CN110724428A - 一种隔热专用底漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隔热专用底漆及其制备方法，涉及水性涂料技术领域，解决了因底漆在使用过程中的隔热性能不佳，而导致其整体应用效果不佳的问题。一种隔热专用底漆，其包括如下重量份数的组分：有机硅‑丙烯酸乳液30‑40份；玻璃微珠4‑6份；膨胀珍珠岩3‑5份；去离子水20‑25份；Tex成膜剂0.5‑1.5份；PT86防霉剂0.2‑0.6份；异辛基三乙氧基硅烷4‑6份；聚偏氟乙烯2‑3份；纳米氧化锌1.6‑2.4份；消泡剂0.2‑0.5份；填料8‑12份；增稠剂0.5‑0.9份；防沉剂0.1‑0.5份；聚乙二醇3‑5份。本发明中的隔热专用底漆在使用后所形成的涂层能够发挥出良好稳定的隔热效果，整体应用性好。

Description

一种隔热专用底漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及水性涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种隔热专用底漆及其制备方法。
背景技术
底漆是油漆系统的第一层，用于提高面漆的附着力、增加面漆的丰满度、提供抗碱性、提供防腐功能等，同时可以保证面漆的均匀吸收，使油漆系统发挥最佳效果。
在公开号为CN104277642A的中国发明专利申请文件中公开了一种水性防霉底漆的使用方法，包括：按水性防霉涂料底漆：水＝1：0.1～0.3搅拌均匀后，喷涂在基材上，然后自干5～15分钟，固化得到涂层；其中，水性防霉底漆由30％-40％有机硅-丙烯酸乳液、22％-28％重量比为3:1的保护型防霉胶囊胞子和橡胶粉的混合物、20％-25％去离子水、8％-12％填料、5％-7％助剂、0.2％-0.5％消泡剂、0.1％-0.5％防腐剂、0.5％-0.9％增稠剂制备而成。
上述申请文件中，使保护型防霉胶囊胞子能持续有效的释放活性物，并与橡胶粉作用，达到长期有效的防霉作用，还能提高漆膜的弹性，但橡胶粉在使用过程中容易受外界环境的影响而发生老化，而老化后的橡胶粉，其整体品质大大降低，容易使水性防霉底漆整体的隔热性能大大降低，进而导致其整体应用效果不佳，因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术中因底漆在使用过程中的隔热性能不佳，而导致其整体应用效果不佳的问题，本发明的目的一在于提供一种隔热专用底漆，以解决上述技术问题，其在使用过程中能够发挥出良好稳定的隔热效果。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种隔热专用底漆，包括如下重量份数的组分：
有机硅-丙烯酸乳液30-40份；
玻璃微珠4-6份；
膨胀珍珠岩3-5份；
去离子水20-25份；
Tex成膜剂0.5-1.5份；
PT86防霉剂0.2-0.6份；
异辛基三乙氧基硅烷4-6份；
聚偏氟乙烯2-3份；
纳米氧化锌1.6-2.4份；
消泡剂0.2-0.5份；
填料8-12份；
增稠剂0.5-0.9份；
防沉剂0.1-0.5份；
聚乙二醇3-5份。
通过采用上述技术方案，有机硅-丙烯酸乳液为隔热专用底漆的主要成分，其具有良好的耐候性、光泽和粘接力，且使隔热专用底漆在使用后的涂层具有良好的耐撕裂性和持久性。聚乙二醇是一种良好的分散剂，有利于使各组分原料充分混合在一起。Tex成膜剂有利于使隔热专用底漆在使用后能够形成稳定的膜结构，PT86防霉剂能够延长隔热专用底漆在存储和使用后的有效时长。玻璃微珠和膨胀珍珠岩具有良好的隔热性能，且能提高漆膜整体的结构强度。
纳米氧化锌是一种良好的物理防晒剂，其对紫外线具有良好的屏蔽作用，且抗菌效果突出，有利于提高隔热专用底漆的稳定性。聚偏氟乙烯具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性和耐射线辐射性能。同时，纳米氧化锌的粒径小、比表面积大、表面原子数对且配位严重不足，使其极易与聚偏氟乙烯中的氟起键合作用，大大提高隔热专用底漆的稳定隔热性能，且加入的异辛基三乙氧基硅烷，其中的烷氧基会水解缩合形成网状的膜结构，并与纳米氧化锌和聚偏氟乙烯共同作用，起到良好的协同增效作用，进而使隔热专用底漆在使用过程中能够发挥出良好稳定的隔热效果，整体应用效果优异。
进一步优选为，所述隔热专用底漆的组分中还加入有重量份数为3-7份的功能助剂，功能助剂为二氧化钛和空心玻璃微珠的混合物，且二氧化钛和空心玻璃微珠的重量份数比为1：(0.9-1.3)。
