提高涂料的整体性能，包括其抗裂性、粘度和隔热性。

Description

一种气凝轻质表层外墙涂料

技术领域

本发明涉及建筑涂料技术领域，更具体地说，涉及一种气凝轻质表层外 墙涂料。

背景技术

气凝胶，又称为干凝胶，当凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量比 固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体 状，这即为干凝胶，也称为气凝胶，如明胶、阿拉伯胶、硅胶、毛发、指甲 等，气凝胶也具凝胶的性质，即具膨胀作用、触变作用、离浆作用，任何物 质的gel只要可以经干燥后除去内部溶剂后，又可基本保持其形状不变，且 产物高孔隙率、低密度，则皆可以称之为气凝胶，因为密度极低，目前最轻 的气凝胶仅有0.16毫克每立方厘米，比空气密度略低，所以也被叫做“冻结 的烟”或“蓝烟”，由于里面的颗粒非常小(纳米量级)，所以可见光经过 它时散射较小(瑞利散射)，就像阳光经过空气一样，因此，它也和天空一 样看着发蓝(如果里面没有掺杂其它东西)，如果对着光看有点发红，(天 空是蓝色的，而傍晚的天空是红色的)。

由于气凝胶中一般80％以上是空气，所以有非常好的隔热效果，一寸厚的 气凝胶相当20至30块普通玻璃的隔热功能，硅气凝胶纤细的纳米网络结构 有效地限制了局域热激发的传播，其固态热导率比相应的玻璃态材料低2—3 个数量级，纳米微孔洞抑制了气体分子对热传导的贡献，硅气凝胶的折射率 接近l，而且对红外和可见光的湮灭系数之比达100以上，能有效地透过太阳 光，并阻止环境温度的红外热辐射，成为一种理想的透明隔热材料，在太阳 能利用和建筑物节能方面已经得到应用。

铁磁流体(磁流体)是在外加磁场作用下变得具有很强磁性的液体，它是 既具有磁性又具有流动性的新型功能材料，铁磁流体是由纳米级的铁磁或亚 铁磁构成的胶体溶液，颗粒悬浮于载体溶液中，载体溶液通常为有机溶剂或 水，纳米颗粒完全被表面活性剂包裹以防止聚合成团，铁磁流体通常在无外 加磁场时不保持磁性，因而被归类为超顺磁，铁磁流体中的纳米粒子在正常 条件下由于热运动不发生沉降。

我国建筑外墙使用的涂料主要为乳胶漆，其成膜物质为聚合物乳液，用 于外墙的乳液有苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙乳液、氟碳乳液等，无论是苯丙 乳液、纯丙乳液、硅丙乳液还是氟碳乳液，制成乳胶漆上墙后，经过五至十 年的户外老化，其性能均有明显下降，主要表现为涂层掉粉、甚至脱落，另 一方面，由于成膜物质为具有一定亲水性的有机聚合物，在一定的温度、湿 度环境下会有霉藻滋生，导致涂层自然老化后掉粉、脱落的原因主要是聚合 物链的断裂，苯丙乳液、纯丙乳液成膜主键为C-C键和C-O键，键能较低， 在户外长期紫外光照射的情况下，C-C键和C-O键容易发生断裂，即聚合物链 的断裂，漆膜的成膜物质受紫外光作用而不成膜，便出现了涂层掉粉、脱落 等现象，由于乳胶漆的成膜物质为乳液，因而在合适的温度、湿度条件下， 乳液聚合物为霉菌和藻类的生长提供了营养，所以普通的乳胶漆更容易长霉 长藻，因此传统的外墙涂料在添加气凝胶材料之后，虽然隔热效果有所提升， 但是由于气凝胶质地极轻体积较小的缘故现有技术中没有十分有效的搅拌方 式可以使之均匀分散在涂料中，从而使得涂料的隔热效果不均匀，同时分散 不均匀导致涂料形成涂层后强度不高，甚至部分气凝胶会存在涂层表面裸露 在环境中，容易出现开裂脱落的现象，缩短涂料的使用寿命。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种气凝轻质表层 外墙涂料，它可以实现通过磁性气凝胶的轻质和隔热特性，赋予外墙涂料气 凝轻质的特点，在混合过程中通过施加外部磁场导向磁性气凝胶在涂料中的 均匀分散，提高涂料的整体性能，包括其抗裂性、粘度和隔热性，同时添加 附着力促进剂和防裂增强剂来中和磁性气凝胶带来的负面影响，通过防辐射 剂和纳米银颗粒来改善原先涂料中受紫外线照射易开裂脱落和滋生霉菌的缺 点。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种气凝轻质表层外墙涂料，所述气凝轻质表层外墙涂料由以下成分按 照重量比组成：25-30份成膜乳液、10-20份钛白粉、5-6份高岭土、24-30 份重钙、1-1.5份防冻剂、0.4-0.8份消泡剂、0.2-0.5份附着力促进剂、 0.1-0.15份防辐射剂、1-2份防裂增强剂、0.1-0.2份润湿剂、0.8-1.2份成 膜助剂、0.1-0.2份纤维素增稠剂、0.1-0.3份分散剂、0.2-0.3份PH调节剂、 1-3份粘度稳定剂、5-6份纳米银颗粒、5-6份磁性气凝胶和10-20份去离子水，可以实现通过磁性气凝胶的轻质和隔热特性，赋予外墙涂料气凝轻质的 特点，在混合过程中通过施加外部磁场导向磁性气凝胶在涂料中的均匀分散， 提高涂料的整体性能，包括其抗裂性、粘度和隔热性，同时添加附着力促进 剂和防裂增强剂来中和磁性气凝胶带来的负面影响，通过防辐射剂和纳米银 颗粒来改善原先涂料中受紫外线照射易开裂脱落和滋生霉菌的缺点。

