CN110256882A - 一种外墙隔热涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种外墙隔热涂料，属于建筑材料技术领域。本发明解决了目前外墙隔热涂料隔热效率低的问题。本发明利用3‑氨基丙基三乙氧基硅烷、L‑丙氨酸‑N‑羧基‑环内酸酐对其进行改性，增加其耐水性能，增加表面的活性基团。利用白炭黑表面聚合物的作用，对形成分子筛进行吸附结合，使其性能叠加状颗粒，内部具有丰富的三位网状结构，进而增加了隔热效果，同时利用添加液中的金属离子可以有效的对其表面及孔隙进行自清洁作用，随着外部温度的升高，利用金属离子及颗粒的催化作用，使混合物发生聚合，增加对空隙的填充，以及涂料与墙体的结构，进一步提高了隔热效果。

Description

一种外墙隔热涂料
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种外墙隔热涂料。
背景技术
隔热涂料在隔热材料和建筑行业，应用越来越广。因此，开发一种隔热性能好、耐腐蚀、施工方便的环保隔热涂料越来越受到业界的青睐。目前应用最广泛的隔热涂料隔热性物料如膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、漂珠、粉煤灰、硅藻土、石棉、玻璃棉、矿棉、硅酸铝纤维等作为隔热材料来达到隔热的目的，如专利号为ZL02114836.8中国发明专利：《空心微珠填充涂料及其制造工艺》(授权公告号为CN1194049C)；也有的涂料通过反射性物料氧化铁红、钛白粉等作为隔热填料来达到隔热的目的，如申请号为03111863.1中国发明专利申请公开：《水性环氧改性丙烯酸热反射隔热涂料》(公开号为CN1434063A)，还有的将上述两种隔热填料综合应用的，见专利号为ZL 03111204.8的中国发明专利《石英砂外墙装饰保温砖》(授权公告号为CN1202330C)，所用黏结剂也由单一的水玻璃发展为石膏(常温)、水泥(常温)、高铝水泥(中温)、硅溶胶(高温)等复合使用。此外，还通过加入各种外加剂来改善涂料性能，如流动性、硬化性、憎水性、耐高温性、反射性等。但上述涂料在耐腐蚀性、隔热性能等方面仍有待于改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前外墙隔热涂料隔热效率低的问题，本发明提供了一种外墙隔热涂料。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种外墙隔热涂料，包括150~180份乳液、15~20份成膜助剂、5~7份分散剂、3~6份增稠剂、1~4份消泡剂、18~27份改性颗粒、17~31份混合物。
所述乳液为硅丙乳液、丙烯酸乳液按体积比5~7:3~6进行混合而成。
所述成膜助剂为乙二醇丁醚、十二碳醇酯按质量比5:1~3混合而成。
所述增稠剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的任意一种。
所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中任意一种。
所述改性颗粒的制备方法为：
（1）将白炭黑、乙醇溶液按质量比1:6~8进行超声分散，放入反应器中，调节pH至4.0~5.0，再加入白炭黑质量20~30％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷及白炭黑质量10~15％L-丙氨酸-N-羧基-环内酸酐，使用氮气保护，预热；
（2）在预热结束后，升温至110~120℃，加入白炭黑质量6~9％的偶氮二异丁氰及白炭黑质量50~60％的N,N-二甲基甲酰胺，搅拌反应，冷却，出料，过滤，使用丙酮洗涤，干燥，收集干燥物；
（3）按重量份数计，取100~130份氢氧化钠溶液、30~35份干燥物、13~15份偏铝酸钠、8~12份硅酸钠、4~7份混合液1~3份十二烷基硫酸钠，放入反应釜中，使用氮气升压至1.7~1.8MPa，升温至120~130℃，搅拌，升温至160~170℃，静置，冷却，出料，过滤，洗涤，干燥，即得改性颗粒。
所述步骤（3）中混合液的制备方法：