通过采用上述技术方案，空心玻璃微珠是一种薄壁中空的微小球体，其外部薄壁主要成分为钠硼硅酸盐，具有导热系数小、耐高低温和热稳定好的优点，且其内部的惰性气体具有隔热保温的独特性能；二氧化钛具有较强的热隔断效应；采用二氧化钛和空心玻璃微珠复配作为功能助剂，能够发挥良好的反射太阳辐射和阻止热传导的作用，使隔热专用底漆的涂层具有良好稳定的反光隔热效果。
进一步优选为，所述隔热专用底漆的组分中还加入有重量份数为10-14份的二氧化硅气凝胶。
通过采用上述技术方案，二氧化硅气凝胶是一种良好的隔热材料，但二氧化硅气凝胶富含多孔纳米网络结构，其能够与纳米氧化锌、聚偏氟乙烯和异辛基三乙氧基硅烷之间起到良好的复配增效作用，并在隔热专用底漆涂层的内部形成紧密稳定的多级隔热结构，进而使隔热专用底漆在使用过程中能够发挥出良好稳定的隔热效果。
进一步优选为，所述填料选用滑石粉、云母粉、碳化硅、碳纤维、玻璃纤维、硅酸铝纤维中的一种或多种混合物。
通过采用上述技术方案，滑石粉、云母粉、碳化硅、碳纤维、玻璃纤维、硅酸铝纤维均为良好的填料，其在隔热专用底漆中具有良好的分散性，且与各组分原料之间具有良好的结合性，并具有良好的耐高温、抗摩擦、抗腐蚀性好，机械强度高等性能，使隔热专用底漆整体具有良好的品质。
进一步优选为，所述消泡剂选用乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷中的任意一种。
通过采用上述技术方案，在生产或实际使用过程中，由于搅拌，使空气容易进入隔热专用底漆的内部形成微小气泡，当隔热专用底漆在固化过程中，其内部的微小起泡容易发生迁移并聚合在一起形成较大的气泡，而消泡剂具有良好的去除气泡的作用，使隔热专用底漆在固化成型后的内部不易出现较大的气泡，进而使隔热专用底漆在使用过程中能够发挥出良好稳定的隔热效果。
进一步优选为，所述增稠剂选用羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠和羟乙基纤维素中的任意一种。
通过采用上述技术方案，羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠和羟乙基纤维素均为良好的增稠剂，其能够提高隔热专用底漆的粘度，使隔热专用底漆保持均匀稳定的悬浮状态，有利于保证隔热专用底漆的存储稳定性和整体的使用效果。
进一步优选为，所述防沉剂选用有机膨润土、气相二氧化硅、聚乙烯蜡和聚酰胺蜡中的任意一种。
通过采用上述技术方案，有机膨润土、气相二氧化硅、聚乙烯蜡和聚酰胺蜡均可以使使涂料具有触变性，黏度大大提高，并能够防止填料在隔热专用底漆中产生沉降，有利于对隔热专用底漆进行存储，并使各组分原料之间能够充分混合。
本发明的目的二在于提供一种隔热专用底漆的制备方法，采用该方法制备的隔热专用底漆在使用过程中能够发挥出良好稳定的隔热效果。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案，包括以下步骤：
步骤一，将相应重量份数的水、聚乙二醇、消泡剂和防沉剂加入到反应容器中，搅拌速度为300-500rpm，时间为3-5min；
步骤二，继续向反应容器中加入相应重量份数的有机硅-丙烯酸乳液、异辛基三乙氧基硅烷、聚偏氟乙烯和纳米氧化锌，搅拌速度为900-1300rpm，时间为20-30min；
步骤三，然后再向反应容器中加入相应重量份数的填料、玻璃微珠和膨胀珍珠岩，搅拌速度为1200-1500rpm，时间为10-20min；
步骤四，最后加入相应重量份数的Tex成膜剂、PT86防霉剂和增稠剂，搅拌速度为500-800rpm，时间为10-15min，即可得到隔热专用底漆。
通过采用上述技术方案，先制备稳定的浆料，有利于使异辛基三乙氧基硅烷、聚偏氟乙烯和纳米氧化锌充分复配结合，然后再加入填料、玻璃微珠和膨胀珍珠岩，并进行高速搅拌，有利于使填料充分分散在混合体系中，最后加入Tex成膜剂、PT86防霉剂和增稠剂，搅拌后即可以得到隔热专用底漆，且制得的隔热专用底漆具有良好的品质。同时，该工艺操作简单，生产效率较高，且不会对环境产生较大污染，在实际使用过程中具有良好的应用性。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)加入异辛基三乙氧基硅烷、聚偏氟乙烯和纳米氧化锌，并使其相互之间起到良好的复配增效作用，使隔热专用底漆在使用过程中能够发挥出良好稳定的隔热效果，整体应用效果优异；
(2)加入由二氧化钛和空心玻璃微珠组成的功能助剂，能够发挥良好的反射太阳辐射和阻止热传导的作用，使隔热专用底漆的涂层具有良好稳定的反光隔热效果；