进一步的，所述成膜乳液由弹性丙烯酸乳液和苯丙乳液混合制成，且弹 性丙烯酸乳液和苯丙乳液的混合比例为1：1.2-1.5，所述成膜助剂为十二酯 醇。

进一步的，所述防冻剂为丙二醇防冻剂，所述消泡剂为NXZ消泡剂，所 述润湿剂为磺化油，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮分散剂，所述PH调节剂为 柠檬酸钾，所述粘度稳定剂，所述粘度稳定剂为亲水的烷基或烷氧基化胺混 合物水溶液。

进一步的，所述附着力促进剂由特殊变性树脂与硅烷偶联剂混合制成， 对于涂料的防脱落性有特殊功效，具有较宽的溶解性，可改进多种涂料体系 的附着力如：水性涂料、水性油墨、印花胶浆、UV光油、PU光油、塑胶漆、 金属烤漆，尤其适用于水性漆，提高附着力及韧性。

进一步的，所述防裂增强剂包括质量比为1:1的抗裂剂和水性纳米增强 剂，因为涂料中加入了磁性气凝胶导致涂层容易开裂，在防裂增强剂的作用 下可以解决容易开裂的问题，具有极其优异的防开裂功能。

进一步的，所述防辐射剂由重晶石矿粉，玉石粉，硼砂矿粉，天青石矿 粉，硫酸钡，铅粉，古马隆树脂，基质金属蛋白酶中的一种或几种组成，苯 丙乳液成膜主键为C-C键和C-O键，键能较低，在户外长期紫外光照射的情 况下，C-C键和C-O键容易发生断裂，即聚合物链的断裂，漆膜的成膜物质受 紫外光作用而不成膜，便出现了涂层掉粉、脱落等现象，防辐射剂可以起到 一定的抗辐射效果，降低紫外线对涂料的影响。

进一步的，所述磁性气凝胶以二氧化硅气凝胶为载体负载磁性纳米粒子， 其制备步骤如下：将含有磁性纳米粒子的铁磁流体均匀喷洒至经过交联剂增 强后的二氧化硅气凝胶基材上，二氧化硅气凝胶基材吸湿饱和后，进行超临 界二氧化碳干燥，操作压力为10MPa，温度为55℃，二氧化碳流率为0.6L/h， 干燥时间为4h，磁性纳米粒子既具有磁性同时具有流动性，配合气凝胶基材 中的空隙和在线还原性快速复合，在对气凝胶基材自身性质微乎其微的影响 下赋予磁性。

进一步的，一种气凝轻质表层外墙涂料，包括以下制备步骤：

步骤一，打开反应釜，并将温度设定为50℃，待稳定稳定后，称重10-20 重量份的去离子水加入至反应釜中；

步骤二，依次向反应釜添加0.4-0.8份消泡剂、0.1-0.2份润湿剂、0.1-0.2 份纤维素增稠剂和0.1-0.3份分散剂，在200rpm-500rpm转速下进行机械搅 拌，搅拌时间为3-5min；