A.将氟硅酸、添加料及氨水按质量比6:1～2:15进行超声震荡，静置，在80～90℃进行加热，再加入添加料质量4～6倍的氢氧化钙，升温至95～100℃，保温；
B.在保温结束后，冷却至室温，静置，出料，过滤，干燥，收集干燥物，将干燥物、硝酸溶液及辅助颗粒按质量比1:10:2～4混合，即得混合液。
所述步骤A中添加料为氯化铁、氯化亚铁按质量比6:2～5混合而成。
所述步骤B中辅助颗粒为将电气石粉、蛭石按等质量比2～4:2混合而成。
所述混合物为按重量份数计，取11~15份三羟甲基丙烷、5~8份丙烯酸甲酯、3~6份二乙烯三胺、20~25份甲基丙烯酸羟乙酯、17~19份甲基丙烯酸烯丙酯，混合，即得混合物。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
本发明以白炭黑作为基础原料，通过利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷、L-丙氨酸-N-羧基-环内酸酐对其进行改性，一是增加其耐水性能，二是增加表面的活性基团，同时利用引发剂的作用，使其表面接枝聚合物，随后再以硅酸钠、偏铝酸钠等为原料，形成分子筛，并且利用白炭黑表面聚合物的作用，对形成分子筛进行吸附结合，使其性能叠加状颗粒，内部具有丰富的三位网状结构，进而增加了隔热效果，同时利用添加液中的金属离子可以有效的对其表面及孔隙进行自清洁作用，提高了隔热效果，并且在使用时，随着外部温度的升高，利用金属离子及颗粒的催化作用，使混合物发生聚合，形成类似超支化聚合物，增加对空隙的填充，以及涂料与墙体的结构，进一步提高了隔热效果。
具体实施方式
乳液为硅丙乳液、丙烯酸乳液按体积比5~7:3~6进行混合而成。
成膜助剂为乙二醇丁醚、十二碳醇酯按质量比5:1~3混合而成。
增稠剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的任意一种。
消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中任意一种。
改性颗粒的制备方法为：
（1）将白炭黑、乙醇溶液按质量比1:6~8进行超声分散10min，放入反应器中，调节pH至4.0~5.0，再加入白炭黑质量20~30％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷及白炭黑质量10~15％L-丙氨酸-N-羧基-环内酸酐，使用氮气保护，在50℃预热30min；
（2）在预热结束后，升温至110~120℃，加入白炭黑质量6~9％的偶氮二异丁氰及白炭黑质量50~60％的N,N-二甲基甲酰胺，搅拌反应3h，冷却至室温，出料，过滤，使用丙酮洗涤滤渣，干燥，收集干燥物；
（3）按重量份数计，取100~130份氢氧化钠溶液、30~35份干燥物、13~15份偏铝酸钠、8~12份硅酸钠、4~7份混合液1~3份十二烷基硫酸钠，放入反应釜中，使用氮气升压至1.7~1.8MPa，升温至120~130℃，搅拌4h，升温至160~170℃，静置2h，冷却至室温，出料，过滤，使用无水乙醇洗涤过滤物，干燥，即得改性颗粒。
添加料为氯化铁、氯化亚铁按质量比6:2～5混合而成。
辅助颗粒为将电气石粉、蛭石按等质量比2～4:2混合而成。
混合液的制备方法：
A.将氟硅酸、添加料及氨水按质量比6:1～2:15进行超声震荡10min，静置2h，在80～90℃进行加热2h，再加入添加料质量4～6倍的氢氧化钙，升温至95～100℃，保温3h；
B.在保温结束后，冷却至室温，静置10h，出料，过滤，干燥，收集干燥物，将干燥物、0.3mol/L硝酸溶液及辅助颗粒按质量比1:10:2～4混合，即得混合液。
混合物为按重量份数计，取11~15份三羟甲基丙烷、5~8份丙烯酸甲酯、3~6份二乙烯三胺、20~25份甲基丙烯酸羟乙酯、17~19份甲基丙烯酸烯丙酯，混合，即得混合物。
一种外墙隔热涂料，按重量份数计，包括150~180份乳液、15~20份成膜助剂、5~7份分散剂、3~6份增稠剂、1~4份消泡剂、18~27份改性颗粒、17~31份混合物。
外墙隔热涂料的制备为将原料充分混合即可。
实施例1
添加料为氯化铁、氯化亚铁按质量比6:2混合而成。
辅助颗粒为将电气石粉、蛭石按等质量比2:2混合而成。