(3)加入二氧化硅气凝胶，并使其能够与纳米氧化锌、聚偏氟乙烯和异辛基三乙氧基硅烷之间起到良好的复配增效作用，并在隔热专用底漆涂层的内部形成紧密稳定的多级隔热结构，进而使隔热专用底漆在使用过程中能够发挥出良好稳定的隔热效果。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种隔热专用底漆，各组分及其相应的重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：
步骤一，将相应重量份数的水、聚乙二醇、聚二甲基硅氧烷和有机膨润土加入到反应容器中，搅拌速度为400rpm，时间为4min；
步骤二，继续向反应容器中加入相应重量份数的有机硅-丙烯酸乳液、异辛基三乙氧基硅烷、聚偏氟乙烯和纳米氧化锌，搅拌速度为1100rpm，时间为25min；
步骤三，然后再向反应容器中加入相应重量份数的云母粉、玻璃微珠和膨胀珍珠岩，搅拌速度为1350rpm，时间为15min；
步骤四，最后加入相应重量份数的Tex成膜剂、PT86防霉剂和羟乙基纤维素，搅拌速度为650rpm，时间为12.5min，即可得到隔热专用底漆。
注：上述步骤中的Tex成膜剂购自佛山盛创达化工有限公司的伊士曼成膜助剂；PT86防霉剂购自上海隽泽化工科技有限公司；有机硅-丙烯酸乳液购自安徽中恩化工有限公司，牌号为SA-109。
实施例2：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，组分及其相应的重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：
步骤一，将相应重量份数的水、聚乙二醇、聚二甲基硅氧烷和有机膨润土加入到反应容器中，搅拌速度为300rpm，时间为5min；
步骤二，继续向反应容器中加入相应重量份数的有机硅-丙烯酸乳液、异辛基三乙氧基硅烷、聚偏氟乙烯和纳米氧化锌，搅拌速度为900rpm，时间为30min；
步骤三，然后再向反应容器中加入相应重量份数的云母粉、玻璃微珠和膨胀珍珠岩，搅拌速度为1200rpm，时间为20min；
步骤四，最后加入相应重量份数的Tex成膜剂、PT86防霉剂和羟乙基纤维素，搅拌速度为500rpm，时间为15min，即可得到隔热专用底漆。
实施例3：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，组分及其相应的重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：
步骤一，将相应重量份数的水、聚乙二醇、聚二甲基硅氧烷和有机膨润土加入到反应容器中，搅拌速度为500rpm，时间为3min；
步骤二，继续向反应容器中加入相应重量份数的有机硅-丙烯酸乳液、异辛基三乙氧基硅烷、聚偏氟乙烯和纳米氧化锌，搅拌速度为1300rpm，时间为20min；
步骤三，步骤三，然后再向反应容器中加入相应重量份数的云母粉、玻璃微珠和膨胀珍珠岩，搅拌速度为1500rpm，时间为10min；
步骤四，最后加入相应重量份数的Tex成膜剂、PT86防霉剂和羟乙基纤维素，搅拌速度为800rpm，时间为10min，即可得到隔热专用底漆。
实施例4-8：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1实施例1-8中各组分及其重量份数
Figure BDA0002248875480000061
Figure BDA0002248875480000071
实施例9：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤三中的云母粉替换为等质量的硅酸铝纤维。
实施例10：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤三中重量份数为8份的云母粉替换为4份的碳化硅和4份的玻璃纤维。
实施例11：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤三中重量份数为8份的云母粉替换为3份的滑石粉、2份的云母粉和3份的碳纤维。
实施例12：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤一中的聚二甲基硅氧烷替换为等质量的乳化硅油。
实施例13：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤一中的聚二甲基硅氧烷替换为等质量的聚氧丙烯甘油醚。