步骤三，依次向反应釜内添加10-20份钛白粉、5-6份高岭土、24-30份 重钙，在800rpm-1000rpm转速下进行机械搅拌，搅拌时间为5-10min；

步骤四，依次向反应釜内添加25-30份成膜乳液、0.8-1.2份成膜助剂、 1-1.5份防冻剂、0.2-0.5份附着力促进剂、0.1-0.15份防辐射剂、1-2份防 裂增强剂、0.2-0.3份PH调节剂、1-3份粘度稳定剂和5-6份纳米银颗粒， 在800rpm-1000rpm转速下进行机械搅拌，搅拌时间为10-15min，接着超声波 搅拌10-15min；

步骤五，将步骤四中反应釜内的混合液取出盛放在制备器皿中，添加5-6 份磁性气凝胶均匀混合后制得气凝轻质表层外墙涂料。

进一步的，所述步骤五中通过施加外部磁场导向磁性气凝胶均匀分散在 混合液中，传统的气凝胶无论是通过机械搅拌还是超声波搅拌，由于气凝胶 质地极轻，分散效果较差，很难均匀的与涂料混合，从而影响涂料的整体性 能包括抗裂性、隔热性，通过磁场效应可以利用磁场力驱使磁性气凝胶均匀 分散在涂料中，从而提升涂料的整体性能，尤其是隔热性得到显著性的提高， 较传统的涂料隔热性上升30-40％。

进一步的，所述气凝轻质表层外墙涂料在涂覆时可以预涂覆有预涂料基 层，所述预涂料基层按照步骤一至四制备后添加1-2份的磁铁粉混合制成， 且预涂料基层的厚度为0.5-1mm，由于气凝轻质表层外墙涂料存在磁性气凝胶 和质量较轻的原因，对与外墙之间的附着力有些微影响，通过预涂料基层则 可以解决附着力的问题，同时预涂料基层中磁铁粉可以吸引气凝轻质表层外 墙涂料中的磁性气凝胶向预涂料基层流动，不易出现在表面存在开裂的风险， 可以提高隔热性能。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现通过磁性气凝胶的轻质和隔热特性，赋予外墙涂料 气凝轻质的特点，在混合过程中通过施加外部磁场导向磁性气凝胶在涂料中 的均匀分散，提高涂料的整体性能，包括其抗裂性、粘度和隔热性，同时添 加附着力促进剂和防裂增强剂来中和磁性气凝胶带来的负面影响，通过防辐 射剂和纳米银颗粒来改善原先涂料中受紫外线照射易开裂脱落和滋生霉菌的 缺点。

(2)附着力促进剂由特殊变性树脂与硅烷偶联剂混合制成，对于涂料的 防脱落性有特殊功效，具有较宽的溶解性，可改进多种涂料体系的附着力如： 水性涂料、水性油墨、印花胶浆、UV光油、PU光油、塑胶漆、金属烤漆，尤 其适用于水性漆，提高附着力及韧性。

(3)防裂增强剂包括质量比为1:1的抗裂剂和水性纳米增强剂，因为涂 料中加入了磁性气凝胶导致涂层容易开裂，在防裂增强剂的作用下可以解决 容易开裂的问题，具有极其优异的防开裂功能。

(4)防辐射剂由重晶石矿粉，玉石粉，硼砂矿粉，天青石矿粉，硫酸钡， 铅粉，古马隆树脂，基质金属蛋白酶中的一种或几种组成，苯丙乳液成膜主 键为C-C键和C-O键，键能较低，在户外长期紫外光照射的情况下，C-C键和 C-O键容易发生断裂，即聚合物链的断裂，漆膜的成膜物质受紫外光作用而不 成膜，便出现了涂层掉粉、脱落等现象，防辐射剂可以起到一定的抗辐射效 果，降低紫外线对涂料的影响。

(5)磁性气凝胶以二氧化硅气凝胶为载体负载磁性纳米粒子，其制备步 骤如下：将含有磁性纳米粒子的铁磁流体均匀喷洒至经过交联剂增强后的二 氧化硅气凝胶基材上，二氧化硅气凝胶基材吸湿饱和后，进行超临界二氧化 碳干燥，操作压力为10MPa，温度为55℃，二氧化碳流率为0.6L/h，干燥时 间为4h，磁性纳米粒子既具有磁性同时具有流动性，配合气凝胶基材中的空 隙和在线还原性快速复合，在对气凝胶基材自身性质微乎其微的影响下赋予 磁性。