混合液的制备方法：
A.将氟硅酸、添加料及氨水按质量比6:1:15进行超声震荡10min，静置2h，在80℃进行加热2h，再加入添加料质量4倍的氢氧化钙，升温至95℃，保温3h；
B.在保温结束后，冷却至室温，静置10h，出料，过滤，干燥，收集干燥物，将干燥物、0.3mol/L硝酸溶液及辅助颗粒按质量比1:10:2混合，即得混合液。
乳液为硅丙乳液、丙烯酸乳液按体积比5:3进行混合而成。
成膜助剂为乙二醇丁醚、十二碳醇酯按质量比5:1混合而成。
增稠剂为聚丙烯酰胺。
消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。
改性颗粒的制备方法为：
（1）将白炭黑、乙醇溶液按质量比1:6进行超声分散10min，放入反应器中，调节pH至4.0，再加入白炭黑质量20％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷及白炭黑质量10％L-丙氨酸-N-羧基-环内酸酐，使用氮气保护，在50℃预热30min；
（2）在预热结束后，升温至110℃，加入白炭黑质量6％的偶氮二异丁氰及白炭黑质量50％的N,N-二甲基甲酰胺，搅拌反应3h，冷却至室温，出料，过滤，使用丙酮洗涤滤渣，干燥，收集干燥物；
（3）按重量份数计，取100份氢氧化钠溶液、30份干燥物、13份偏铝酸钠、8份硅酸钠、4份混合液1份十二烷基硫酸钠，放入反应釜中，使用氮气升压至1.7MPa，升温至120℃，搅拌4h，升温至160℃，静置2h，冷却至室温，出料，过滤，使用无水乙醇洗涤过滤物，干燥，即得改性颗粒。
添加液的制备方法为将0.9mol/L硝酸溶液、电气石及萤石按质量比7:1:1超声分散10min，静置1h，过滤，收集滤液，即得添加液。
混合物为按重量份数计，取11份三羟甲基丙烷、5份丙烯酸甲酯、3份二乙烯三胺、20份甲基丙烯酸羟乙酯、17份甲基丙烯酸烯丙酯，混合，即得混合物。
一种外墙隔热涂料，按重量份数计，包括150份乳液、15份成膜助剂、5份分散剂、3份增稠剂、1份消泡剂、18份改性颗粒、17份混合物。
外墙隔热涂料的制备为将原料充分混合即可。
实施例2
乳液为硅丙乳液、丙烯酸乳液按体积比6:5进行混合而成。
成膜助剂为乙二醇丁醚、十二碳醇酯按质量比5:2混合而成。
增稠剂为聚乙烯醇。
消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚。
改性颗粒的制备方法为：
（1）将白炭黑、乙醇溶液按质量比1:7进行超声分散10min，放入反应器中，调节pH至4.5，再加入白炭黑质量25％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷及白炭黑质量12％L-丙氨酸-N-羧基-环内酸酐，使用氮气保护，在50℃预热30min；
（2）在预热结束后，升温至115℃，加入白炭黑质量8％的偶氮二异丁氰及白炭黑质量55％的N,N-二甲基甲酰胺，搅拌反应3h，冷却至室温，出料，过滤，使用丙酮洗涤滤渣，干燥，收集干燥物；
（3）按重量份数计，取120份氢氧化钠溶液、33份干燥物、14份偏铝酸钠、10份硅酸钠、6份混合液2份十二烷基硫酸钠，放入反应釜中，使用氮气升压至1.75MPa，升温至125℃，搅拌4h，升温至165℃，静置2h，冷却至室温，出料，过滤，使用无水乙醇洗涤过滤物，干燥，即得改性颗粒。
添加料为氯化铁、氯化亚铁按质量比6:4混合而成。
辅助颗粒为将电气石粉、蛭石按等质量比3:2混合而成。
混合液的制备方法：
A.将氟硅酸、添加料及氨水按质量比6:1.5:15进行超声震荡10min，静置2h，在85℃进行加热2h，再加入添加料质量5倍的氢氧化钙，升温至98℃，保温3h；
B.在保温结束后，冷却至室温，静置10h，出料，过滤，干燥，收集干燥物，将干燥物、0.3mol/L硝酸溶液及辅助颗粒按质量比1:10:3混合，即得混合液。
混合物为按重量份数计，取13份三羟甲基丙烷、6份丙烯酸甲酯、5份二乙烯三胺、23份甲基丙烯酸羟乙酯、18份甲基丙烯酸烯丙酯，混合，即得混合物。
一种外墙隔热涂料，按重量份数计，包括165份乳液、18份成膜助剂、6份分散剂、5份增稠剂、3份消泡剂、22份改性颗粒、24份混合物。