实施例14：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤四中的羟乙基纤维素替换为等质量的羧甲基纤维素钠。
实施例15：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤四中的羟乙基纤维素替换为等质量的聚丙烯酸钠。
实施例16：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤一中的有机膨润土替换为等质量的气相二氧化硅。
实施例17：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤一中的有机膨润土替换为等质量的聚乙烯蜡。
实施例18：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤一中的有机膨润土替换为等质量的聚酰胺蜡。
实施例19：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤三具体设置为，然后再向反应容器中加入相应重量份数为8份的云母粉、4份的玻璃微珠、3份的膨胀珍珠岩和5份的功能助剂，功能助剂为重量份数比为1：1.1的二氧化钛和空心玻璃微珠的混合物，搅拌速度为1350rpm，时间为15min。
实施例20：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤三具体设置为，然后再向反应容器中加入相应重量份数为8份的云母粉、4份的玻璃微珠、3份的膨胀珍珠岩和3份的功能助剂，功能助剂为重量份数比为1：0.9的二氧化钛和空心玻璃微珠的混合物，搅拌速度为1350rpm，时间为15min。
实施例21：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤三具体设置为，然后再向反应容器中加入相应重量份数为8份的云母粉、4份的玻璃微珠、3份的膨胀珍珠岩和7份的功能助剂，功能助剂为重量份数比为1：1.3的二氧化钛和空心玻璃微珠的混合物，搅拌速度为1350rpm，时间为15min。
实施例22：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤三具体设置为，然后再向反应容器中加入相应重量份数为8份的云母粉、4份的玻璃微珠、3份的膨胀珍珠岩和12份的二氧化硅气凝胶，搅拌速度为1350rpm，时间为15min。
实施例23：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤三具体设置为，然后再向反应容器中加入相应重量份数为8份的云母粉、4份的玻璃微珠、3份的膨胀珍珠岩和10份的二氧化硅气凝胶，搅拌速度为1350rpm，时间为15min。
实施例24：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤三具体设置为，然后再向反应容器中加入相应重量份数为8份的云母粉、4份的玻璃微珠、3份的膨胀珍珠岩和14份的二氧化硅气凝胶，搅拌速度为1350rpm，时间为15min。
对比例1：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤二具体设置为，继续向反应容器中加入相应重量份数的有机硅-丙烯酸乳液、聚偏氟乙烯和纳米氧化锌，搅拌速度为1100rpm，时间为25min。
对比例2：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤二具体设置为，继续向反应容器中加入相应重量份数的有机硅-丙烯酸乳液、异辛基三乙氧基硅烷和纳米氧化锌，搅拌速度为1100rpm，时间为25min。
对比例3：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤二具体设置为，继续向反应容器中加入相应重量份数的有机硅-丙烯酸乳液、异辛基三乙氧基硅烷和聚偏氟乙烯，搅拌速度为1100rpm，时间为25min。
对比例4：一种隔热专用底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤二具体设置为，继续向反应容器中加入相应重量份数的有机硅-丙烯酸乳液，搅拌速度为1100rpm，时间为25min。
对比例5：一种隔热专用底漆，与对比例4的不同之处在于，步骤三具体设置为，然后再向反应容器中加入相应重量份数为8份的云母粉、4份的玻璃微珠、3份的膨胀珍珠岩和10份的二氧化硅气凝胶，搅拌速度为1350rpm，时间为15min。
