CN110041808A - 一种双组份水性保温隔热底漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂料技术领域，具体公开一种双组份水性保温隔热底漆及其制备方法。所述双组份水性保温隔热底漆，包括A组分和B组分，A组分按重量份数计，包括以下组分：丙烯酸改性环氧树脂：40‑50份，硅酸盐：3‑8份，色浆：35‑40份，润湿剂：0.5‑1份，消泡剂：0.2‑0.5份，偶联剂：1‑2份，水：10‑30份；B组分按照按重量份数计，包括以下组分：固化剂：70‑85份，助溶剂：2‑5份，水：5‑15份。本发明得到的保温隔热底漆的隔热效率达到58％以上，常温下导热系数达到0.023‑0.04W/m·K，其漆膜在具有优异保温隔热的基础上，其漆膜的其他性能也达到要求，甚至优于市售环氧底漆的性能。

Description

一种双组份水性保温隔热底漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种双组份水性保温隔热底漆及其制备方法。
背景技术
自20世纪80年代起，能源、材料与环境已成为全社会瞩目的三大课题，对节能与环保提出的要求越来越高。随着科技的发展，能源紧缺问题日益突出，科技开发将把节能降耗作为主要目标之一。涂料是保护材料的重要手段，也是对材料进行改性以赋予新性能的最简便的方法。自然，涂料的使用也与能源有一定的关系。高性能的环保型节能涂料将成为解决能源问题的突破口，节能保温涂料因经济、使用方便、环保和节能效果好等优点越来越受到人们的青睐，将有望促进涂料市场和节能保温材料应用领域的拓展。
因此，开发出能令被涂物在太阳光照射下产生降温效果的隔热节能涂料，已成主流趋势，水性隔热涂料逐渐成为研究热点。虽然水性隔热涂料能够阻挡、反射太阳光红外能量，但是由于添加过多的无机填料使得其难喷涂，难施工，且其漆膜的其他性能如附着力、柔韧性以及耐盐雾等性能难以达到要求。
发明内容
针对现有水性隔热涂料难喷涂，难施工，且其漆膜的其他性能难以达到要求的问题，本发明提供一种双组份水性保温隔热底漆。
以及，本发明还提供一种双组份水性保温隔热底漆的制备方法。
为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：
一种双组份水性保温隔热底漆，包括A组分和B组分，A组分与B组分的质量比为5-10:1，其中A组分按重量份数计，包括以下组分：丙烯酸改性环氧树脂：40-50份，硅酸盐：3-8份，色浆：35-40份，润湿剂：0.5-1份，消泡剂：0.2-0.5份，偶联剂：1-2份，水：10-30份；B组分按照按重量份数计，包括以下组分：固化剂：70-85份，助溶剂：2-5份，水：5-15份；
其中，所述色浆按质量百分比计，包括以下组分：玻璃微珠3-8％，三聚磷酸铝15-30％，磷酸锌5-10％，云母氧化铁3-8％，颜料：3-30％，分散剂：5-15％，助溶剂：20-30％。
相当于现有技术，本发明提供的双组份水性保温隔热底漆具有以下优势：
(1)本发明以丙烯酸改性环氧树脂为主要成膜物质，兼顾丙烯酸与环氧树脂两者的优势，使得漆膜具有优异的附着力、粘结性、耐候性以及力学性能等，环氧树脂开环后与固化剂进行交联反应形成网状结构，并通过控制固化剂的含量使得形成的漆膜的交联率达到80％以上，使得漆膜致密，力学性能优异；
(2)本发明将偶联剂与硅酸盐、玻璃微珠等无机填料表面进行化学键合，形成有机活性单分子层，偶联剂的有机基团与丙烯酸、环氧树脂之间通过交联或氢键的作用，将无机填料以舒缓的形态均匀分布在漆膜的表面，大大改善漆膜的柔韧性，并且利用漆膜中包括偶联剂以及丙烯酸中存在的极性基团与被涂物表面的极性基相互作用，大大增加漆膜的附着力，同时利用硅酸盐、玻璃微珠的等无机填料使得漆膜具有优异的保温隔热的性能；
(3)本发明通过润湿剂、消泡剂和分散剂等助剂的复配使得硅酸盐、色浆能够均匀分散到树脂中，使得漆膜不仅具有优异的保温隔热性能，其他性能如附着力、柔韧性、硬度、耐候性以及耐冲击性能也达到使用要求，解决了添加过多的无机填料使得漆膜的其他性能如附着力、耐冲击以及耐盐雾等性能难以达到要求的技术问题。
本发明中各组分之间相互协同，使得漆膜的隔热效率达到58％以上，常温下导热系数达到0.023-0.04W/m·K，本发明得到的水性保温隔热底漆在具有优异保温隔热的基础上，其漆膜的其他性能也达到要求，甚至优于市售环氧底漆的性能。
优选地，所述偶联剂为钛酸脂或硬脂酸中的一种。