外墙隔热涂料的制备为将原料充分混合即可。
实施例3
乳液为硅丙乳液、丙烯酸乳液按体积比7:6进行混合而成。
成膜助剂为乙二醇丁醚、十二碳醇酯按质量比5:3混合而成。
增稠剂为聚丙烯酰胺。
消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚。
改性颗粒的制备方法为：
（1）将白炭黑、乙醇溶液按质量比1:8进行超声分散10min，放入反应器中，调节pH至5.0，再加入白炭黑质量30％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷及白炭黑质量15％L-丙氨酸-N-羧基-环内酸酐，使用氮气保护，在50℃预热30min；
（2）在预热结束后，升温至120℃，加入白炭黑质量9％的偶氮二异丁氰及白炭黑质量60％的N,N-二甲基甲酰胺，搅拌反应3h，冷却至室温，出料，过滤，使用丙酮洗涤滤渣，干燥，收集干燥物；
（3）按重量份数计，取130份氢氧化钠溶液、35份干燥物、15份偏铝酸钠、12份硅酸钠、7份混合液3份十二烷基硫酸钠，放入反应釜中，使用氮气升压至1.8MPa，升温至130℃，搅拌4h，升温至170℃，静置2h，冷却至室温，出料，过滤，使用无水乙醇洗涤过滤物，干燥，即得改性颗粒。
添加料为氯化铁、氯化亚铁按质量比6:5混合而成。
辅助颗粒为将电气石粉、蛭石按等质量比4:2混合而成。
混合液的制备方法：
A.将氟硅酸、添加料及氨水按质量比6:2:15进行超声震荡10min，静置2h，在90℃进行加热2h，再加入添加料质量6倍的氢氧化钙，升温至100℃，保温3h；
B.在保温结束后，冷却至室温，静置10h，出料，过滤，干燥，收集干燥物，将干燥物、0.3mol/L硝酸溶液及辅助颗粒按质量比1:10:4混合，即得混合液。
混合物为按重量份数计，取15份三羟甲基丙烷、8份丙烯酸甲酯、6份二乙烯三胺、25份甲基丙烯酸羟乙酯、19份甲基丙烯酸烯丙酯，混合，即得混合物。
一种外墙隔热涂料，按重量份数计，包括180份乳液、20份成膜助剂、7份分散剂、6份增稠剂、4份消泡剂、27份改性颗粒、31份混合物。
外墙隔热涂料的制备为将原料充分混合即可。
对比例1：
乳液为硅丙乳液、丙烯酸乳液按体积比6:5进行混合而成。
成膜助剂为乙二醇丁醚、十二碳醇酯按质量比5:2混合而成。
增稠剂为聚乙烯醇。
消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚。
一种外墙隔热涂料，按重量份数计，包括165份乳液、18份成膜助剂、6份分散剂、5份增稠剂、3份消泡剂、24份混合物。
外墙隔热涂料的制备为将原料充分混合即可。
对比例2：
乳液为硅丙乳液、丙烯酸乳液按体积比6:5进行混合而成。
成膜助剂为乙二醇丁醚、十二碳醇酯按质量比5:2混合而成。
增稠剂为聚乙烯醇。
消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚。
改性颗粒的制备方法为：
（1）将白炭黑、乙醇溶液按质量比1:7进行超声分散10min，放入反应器中，调节pH至4.5，再加入白炭黑质量25％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷及白炭黑质量12％L-丙氨酸-N-羧基-环内酸酐，使用氮气保护，在50℃预热30min；
（2）在预热结束后，升温至115℃，加入白炭黑质量8％的偶氮二异丁氰及白炭黑质量55％的N,N-二甲基甲酰胺，搅拌反应3h，冷却至室温，出料，过滤，使用丙酮洗涤滤渣，干燥，收集干燥物；
（3）按重量份数计，取120份氢氧化钠溶液、33份干燥物、14份偏铝酸钠、10份硅酸钠、6份混合液2份十二烷基硫酸钠，放入反应釜中，使用氮气升压至1.75MPa，升温至125℃，搅拌4h，升温至165℃，静置2h，冷却至室温，出料，过滤，使用无水乙醇洗涤过滤物，干燥，即得改性颗粒。
添加料为氯化铁、氯化亚铁按质量比6:4混合而成。
辅助颗粒为将电气石粉、蛭石按等质量比3:2混合而成。
混合液的制备方法：
A.将氟硅酸、添加料及氨水按质量比6:1.5:15进行超声震荡10min，静置2h，在85℃进行加热2h，再加入添加料质量5倍的氢氧化钙，升温至98℃，保温3h；
