CN111320907A - 一种水性薄质复合隔热保温涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种水性薄质复合隔热保温涂料，包括以下组分：水、羟乙基纤维素、无机膨润土、分散剂、润湿剂、消泡剂、碳酸钙、钛白粉、硫酸钡、煅烧高岭土、纳米二氧化锡、TiO2包覆空心玻璃微珠、遮盖聚合物、纯丙乳液、弹性乳液、疏水剂、pH调节助剂、乙二醇、成膜助剂、缔合型碱溶胀增稠剂、防腐剂、防霉剂。本发明还提出所述的水性薄质复合隔热保温涂料的制备方法，所得涂层均匀致密、整体无缝，具有良好的保温隔热效果，特别适用于建筑物内墙、顶棚等部位的涂装。

Description

一种水性薄质复合隔热保温涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及保温材料领域，尤其涉及一种水性薄质复合隔热保温涂料及其制备方法。
背景技术
在墙体上覆盖保温材料，具有冬天保暖，夏天保凉(冷气)隔热的作用，大大降低室内能耗。保温材料的形式有：1、保温板，以板状的形态包覆固定在墙体。但是保温板厚度较大，使原本局促的居住空间更加狭小，且存在安装不便，容易脱落等缺点。2、保温涂料，直接涂覆于墙体。但是大部分保温涂料只能通过涂抹的方式施工，操作繁琐，且形成的膜层厚度大，致密性差，容易崩落。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提出一种水性薄质复合隔热保温涂料及其制备方法，所得涂层均匀致密、整体无缝，具有良好的保温隔热效果，特别适用于建筑物内墙、顶棚等部位的涂装。
本发明提出一种水性薄质复合隔热保温涂料，按质量百分比，包括以下组分：
水15-56％、羟乙基纤维素0.2-0.4％、无机膨润土0.3-0.7％、分散剂0.4-0.6％、润湿剂0.1-0.4％、消泡剂0.1-0.2％、碳酸钙5-10％、钛白粉5-15％、硫酸钡5-10％、煅烧高岭土3-6％、纳米二氧化锡1.5-5％、TiO2包覆空心玻璃微珠3-6％、遮盖聚合物2-6％、纯丙乳液20-30％、弹性乳液5-15％、疏水剂1-5％、pH调节助剂0.05-0.15％、乙二醇1-2％、成膜助剂1.0-2.0％、缔合型碱溶胀增稠剂0.2-0.5％、防腐剂0.1-0.2％、防霉剂0.1-0.2％。
其中，所述TiO2包覆空心玻璃微珠为通过以下方法制备：
将40.0mL无水乙醇、10.0mL钛酸四丁酯、3.0mL冰醋酸混合均匀得到A溶液，再将20.0mL无水乙醇、5.0mL去离子水混合均匀得到B溶液；在搅拌条件下将B溶液匀速滴加到A溶液中，调节pH值至3.0～4.0，反应60min，得到浅黄色透明均匀的溶胶；最后加入10mL 150目的玻璃微珠，继续搅拌60min，静置陈化后，于100-108℃下干燥，530-580℃下煅烧2.8-3.2h，得到TiO2包覆空心玻璃微珠。
优选的，所述纯丙乳液为巴德富公司的纯丙乳液RS-2788；所述弹性乳液为巴德富公司的弹性涂料用乳液RS-9699。
优选的，所述遮盖聚合物为美国罗门哈斯公司(DOW)的ROPAQUE(乐派酷)优创E。
优选的，所述疏水剂为改性聚硅氧烷树脂乳液。
优选的，所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯。
优选的，pH调节助剂为多功能助剂AMP-95。
本发明还提出一种上述的水性薄质复合隔热保温涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1、打浆
按配方量取水、羟乙基纤维素、无机膨润土、分散剂、润湿剂、消泡剂置于不锈钢容器中，搅拌至溶解，缓慢加入配方量的碳酸钙、钛白粉、硫酸钡、煅烧高岭土、纳米二氧化锡、遮盖聚合物，1500-2000r/min的转速下高速分散研磨至细度为100-150μm；
S2、调漆