钛酸酯或硬脂酸作为偶联剂，与硅酸盐和色浆中含有的无机填料表面进行化学结合，在丙烯酸改性环氧树脂和硅酸盐、无机填料的界面之间形成有机活性单分子层，使得硅酸盐与色浆各组分充分分散到丙烯酸改性环氧树脂中。
优选地，所述润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物。
优选地，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
优选地，所述分散剂为聚羧酸盐或改性聚羧酸盐中的一种。
聚羧酸盐或改性聚羧酸盐的分散性能好，能防止色浆中各组分之间相互聚集，且与丙烯酸改性环氧树脂、色浆各填料都有适当的相容性，热稳定性良好，成型加工时流动性好，不影响产品的性能。
优选地，所述助溶剂为二乙二醇丁醚、乙二醇丁醚或丙二醇甲醚中的一种。
优选地，所述固化剂为胺类树脂。
进一步地，本发明还提供一种双组份水性保温隔热底漆的制备方法，至少包括以下步骤：
步骤a、按照上述述的原料配比称取各组分；
步骤b、将所述硅酸盐和偶联剂混合研磨，然后加入丙烯酸改性环氧树脂、润湿剂、消泡剂和水进行混料处理，得到基料；
步骤c、将所述玻璃微珠、三聚磷酸铝、磷酸锌、云母氧化铁、颜料、分散剂和助溶剂进行分散处理，研磨，得到色浆；
步骤d、将色浆加入到所述基料中搅拌均匀得到A组分；
步骤e、将固化剂、助溶剂和水混料处理，得到B组分，将A组分与B组分混合得到所述双组份水性保温隔热底漆。
本发明提供的制备方法简单，过程容易控制，适用于工业化生产。
优选地，步骤b中，所述混料处理的条件为：在400-600rpm的速度下搅拌15-25min。
选择400-600rpm的低速速度，主要是由于体系粘度较大，低速搅拌不容易将气泡搅入体系中，而搅拌速度过高容易引入气泡，粘度大时，气泡不容易析出，会影响成膜性能，所以选择400-600rpm的低速进行处理。
优选地，步骤b中，所述研磨至粒径≤20μm。
将硅酸盐与偶联剂混合研磨，进行机械分散，为硅酸盐均匀分散到丙烯酸改性环氧树脂中提供基础。
优选地，步骤c中，所述分散处理的条件为：在800-1000rpm的速度下搅拌20-30min。
选择800-1000rpm的高度进行分散，有利于色浆中各组分分散均匀。
优选地，步骤c中，所述研磨至粒径≤20μm，且研磨温度≤40℃。
优选地，所述d中，所述搅拌均匀的条件为：在600-800rpm的速度下搅拌10-20min。
选择600-800rpm的搅拌速度，主要是含有成膜物质，速率太快影响体系性能，所以用中速搅拌速率使体系达到均一效果。
优选地，所述e中，所述混料处理的条件为：在400-600rpm的速度下搅拌15-25min。
选择400-600rpm的低速速度，主要是由于体系粘度较大，低速搅拌不容易将气泡搅入体系中，而搅拌速度过高容易引入气泡，粘度大时，气泡不容易析出，会影响成膜性能，所以选择400-600rpm的低速进行处理。
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。应当理解，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
本发明实施例提供一种双组份水性保温隔热底漆，包括A组分和B组分，A组分与B组分的质量比为5：1，其中A组分按重量份数计，包括以下组分：丙烯酸改性环氧树脂：40份，硅酸盐：3份，色浆：35份，润湿剂：0.5份，消泡剂：0.2份，偶联剂：1.5份，水：20份；B组分按照按重量份数计，包括以下组分：固化剂：70份，助溶剂：3份，水：10份；
其中，所述色浆按质量百分比计，包括以下组分：玻璃微珠3％，三聚磷酸铝30％，磷酸锌5％，云母氧化铁3％，颜料：24％，分散剂：15％，助溶剂：20％。
其中，所述偶联剂为钛酸酯；所述润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述分散剂为聚羧酸盐；所述助溶剂为丙二醇甲醚；所述固化剂为胺类树脂，所述颜料为钛白粉。
上述双组份水性保温隔热底漆的制备方法包括以下步骤：
步骤a、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤b、将所述硅酸盐和偶联剂混合研磨至粒径≤30μm，然后加入丙烯酸改性环氧树脂、润湿剂、消泡剂和水在400rpm的速度下搅拌25min混料处理，得到基料；
步骤c、将所述玻璃微珠、三聚磷酸铝、磷酸锌、云母氧化铁、颜料、分散剂和助溶剂在800rpm的速度下搅拌30min，研磨至粒径≤20μm，得到色浆；
步骤d、将色浆加入到所述基料中在600rpm的速度下搅拌20min搅拌均匀得到A组分；