(5)步骤五中通过施加外部磁场导向磁性气凝胶均匀分散在混合液中， 传统的气凝胶无论是通过机械搅拌还是超声波搅拌，由于气凝胶质地极轻， 分散效果较差，很难均匀的与涂料混合，从而影响涂料的整体性能包括抗裂 性、隔热性，通过磁场效应可以利用磁场力驱使磁性气凝胶均匀分散在涂料 中，从而提升涂料的整体性能，尤其是隔热性得到显著性的提高，较传统的 涂料隔热性上升30-40％。

(6)气凝轻质表层外墙涂料在涂覆时可以预涂覆有预涂料基层，预涂料 基层按照步骤一至四制备后添加1-2份的磁铁粉混合制成，且预涂料基层的 厚度为0.5-1mm，由于气凝轻质表层外墙涂料存在磁性气凝胶和质量较轻的原 因，对与外墙之间的附着力有些微影响，通过预涂料基层则可以解决附着力 的问题，同时预涂料基层中磁铁粉可以吸引气凝轻质表层外墙涂料中的磁性 气凝胶向预涂料基层流动，不易出现在表面存在开裂的风险，可以提高隔热 性能。

附图说明

图1为本发明的组分表；

图2为本发明分散磁性气凝胶时的结构示意图；

图3为本发明涂覆在建筑外墙时的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、 “顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅 是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必 须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的 限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示 或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语 “安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连 接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械 连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连， 可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情 况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-3，一种气凝轻质表层外墙涂料，气凝轻质表层外墙涂料由以 下成分按照重量比组成：28份成膜乳液、15份钛白粉、5份高岭土、25份重 钙、0.5份消泡剂、0.1份润湿剂、0.1份纤维素增稠剂、0.2份分散剂、1份 成膜助剂、1.2份防冻剂、0.4份附着力促进剂、0.12份防辐射剂、1份防裂 增强剂、0.2份PH调节剂、2份粘度稳定剂、5份纳米银颗粒、5份磁性气凝 胶和18份去离子水。

成膜乳液由弹性丙烯酸乳液和苯丙乳液混合制成，且弹性丙烯酸乳液和 苯丙乳液的混合比例为1：1.2，成膜助剂为十二酯醇。

防冻剂为丙二醇防冻剂，消泡剂为NXZ消泡剂，润湿剂为磺化油，分散 剂为聚乙烯吡咯烷酮分散剂，PH调节剂为柠檬酸钾，粘度稳定剂，粘度稳定 剂为亲水的烷基或烷氧基化胺混合物水溶液。

附着力促进剂由特殊变性树脂与硅烷偶联剂混合制成，对于涂料的防脱 落性有特殊功效，具有较宽的溶解性，可改进多种涂料体系的附着力如：水 性涂料、水性油墨、印花胶浆、UV光油、PU光油、塑胶漆、金属烤漆，尤其 适用于水性漆，提高附着力及韧性。

防裂增强剂包括质量比为1:1的抗裂剂和水性纳米增强剂，因为涂料中 加入了磁性气凝胶导致涂层容易开裂，在防裂增强剂的作用下可以解决容易 开裂的问题，具有极其优异的防开裂功能。

防辐射剂由重晶石矿粉，玉石粉，古马隆树脂，基质金属蛋白酶混合组 成，苯丙乳液成膜主键为C-C键和C-O键，键能较低，在户外长期紫外光照 射的情况下，C-C键和C-O键容易发生断裂，即聚合物链的断裂，漆膜的成膜 物质受紫外光作用而不成膜，便出现了涂层掉粉、脱落等现象，防辐射剂可 以起到一定的抗辐射效果，降低紫外线对涂料的影响。

纳米银颗粒具有较佳的杀菌作用，能够在外墙表面形成杀菌层，防霉菌 效果显著，达到有效地防止霉菌的滋生的效果。

磁性气凝胶以二氧化硅气凝胶为载体负载磁性纳米粒子，其制备步骤如 下：将含有磁性纳米粒子的铁磁流体均匀喷洒至经过交联剂增强后的二氧化 硅气凝胶基材上，二氧化硅气凝胶基材吸湿饱和后，进行超临界二氧化碳干 燥，操作压力为10MPa，温度为55℃，二氧化碳流率为0.6L/h，干燥时间为 4h，磁性纳米粒子既具有磁性同时具有流动性，配合气凝胶基材中的空隙和 在线还原性快速复合，在对气凝胶基材自身性质微乎其微的影响下赋予磁性。 进一步的，一种气凝轻质表层外墙涂料，包括以下制备步骤：