B.在保温结束后，冷却至室温，静置10h，出料，过滤，干燥，收集干燥物，将干燥物、0.3mol/L硝酸溶液及辅助颗粒按质量比1:10:3混合，即得混合液。
一种外墙隔热涂料，按重量份数计，包括165份乳液、18份成膜助剂、6份分散剂、5份增稠剂、3份消泡剂、22份改性颗粒。
外墙隔热涂料的制备为将原料充分混合即可。
对比例3：泰州市某公司生产的外墙隔热涂料。
将实施例与对比例所得外墙隔热涂料按照 JC/T1040-2007 进行测试，测试结果如表1所示：
表1：
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
太阳反射比 0.93 0.93 0.92 0.90 0.88 0.78
隔热温度幅度（℃） 48 50 46 15 32 26
耐温变性 无异常 无异常 无异常 无异常 无异常 有异常
综合上述，本发明所得的外墙隔热涂料隔热效果较好，相比于市售产品效果更好，值得大力推广。
以上所述仅为本发明的较佳方式，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种外墙隔热涂料，按重量份数计，包括150～180份乳液、15～20份成膜助剂、5～7份分散剂、3～6份增稠剂、1～4份消泡剂，其特征在于，还包括18～27份改性颗粒、17～31份混合物。
2.根据权利要求1所述外墙隔热涂料，其特征在于，所述乳液为硅丙乳液、丙烯酸乳液按体积比5～7:3～6进行混合而成。
3.根据权利要求1所述外墙隔热涂料，其特征在于，所述成膜助剂为乙二醇丁醚、十二碳醇酯按质量比5:1～3混合而成。
4.根据权利要求1所述外墙隔热涂料，其特征在于，所述增稠剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的任意一种。
5.根据权利要求1所述外墙隔热涂料，其特征在于，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中任意一种。
6.根据权利要求1所述外墙隔热涂料，其特征在于，所述改性颗粒的制备方法为：
（1）将白炭黑、乙醇溶液按质量比1:6～8进行超声分散，放入反应器中，调节pH至4.0～5.0，再加入白炭黑质量20～30％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷及白炭黑质量10～15％L-丙氨酸-N-羧基-环内酸酐，使用氮气保护，预热；
（2）在预热结束后，升温至110～120℃，加入白炭黑质量6～9％的偶氮二异丁氰及白炭黑质量50～60％的N,N-二甲基甲酰胺，搅拌反应，冷却，出料，过滤，使用丙酮洗涤，干燥，收集干燥物；
（3）按重量份数计，取100～130份氢氧化钠溶液、30～35份干燥物、13～15份偏铝酸钠、8～12份硅酸钠、4～7份混合液、1～3份十二烷基硫酸钠，放入反应釜中，使用氮气升压至1.7～1.8MPa，升温至120～130℃，搅拌，升温至160～170℃，静置，冷却，出料，过滤，洗涤，干燥，即得改性颗粒。
7.根据权利要求6所述外墙隔热涂料，其特征在于，所述步骤（3）中混合液的制备方法：
A.将氟硅酸、添加料及氨水按质量比6:1～2:15进行超声震荡，静置，在80～90℃进行加热，再加入添加料质量4～6倍的氢氧化钙，升温至95～100℃，保温；
B.在保温结束后，冷却至室温，静置，出料，过滤，干燥，收集干燥物，将干燥物、硝酸溶液及辅助颗粒按质量比1:10:2～4混合，即得混合液。
8.根据权利要求7所述外墙隔热涂料，其特征在于，所述步骤A中添加料为氯化铁、氯化亚铁按质量比6:2～5混合而成。
9.根据权利要求7所述外墙隔热涂料，其特征在于，所述步骤B中辅助颗粒为将电气石粉、蛭石按等质量比2～4:2混合而成。
10.根据权利要求1所述外墙隔热涂料，其特征在于，所述混合物为按重量份数计，取11～15份三羟甲基丙烷、5～8份丙烯酸甲酯、3～6份二乙烯三胺、20～25份甲基丙烯酸羟乙酯、17～19份甲基丙烯酸烯丙酯，混合，即得混合物。
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