CN110343433A - 一种纳米水化硅酸钙隔热涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纳米水化硅酸钙隔热涂料及其制备方法，该隔热涂料包括以下重量份计的原料：纯丙乳液30～40份，纳米水化硅酸钙粉体15～20份，水25～35份，空心玻璃微珠1～3份，SiO2气凝胶2～5份，红外陶瓷粉2～5份，防冻剂0～1份，硅烷偶联剂0～1份，防腐剂0～1份，分散剂1～3份，成膜助剂1～2份，增稠剂1～2份，消泡剂0～4份，pH调节剂0～1份。本发明制备的隔热涂料附着力和耐洗刷性等性能较好，并具有良好的隔热效果和透光性，适宜应用在建筑外围护结构和建筑玻璃屋顶。

Description

一种纳米水化硅酸钙隔热涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑涂料技术领域，具体涉及一种纳米水化硅酸钙隔热涂料及其制备方法。
背景技术
建筑能耗约占我国能源总消耗的30％～40％，其中由于建筑外围护结构保温性能差造成的热能损失所占比重较高。同时，随着社会的发展，建筑玻璃屋顶的使用率越来越高，在建筑玻璃表面使用具有一定隔热性和透光性的隔热涂料，不仅遮挡住大部分太阳光和紫外线，还可以降低内部空间温度，实现节能减排。但玻璃表面比较光滑，对隔热涂料的附着力和耐洗刷性等基本性能的要求较高，提高建筑玻璃所用隔热涂料的基本性能十分重要。
传统的建筑隔热涂料使用的一般填料主要为钛白粉、重钙粉等，在建筑玻璃屋顶上附着力不够，并且经过雨水冲刷后，容易剥落，影响使用性能。通过水热合成制备的纳米水化硅酸钙粉体粒径小、比表面能高，并且原材料价格低廉，安全环保。使用纳米水化硅酸钙粉体取代传统惰性填料制备隔热涂料，可以明显改善涂料的附着力和耐洗刷性能等，提高涂料的基本性能，满足建筑玻璃对隔热涂料附着力和耐洗刷性能等基本性能较高的要求。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种纳米水化硅酸钙隔热涂料及其制备方法，解决现有隔热涂料附着力和耐洗刷性能差的技术问题,通过纳米水化硅酸钙粉体取代传统惰性填料，来改善涂料的基本性能，制备一种隔热性能满足要求，基本性能明显提高的建筑外围护结构和建筑玻璃屋顶使用的隔热涂料，对涂料性能的优化和建筑能耗的降低具有一定的指导意义。
本发明的技术方案如下：
一种纳米水化硅酸钙隔热涂料，其特征在于各原材料的组份数为：纯丙乳液30～40 份，纳米水化硅酸钙粉体15～20份，水25～35份，空心玻璃微珠1～3份，SiO2气凝胶 2～5份，红外陶瓷粉2～5份，防冻剂0～1份，硅烷偶联剂0～1份，防腐剂0～1份，分散剂1～3份，成膜助剂1～2份，增稠剂1～2份，消泡剂0～4份，pH调节剂0～1份。
所述的纳米水化硅酸钙为通过硅质材料(石英砂或白炭黑)和钙质材料(生石灰)动态水热合成所得，其勃氏比表面积为400～1500m2/kg，粒径约在50～100nm之间。
所述的SiO2气凝胶粒径约在7～40nm之间，勃氏比表面积为1200～3000m2/kg。
所述的分散剂的型号为SN5040，增稠剂为高效聚氨酯增稠剂，成膜助剂为酯醇，硅烷偶联剂为氨基官能团硅烷，pH调节剂为链烷醇胺。
一种纳米水化硅酸钙隔热涂料制备方法，包括以下步骤：
步骤1：根据配方，称取一定量的水，滴加分散剂、防冻剂、防腐剂和硅烷偶联剂，在搅拌机中低速搅拌均匀后，再加入经过机械分散的三种填料(纳米水化硅酸钙粉体、红外陶瓷粉和SiO2气凝胶)进行预混合。在预混合过程中，搅拌机转速约为3000rpm，并且根据需要滴加适量消泡剂抑制泡沫产生，然后缓慢滴加部分成膜助剂和1/2的增稠剂，大约搅拌30min至均匀后，进行研磨分散。
步骤2：将纯丙乳液缓慢倒入步骤1分散后的料浆中，低速搅拌30～40min，搅拌过程中，缓慢滴加剩余助剂。搅拌至最后10min，缓慢加入空心玻璃微珠，分散均匀；
步骤3：加入pH调节剂调节涂料的pH值(调节pH值7～8左右)，即得纳米水化硅酸钙隔热涂料。
所述的步骤1和步骤2的低速搅拌转速为100～300rpm。
本发明的优点在于：
(1)明显改善涂料的附着力和耐洗刷性能等。
(2)通过水热合成制备的纳米水化硅酸钙粉体代替传统填料(钛白粉、重钙粉等)，原材料价格低廉，安全环保。
附图说明
图1为本发明的纳米水化硅酸钙粉体的TEM图。
图2为本发明的纳米水化硅酸钙隔热涂料的SEM图。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种纳米水化硅酸钙隔热涂料，其各原材料的组份数为：
纯丙乳液34份，纳米水化硅酸钙粉体18份，水33份，空心玻璃微珠2份，SiO2 气凝胶3份，红外陶瓷粉3份，防冻剂0.6份，硅烷偶联剂0.5份，防腐剂0.7份，分散剂2.1份，成膜助剂1.1份，增稠剂1.5份，消泡剂1.8份，pH调节剂0.2份。
一种上述纳米水化硅酸钙隔热涂料的制备方法,包括以下步骤：
步骤1：根据配方，称取一定量的水，滴加分散剂、防冻剂、防腐剂和硅烷偶联剂，在搅拌机中低速搅拌(200rpm)均匀后，再加入经过机械分散的三种填料(纳米水化硅酸钙粉体、红外陶瓷粉和SiO2气凝胶)进行预混合。在预混合过程中，搅拌机转速约为3000rpm，并且根据需要滴加消泡剂抑制泡沫产生，然后缓慢滴加部分成膜助剂和 1/2的增稠剂，大约搅拌30min至均匀后，进行研磨分散。
步骤2：将纯丙乳液缓慢倒入步骤1分散后的料浆中，低速(200rpm)搅拌30～40min，搅拌过程中，缓慢滴加剩余助剂。搅拌至最后10min，缓慢加入空心玻璃微珠，分散均匀；
步骤3：加入pH调节剂调节涂料的pH值(调节pH值7～8左右)，即得纳米水化硅酸钙隔热涂料。
所制备的纳米水化硅酸钙隔热涂料性能指标：耐水性能为403h，耐碱性能为243h，附着力为2级，耐洗刷性能为3200次，隔热温差为10.3℃，导热系数为 0.147W/(m·K)，对比率为63.2％。
实施例2
一种纳米水化硅酸钙隔热涂料，其各原材料的组份数为：
纯丙乳液32份，纳米水化硅酸钙粉体20份，水32份，空心玻璃微珠3份，SiO2 气凝胶3.6份，红外陶瓷粉3份，防冻剂0.4份，硅烷偶联剂0.5份，防腐剂0.8份，分散剂1.9份，成膜助剂1份，增稠剂1.2份，消泡剂0.2份，pH调节剂0.4份。
具体实施方法与实施例1的步骤相同。
所制备的纳米水化硅酸钙隔热涂料性能指标：耐水性能为425h，耐碱性能为271h，附着力为2级，耐洗刷性能为3300次，隔热温差为11.5℃，导热系数为 0.132W/(m·K)，对比率为66.4％。
实施例3
一种纳米水化硅酸钙隔热涂料，其各原材料的组份数为：
纯丙乳液36份，纳米水化硅酸钙粉体19份，水31份，空心玻璃微珠2.7份，SiO2 气凝胶3.2份，红外陶瓷粉2.8份，防冻剂0.3份，硅烷偶联剂0.5份，防腐剂0.6份，分散剂1.6份，成膜助剂1份，增稠剂0.8份，消泡剂0.3份，pH调节剂0.1份。
具体实施方法与实施例1的步骤相同。
所制备的纳米水化硅酸钙隔热涂料性能指标：耐水性能为417h，耐碱性能为258h，附着力为2级，耐洗刷性能为3250次，隔热温差为11.1℃，导热系数为 0.138W/(m·K)，对比率为65.3％。