步骤一，打开反应釜，并将温度设定为50℃，待稳定稳定后，称重18重 量份的去离子水加入至反应釜中；

步骤二，依次向反应釜添加0.5份消泡剂、0.1份润湿剂、0.1份纤维素 增稠剂和0.2份分散剂，在300rpm转速下进行机械搅拌，搅拌时间为5min；

步骤三，依次向反应釜内添加15份钛白粉、5份高岭土、25份重钙，在 800rpm转速下进行机械搅拌，搅拌时间为5min；

步骤四，依次向反应釜内添加28份成膜乳液、1份成膜助剂、1.2份防 冻剂、0.4份附着力促进剂、0.12份防辐射剂、1份防裂增强剂、0.2份PH 调节剂、2份粘度稳定剂和5份纳米银颗粒，在800rpm转速下进行机械搅拌， 搅拌时间为12min，接着超声波搅拌12min；

步骤五，将步骤四中反应釜内的混合液取出盛放在制备器皿中，添加5 份磁性气凝胶均匀混合后制得气凝轻质表层外墙涂料，通过施加外部磁场导 向磁性气凝胶均匀分散在混合液中，传统的气凝胶无论是通过机械搅拌还是 超声波搅拌，由于气凝胶质地极轻，分散效果较差，很难均匀的与涂料混合， 从而影响涂料的整体性能包括抗裂性、隔热性，请参阅图2，通过磁场效应可 以利用磁场力驱使磁性气凝胶均匀分散在涂料中，从而提升涂料的整体性能， 尤其是隔热性得到显著性的提高，较传统的涂料隔热性上升30-40％。

请参阅图3，气凝轻质表层外墙涂料在涂覆时可以预涂覆有预涂料基层， 预涂料基层按照步骤一至四制备后添加1.8份的磁铁粉混合制成，且预涂料 基层的厚度为0.5mm，由于气凝轻质表层外墙涂料存在磁性气凝胶和质量较轻 的原因，对与外墙之间的附着力有些微影响，通过预涂料基层则可以解决附 着力的问题，同时预涂料基层中磁铁粉可以吸引气凝轻质表层外墙涂料中的 磁性气凝胶向预涂料基层流动，不易出现在表面存在开裂的风险，可以提高 隔热性能。

实施例2：

请参阅图1，一种气凝轻质表层外墙涂料，气凝轻质表层外墙涂料由以下 成分按照重量比组成：30份成膜乳液、15份钛白粉、6份高岭土、28份重钙、 1-1.5份防冻剂、1.5份防冻剂、0.7份消泡剂、0.2份润湿剂、0.2份纤维素 增稠剂、0.3份分散剂、0.4份附着力促进剂、0.15份防辐射剂、2份防裂增 强剂、0.3份PH调节剂、2份粘度稳定剂、6份纳米银颗粒、6份磁性气凝胶 和20份去离子水。

成膜乳液由弹性丙烯酸乳液和苯丙乳液混合制成，且弹性丙烯酸乳液和 苯丙乳液的混合比例为1：1.4，成膜助剂为十二酯醇。

防冻剂为丙二醇防冻剂，消泡剂为NXZ消泡剂，润湿剂为磺化油，分散 剂为聚乙烯吡咯烷酮分散剂，PH调节剂为柠檬酸钾，粘度稳定剂，粘度稳定 剂为亲水的烷基或烷氧基化胺混合物水溶液。

附着力促进剂由特殊变性树脂与硅烷偶联剂混合制成，对于涂料的防脱 落性有特殊功效，具有较宽的溶解性，可改进多种涂料体系的附着力如：水 性涂料、水性油墨、印花胶浆、UV光油、PU光油、塑胶漆、金属烤漆，尤其 适用于水性漆，提高附着力及韧性。

防裂增强剂包括质量比为1:1的抗裂剂和水性纳米增强剂，因为涂料中 加入了磁性气凝胶导致涂层容易开裂，在防裂增强剂的作用下可以解决容易 开裂的问题，具有极其优异的防开裂功能。