性能测试
试验样品：采用实施例1-24中获得的隔热专用底漆作为试验样品1-24，采用对比例1-5中获得的隔热专用底漆作为对照样品1-5。
试验方法：选取直径为40mm的不锈钢空心管29只，在其表面分别涂覆等厚的试验样品1-24和对照样品1-5，然后分别在各空心钢管中注入100℃的流动水，用红外测温仪测试涂层表面温度，检测其隔热效果。
试验结果：试验样品1-24和对照样品1-5的测试结果如表2所示。由表2可知，由试验样品1-8和对照样品1-4的测试结果对比可得，加入异辛基三乙氧基硅烷、聚偏氟乙烯和纳米氧化锌，并使其相互之间起到良好的复配增效作用，使隔热专用底漆在使用过程中能够发挥出良好稳定的隔热效果。由试验样品1-8和试验样品9-18的测试结果对比可得，本发明所公开的填料、消泡剂、增稠剂和防沉剂均适用于隔热专用底漆的制备，并使隔热专用底漆在使用后保持良好稳定的隔热效果。由试验样品1-8和试验样品19-21的测试结果对比可得，加入由二氧化钛和空心玻璃微珠组成的功能助剂，能够发挥良好的阻止热传导的作用，使隔热专用底漆的涂层具有良好稳定的隔热效果。由试验样品1-8和试验样品22-23、对比例5的测试结果对比可得，加入二氧化硅气凝胶，并使其能够与纳米氧化锌、聚偏氟乙烯和异辛基三乙氧基硅烷之间起到良好的复配增效作用，使隔热专用底漆在使用过程中能够发挥出良好稳定的隔热效果。
表2试验样品1-24和对照样品1-5的测试结果
Figure BDA0002248875480000091
Figure BDA0002248875480000101
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种隔热专用底漆，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
有机硅-丙烯酸乳液 30-40份；
去离子水 20-25份；
玻璃微珠 4-6份；
膨胀珍珠岩 3-5份；
Tex成膜剂 0.5-1.5份；
PT86防霉剂 0.2-0.6份；
异辛基三乙氧基硅烷 4-6份；
聚偏氟乙烯 2-3份；
纳米氧化锌 1.6-2.4份；
消泡剂 0.2-0.5份；
填料 8-12份；
增稠剂 0.5-0.9份；
防沉剂 0.1-0.5份；
聚乙二醇 3-5份。
2.根据权利要求1所述的隔热专用底漆，其特征在于，所述隔热专用底漆的组分中还加入有重量份数为3-7份的功能助剂，功能助剂为二氧化钛和空心玻璃微珠的混合物，且二氧化钛和空心玻璃微珠的重量份数比为1：（0.9-1.3）。
3.根据权利要求1所述的隔热专用底漆，其特征在于，所述隔热专用底漆的组分中还加入有重量份数为10-14份的二氧化硅气凝胶。
4.根据权利要求1所述的隔热专用底漆，其特征在于，所述填料选用滑石粉、云母粉、碳化硅、碳纤维、玻璃纤维、硅酸铝纤维中的一种或多种混合物。
5.根据权利要求1所述的隔热专用底漆，其特征在于，所述消泡剂选用乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的隔热专用底漆，其特征在于，所述增稠剂选用羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠和羟乙基纤维素中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的隔热专用底漆，其特征在于，所述防沉剂选用有机膨润土、气相二氧化硅、聚乙烯蜡和聚酰胺蜡中的任意一种。
8.一种如权利要求1所述的隔热专用底漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将相应重量份数的水、聚乙二醇、消泡剂和防沉剂加入到反应容器中，搅拌速度为300-500rpm，时间为3-5min；
步骤二，继续向反应容器中加入相应重量份数的有机硅-丙烯酸乳液、异辛基三乙氧基硅烷、聚偏氟乙烯和纳米氧化锌，搅拌速度为900-1300rpm，时间为20-30min；
步骤三，然后再向反应容器中加入相应重量份数的填料、玻璃微珠和膨胀珍珠岩，搅拌速度为1200-1500rpm，时间为10-20min；
步骤四，最后加入相应重量份数的Tex成膜剂、PT86防霉剂和增稠剂，搅拌速度为500-800rpm，时间为10-15min，即可得到隔热专用底漆。
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