Claims (6)

1.一种纳米水化硅酸钙隔热涂料，其特征在于各原材料的组份数为：纯丙乳液30～40份，纳米水化硅酸钙粉体15～20份，水25～35份，空心玻璃微珠1～3份，SiO2气凝胶2～5份，红外陶瓷粉2～5份，防冻剂0～1份，硅烷偶联剂0～1份，防腐剂0～1份，分散剂1～3份，成膜助剂1～2份，增稠剂1～2份，消泡剂0～4份，pH调节剂0～1份。
2.根据权利要求1所述的纳米水化硅酸钙隔热涂料制备方法,其特征在于步骤如下：
步骤1：根据配方，称取一定量的水，滴加分散剂、防冻剂、防腐剂和硅烷偶联剂，在搅拌机中低速搅拌均匀后，再加入经过机械分散的三种填料(纳米水化硅酸钙粉体、红外陶瓷粉和SiO2气凝胶)进行预混合。在预混合过程中，搅拌机转速约为3000rpm，并且根据需要滴加适量消泡剂抑制泡沫产生，然后缓慢滴加部分成膜助剂和1/2的增稠剂，大约搅拌30min至均匀后，进行研磨分散。
步骤2：将纯丙乳液缓慢倒入步骤1分散后的料浆中，低速搅拌30～40min，搅拌过程中，缓慢滴加剩余助剂。搅拌至最后10min，缓慢加入空心玻璃微珠，分散均匀；
步骤3：加入pH调节剂调节涂料的pH值(调节pH值7～8左右)，即得纳米水化硅酸钙隔热涂料。
3.根据权利要求1所述的纳米水化硅酸钙隔热涂料，其特征在于：所述的纳米水化硅酸钙为通过硅质材料(石英砂或白炭黑)和钙质材料(生石灰)动态水热合成所得，其表比面积为400～1500m2/kg，粒径约在50～100nm之间。
4.根据权利要求1所述的纳米水化硅酸钙隔热涂料，其特征在于：所述的SiO2气凝胶粒径约在7～40nm之间，勃氏比表面积为1200～3000m2/kg。
5.根据权利要求1所述的纳米水化硅酸钙隔热涂料，其特征在于：所述的分散剂的型号为SN5040，增稠剂为高效聚氨酯增稠剂，成膜助剂为酯醇，硅烷偶联剂为氨基官能团硅烷，pH调节剂为链烷醇胺。
6.根据权利要求2所述的纳米水化硅酸钙隔热涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤1和步骤2的低速搅拌转速为100～300rpm。
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