防辐射剂由重晶石矿粉，玉石粉，古马隆树脂，基质金属蛋白酶混合组 成，苯丙乳液成膜主键为C-C键和C-O键，键能较低，在户外长期紫外光照 射的情况下，C-C键和C-O键容易发生断裂，即聚合物链的断裂，漆膜的成膜 物质受紫外光作用而不成膜，便出现了涂层掉粉、脱落等现象，防辐射剂可 以起到一定的抗辐射效果，降低紫外线对涂料的影响。

纳米银颗粒具有较佳的杀菌作用，能够在外墙表面形成杀菌层，防霉菌 效果显著，达到有效地防止霉菌的滋生的效果。

磁性气凝胶以二氧化硅气凝胶为载体负载磁性纳米粒子，其制备步骤如 下：将含有磁性纳米粒子的铁磁流体均匀喷洒至经过交联剂增强后的二氧化 硅气凝胶基材上，二氧化硅气凝胶基材吸湿饱和后，进行超临界二氧化碳干 燥，操作压力为10MPa，温度为55℃，二氧化碳流率为0.6L/h，干燥时间为 4h，磁性纳米粒子既具有磁性同时具有流动性，配合气凝胶基材中的空隙和 在线还原性快速复合，在对气凝胶基材自身性质微乎其微的影响下赋予磁性。 进一步的，一种气凝轻质表层外墙涂料，包括以下制备步骤：

步骤一，打开反应釜，并将温度设定为50℃，待稳定稳定后，称重20重 量份的去离子水加入至反应釜中；

步骤二，依次向反应釜添加0.7份消泡剂、0.2份润湿剂、0.2份纤维素 增稠剂和0.3份分散剂，在500rpm转速下进行机械搅拌，搅拌时间为5min；

步骤三，依次向反应釜内添加15份钛白粉、6份高岭土、28份重钙，在 1000rpm转速下进行机械搅拌，搅拌时间为10min；

步骤四，依次向反应釜内添加30份成膜乳液、1份成膜助剂、1.5份防 冻剂、0.4份附着力促进剂、0.15份防辐射剂、2份防裂增强剂、0.3份PH 调节剂、2份粘度稳定剂和6份纳米银颗粒，在1000rpm转速下进行机械搅拌， 搅拌时间为15min，接着超声波搅拌15min；

步骤五，将步骤四中反应釜内的混合液取出盛放在制备器皿中，添加5 份磁性气凝胶均匀混合后制得气凝轻质表层外墙涂料，通过施加外部磁场导 向磁性气凝胶均匀分散在混合液中，传统的气凝胶无论是通过机械搅拌还是 超声波搅拌，由于气凝胶质地极轻，分散效果较差，很难均匀的与涂料混合， 从而影响涂料的整体性能包括抗裂性、隔热性，请参阅图2，通过磁场效应可 以利用磁场力驱使磁性气凝胶均匀分散在涂料中，从而提升涂料的整体性能， 尤其是隔热性得到显著性的提高，较传统的涂料隔热性上升30-40％。

请参阅图3，气凝轻质表层外墙涂料在涂覆时可以预涂覆有预涂料基层， 预涂料基层按照步骤一至四制备后添加2份的磁铁粉混合制成，且预涂料基 层的厚度为0.5mm，由于气凝轻质表层外墙涂料存在磁性气凝胶和质量较轻的 原因，对与外墙之间的附着力有些微影响，通过预涂料基层则可以解决附着 力的问题，同时预涂料基层中磁铁粉可以吸引气凝轻质表层外墙涂料中的磁 性气凝胶向预涂料基层流动，不易出现在表面存在开裂的风险，可以提高隔 热性能。

本发明可以实现通过磁性气凝胶的轻质和隔热特性，赋予外墙涂料气凝 轻质的特点，在混合过程中通过施加外部磁场导向磁性气凝胶在涂料中的均 匀分散，提高涂料的整体性能，包括其抗裂性、粘度和隔热性，同时添加附 着力促进剂和防裂增强剂来中和磁性气凝胶带来的负面影响，通过防辐射剂 和纳米银颗粒来改善原先涂料中受紫外线照射易开裂脱落和滋生霉菌的缺 点。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限 于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本 发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保 护范围内。

Claims (10)