步骤e、将固化剂、助溶剂和水在400rpm的速度下搅拌15min，得到B组分，将A组分与B组分混合得到所述双组份水性保温隔热底漆。
实施例2
本发明实施例提供一种双组份水性保温隔热底漆，包括A组分和B组分，A组分与B组分的质量比为8：1，其中A组分按重量份数计，包括以下组分：丙烯酸改性环氧树脂：45份，硅酸盐：5份，色浆：38份，润湿剂：0.8份，消泡剂：0.3份，偶联剂：1份，水：30份；B组分按照按重量份数计，包括以下组分：固化剂：80份，助溶剂：2份，水：5份；
其中，所述色浆按质量百分比计，包括以下组分：玻璃微珠3％，三聚磷酸铝15％，磷酸锌10％，云母氧化铁8％，颜料：19％，分散剂：15％，助溶剂：30％。
其中，所述偶联剂为硬脂酸；所述润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述分散剂为改性聚羧酸盐；所述助溶剂为二乙二醇丁醚；所述固化剂为胺类树脂，所述颜料为5:1的钛白粉和炭黑的混合物。
上述双组份水性保温隔热底漆的制备方法包括以下步骤：
步骤a、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤b、将所述硅酸盐和偶联剂混合研磨至粒径≤20μm，然后加入丙烯酸改性环氧树脂、润湿剂、消泡剂和水在600rpm的速度下搅拌15min混料处理，得到基料；
步骤c、将所述玻璃微珠、三聚磷酸铝、磷酸锌、云母氧化铁、颜料、分散剂和助溶剂在1000rpm的速度下搅拌20min，研磨至粒径≤20μm，得到色浆；
步骤d、将色浆加入到所述基料中在800rpm的速度下搅拌10min搅拌均匀得到A组分；
步骤e、将固化剂、助溶剂和水在600rpm的速度下搅拌25min，得到B组分，将A组分与B组分混合得到所述双组份水性保温隔热底漆。
实施例3
本发明实施例提供一种双组份水性保温隔热底漆，包括A组分和B组分，A组分与B组分的质量比为10：1，其中A组分按重量份数计，包括以下组分：丙烯酸改性环氧树脂：50份，硅酸盐：8份，色浆：40份，润湿剂：1份，消泡剂：0.5份，偶联剂：2份，水：10份；B组分按照按重量份数计，包括以下组分：固化剂：85份，助溶剂：5份，水：15份；
其中，所述色浆按质量百分比计，包括以下组分：玻璃微珠5％，三聚磷酸铝20％，磷酸锌8％，云母氧化铁5％，颜料：27％，分散剂：10％，助溶剂：25％。
其中，所述偶联剂为钛酸酯；所述润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述分散剂为改性聚羧酸盐；所述助溶剂为乙二醇丁醚；所述固化剂为胺类树脂，所述颜料为钛白粉。
上述双组份水性保温隔热底漆的制备方法包括以下步骤：
步骤a、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤b、将所述硅酸盐和偶联剂混合研磨至粒径≤20μm，然后加入丙烯酸改性环氧树脂、润湿剂、消泡剂和水在500rpm的速度下搅拌20min混料处理，得到基料；
步骤c、将所述玻璃微珠、三聚磷酸铝、磷酸锌、云母氧化铁、颜料、分散剂和助溶剂在900rpm的速度下搅拌25min，研磨至粒径≤20μm，得到色浆；
步骤d、将色浆加入到所述基料中在700rpm的速度下搅拌15min搅拌均匀得到A组分；
步骤e、将固化剂、助溶剂和水在500rpm的速度下搅拌20min，得到B组分，将A组分与B组分混合得到所述双组份水性保温隔热底漆。
实施例4
本发明实施例提供一种双组份水性保温隔热底漆，包括A组分和B组分，A组分与B组分的质量比为10：1，其中A组分按重量份数计，包括以下组分：丙烯酸改性环氧树脂：50份，硅酸盐：8份，色浆：40份，润湿剂：1份，消泡剂：0.5份，偶联剂：2份，水：10份；B组分按照按重量份数计，包括以下组分：固化剂：85份，助溶剂：5份，水：15份；
其中，所述色浆按质量百分比计，包括以下组分：玻璃微珠8％，三聚磷酸铝20％，磷酸锌8％，云母氧化铁5％，颜料：14％，分散剂：10％，助溶剂：25％。
其中，所述偶联剂为硬脂酸；所述润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述分散剂为聚羧酸盐；所述助溶剂为乙二醇丁醚；所述固化剂为胺类树脂，所述颜料为钛白粉。
上述双组份水性保温隔热底漆的制备方法包括以下步骤：
步骤a、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤b、将所述硅酸盐和偶联剂混合研磨至粒径≤20μm，然后加入丙烯酸改性环氧树脂、润湿剂、消泡剂和水在600rpm的速度下搅拌20min混料处理，得到基料；