1.一种气凝轻质表层外墙涂料，其特征在于：所述气凝轻质表层外墙涂料由以下成分按照重量比组成：25-30份成膜乳液、10-20份钛白粉、5-6份高岭土、24-30份重钙、1-1.5份防冻剂、0.4-0.8份消泡剂、0.2-0.5份附着力促进剂、0.1-0.15份防辐射剂、1-2份防裂增强剂、0.1-0.2份润湿剂、0.8-1.2份成膜助剂、0.1-0.2份纤维素增稠剂、0.1-0.3份分散剂、0.2-0.3份PH调节剂、1-3份粘度稳定剂、5-6份纳米银颗粒、5-6份磁性气凝胶和10-20份去离子水。

2.根据权利要求1所述的一种气凝轻质表层外墙涂料，其特征在于：所述成膜乳液由弹性丙烯酸乳液和苯丙乳液混合制成，且弹性丙烯酸乳液和苯丙乳液的混合比例为1：1.2-1.5，所述成膜助剂为十二酯醇。

3.根据权利要求1所述的一种气凝轻质表层外墙涂料，其特征在于：所述防冻剂为丙二醇防冻剂，所述消泡剂为NXZ消泡剂，所述润湿剂为磺化油，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮分散剂，所述PH调节剂为柠檬酸钾，所述粘度稳定剂，所述粘度稳定剂为亲水的烷基或烷氧基化胺混合物水溶液。

4.根据权利要求1所述的一种气凝轻质表层外墙涂料，其特征在于：所述附着力促进剂由特殊变性树脂与硅烷偶联剂混合制成。

5.根据权利要求1所述的一种气凝轻质表层外墙涂料，其特征在于：所述防裂增强剂包括质量比为1:1的抗裂剂和水性纳米增强剂。

6.根据权利要求1所述的一种气凝轻质表层外墙涂料，其特征在于：所述防辐射剂由重晶石矿粉，玉石粉，硼砂矿粉，天青石矿粉，硫酸钡，铅粉，古马隆树脂，基质金属蛋白酶中的一种或几种组成。

7.根据权利要求1所述的一种气凝轻质表层外墙涂料，其特征在于：所述磁性气凝胶以二氧化硅气凝胶为载体负载磁性纳米粒子，其制备步骤如下：将含有磁性纳米粒子的铁磁流体均匀喷洒至经过交联剂增强后的二氧化硅气凝胶基材上，二氧化硅气凝胶基材吸湿饱和后，进行超临界二氧化碳干燥，操作压力为10MPa，温度为55℃，二氧化碳流率为0.6L/h，干燥时间为4h。

8.根据权利要求1-7任一权利要求所述的一种气凝轻质表层外墙涂料，其特征在于：包括以下制备步骤：

步骤一，打开反应釜，并将温度设定为50℃，待稳定稳定后，称重10-20重量份的去离子水加入至反应釜中；

步骤二，依次向反应釜添加0.4-0.8份消泡剂、0.1-0.2份润湿剂、0.1-0.2份纤维素增稠剂和0.1-0.3份分散剂，在200rpm-500rpm转速下进行机械搅拌，搅拌时间为3-5min；

步骤三，依次向反应釜内添加10-20份钛白粉、5-6份高岭土、24-30份重钙，在800rpm-1000rpm转速下进行机械搅拌，搅拌时间为5-10min；

步骤四，依次向反应釜内添加25-30份成膜乳液、0.8-1.2份成膜助剂、1-1.5份防冻剂、0.2-0.5份附着力促进剂、0.1-0.15份防辐射剂、1-2份防裂增强剂、0.2-0.3份PH调节剂、1-3份粘度稳定剂和5-6份纳米银颗粒，在800rpm-1000rpm转速下进行机械搅拌，搅拌时间为10-15min，接着超声波搅拌10-15min；

步骤五，将步骤四中反应釜内的混合液取出盛放在制备器皿中，添加5-6份磁性气凝胶均匀混合后制得气凝轻质表层外墙涂料。

9.根据权利要求8所述的一种气凝轻质表层外墙涂料，其特征在于：所述步骤五中通过施加外部磁场导向磁性气凝胶均匀分散在混合液中。

10.根据权利要求8所述的一种气凝轻质表层外墙涂料，其特征在于：所述气凝轻质表层外墙涂料在涂覆时可以预涂覆有预涂料基层，所述预涂料基层按照步骤一至四制备后添加1-2份的磁铁粉混合制成，且预涂料基层的厚度为0.5-1mm。