步骤c、将所述玻璃微珠、三聚磷酸铝、磷酸锌、云母氧化铁、颜料、分散剂和助溶剂在1000rpm的速度下搅拌25min，研磨至粒径≤20μm，得到色浆；
步骤d、将色浆加入到所述基料中在600rpm的速度下搅拌15min搅拌均匀得到A组分；
步骤e、将固化剂、助溶剂和水在400rpm的速度下搅拌20min，得到B组分，将A组分与B组分混合得到所述双组份水性保温隔热底漆。
为了更好的说明本发明实施例提供的双组份水性保温隔热底漆的特性，下面将实施例1-4制备的双组份水性保温隔热底漆进行性能检测，检测结果如下表1所示。
表1检测结果
上述市售环氧底漆的主要成分是环氧树脂、胺类树脂以及常规助剂，不含有色浆和硅酸盐，并经过混料制备而成。
从表1中，明显可以看出，本发明实施例得到的双组份水性保温隔热底漆的漆膜性能如附着力、光泽度等性能与现有市售环氧树脂的漆膜性能相当，柔韧性、硬度、耐冲击以及耐盐雾性能甚至优于现有市售环氧树脂的性能。
同时本发明实施例1-4制备的双组份水性保温隔热底漆的隔热效率达到58％以上，常温下导热系数达到0.023-0.04W/m·K，说明本发明得到的水性保温隔热底漆在具有优异保温隔热的基础上，其漆膜的其他性能也达到要求，甚至优于市售环氧底漆的性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双组份水性保温隔热底漆，其特征在于：包括A组分和B组分，A组分与B组分的质量比为5-10:1，其中A组分按重量份数计，包括以下组分：丙烯酸改性环氧树脂：40-50份，硅酸盐：3-8份，色浆：35-40份，润湿剂：0.5-1份，消泡剂：0.2-0.5份，偶联剂：1-2份，水：10-30份；B组分按照按重量份数计，包括以下组分：固化剂：70-85份，助溶剂：2-5份，水：5-15份；
其中，所述色浆按质量百分比计，包括以下组分：玻璃微珠3-8％，三聚磷酸铝15-30％，磷酸锌5-10％，云母氧化铁3-8％，颜料：3-30％，分散剂：5-15％，助溶剂：20-30％。
2.如权利要求1所述的双组份水性保温隔热底漆，其特征在于：所述偶联剂为钛酸脂或硬脂酸中的一种。
3.如权利要求1所述的双组份水性保温隔热底漆，其特征在于：所述润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物；和/或
所述消泡剂为有机硅消泡剂。
4.如权利要求1所述的双组份水性保温隔热底漆，其特征在于：所述分散剂为聚羧酸盐或改性聚羧酸盐中的一种；和/或
所述助溶剂为二乙二醇丁醚、乙二醇丁醚或丙二醇甲醚中的一种。
5.如权利要求1所述的双组份水性保温隔热底漆，其特征在于：所述固化剂为胺类树脂。
6.一种双组份水性保温隔热底漆的制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：
步骤a、按照如权利要求1～5任一项所述的原料配比称取各组分；
步骤b、将所述硅酸盐和偶联剂混合研磨，然后加入丙烯酸改性环氧树脂、润湿剂、消泡剂和水进行混料处理，得到基料；
步骤c、将所述玻璃微珠、三聚磷酸铝、磷酸锌、云母氧化铁、颜料、分散剂和助溶剂进行分散处理，研磨，得到色浆；
步骤d、将色浆加入到所述基料中搅拌均匀得到A组分；
步骤e、将固化剂、助溶剂和水混料处理，得到B组分，将A组分与B组分混合得到所述双组份水性保温隔热底漆。
7.如权利要求6所述的双组份水性保温隔热底漆的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述混料处理的条件为：在400-600rpm的速度下搅拌15-25min；和/或
步骤b中，所述研磨至粒径≤20μm。
8.如权利要求6所述的双组份水性保温隔热底漆的制备方法，其特征在于：步骤c中，所述分散处理的条件为：在800-1000rpm的速度下搅拌20-30min；和/或
步骤c中，所述研磨至粒径≤20μm，且研磨温度≤40℃。
9.如权利要求6所述的双组份水性保温隔热底漆的制备方法，其特征在于：所述d中，所述搅拌均匀的条件为：在600-800rpm的速度下搅拌10-20min。
10.如权利要求6所述的双组份水性保温隔热底漆的制备方法，其特征在于：所述e中，所述混料处理的条件为：在400-600rpm的速度下搅拌15-25min。
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