在400～600r/min转速的低速搅拌条件下，缓慢加入TiO2包覆空心玻璃微珠，搅拌后加入纯丙乳液、弹性乳液、疏水剂、pH调节助剂、乙二醇、成膜助剂、缔合型碱溶胀增稠剂、防腐剂、防霉剂，调整产品在25℃下粘度为112-1115ku和pH值9-10为合格。
进一步的，所述TiO2包覆空心玻璃微珠的制备方法包括以下步骤：
将40.0mL无水乙醇、10.0mL钛酸四丁酯、3.0mL冰醋酸混合均匀得到A溶液，再将20.0mL无水乙醇、5.0mL去离子水混合均匀得到B溶液；在搅拌条件下将B溶液匀速滴加到A溶液中，调节pH值至3.0～4.0，反应60min，得到浅黄色透明均匀的溶胶；最后加入10mL 150目的玻璃微珠，继续搅拌60min，静置陈化后，于100-108℃下干燥，530-580℃下煅烧2.8-3.2h，得到TiO2包覆空心玻璃微珠。
本发明的原理及有益效果：
本发明采用纯丙乳液与弹性乳液复配作为水性漆的主体，耐候性十分优异，尤其是耐老化性和保色保光性。其中，纯丙乳液优选巴德富公司的纯丙乳液RS-2788由于其丙烯酸主链上接枝了带有环氧基团的粘合促进单体，使配制的涂料具有极好的湿粘力和干附着力。弹性乳液为丙烯酸酯与有机硅共聚物，弹性乳液具有优异的回弹性、柔韧性、粘接性、防水性、耐候性、耐积尘性和耐紫外线等性能。本发明优选巴德富公司的弹性涂料用乳液RS-9699，不仅具备优异的延伸率、拉伸强度以及早期湿附着力，而且解决了弹性乳液易出现亮斑这一重大难题，很好地解决了下雨之后，在干燥过程中涂膜中亲水性物质随水分挥发迁徙而产生的亮斑问题。此外还具备优异的耐沾污和耐候性，且不含甲醛。
本发明的水性漆的主体与颜填料、保温材料等复配得到环保的水性隔热保温涂料。其中，颜填料包括碳酸钙、钛白粉、硫酸钡、高岭土配合遮盖聚合物一起使用，提高漆膜的遮盖力；颜填料通过特定的比例与纳米二氧化锡配合，纳米颗粒对颜填料粉末间的间隙进行填充，形成致密的膜层，且纳米二氧化锡的加入增加漆膜的隔热性能。
本发明的TiO2包覆空心玻璃微珠基于核-壳材料设计原理，以无水乙醇为溶剂、钛酸正丁酯为钛源、冰醋酸为螯合剂，采用溶胶-凝胶法制备。空心玻璃微珠直径约为几十微米的，中空结构使其具有导热系数小、隔热效果好的特点。TiO2是目前反射隔热涂料中最常用的功能组分，具有折射率大、对太阳光反射率高的特点。在玻璃微珠表面包覆TiO2薄膜可以实现二者隔热功能互补，制备出阻隔隔热机理与反射隔热机理协同一体的复合隔热材料，同时还提高了玻璃微珠的遮盖力。
本发明的保温涂料可通过喷涂的方式涂装，所得涂层均匀致密、整体无缝，具有良好的保温隔热效果，特别适用于建筑物内墙、顶棚等部位的涂装。
本发明的隔热保温涂料施工工艺简单，施工难度低，成本低廉，便于大规模推广应用。
附图说明
图1为TiO2包覆空心玻璃微珠SEM扫描电镜图一。
图2为TiO2包覆空心玻璃微珠SEM扫描电镜图二。
具体实施方式
如下结合附图，对本申请方案作进一步描述：
实施例一
一种水性薄质复合隔热保温涂料，按质量百分比，由以下组分组成：
水18.7％、羟乙基纤维素
Figure BDA0002413780310000051
0.3％、无机膨润土0.5％、分散剂0.5％、润湿剂0.4％、消泡剂0.1％、碳酸钙5％、钛白粉5％、硫酸钡10％、煅烧高岭土4％、纳米二氧化锡3％、TiO2包覆空心玻璃微珠4％、遮盖聚合物5％、纯丙乳液25％、弹性乳液10％、疏水剂5％、pH调节助剂0.1％、乙二醇1.5％、成膜助剂1.0％、缔合型碱溶胀增稠剂(AD-265)0.5％、防腐剂0.2％、防霉剂0.2％。
所述纯丙乳液为巴德富公司的纯丙乳液RS-2788；所述弹性乳液为巴德富公司的弹性涂料用乳液RS-9699。
所述遮盖聚合物为美国罗门哈斯公司(DOW)的ROPAQUE(乐派酷)优创E。
所述钛白粉选用金红石型钛白粉R-2295。
所述疏水剂为改性聚硅氧烷树脂乳液，优选Tego(迪高)公司的1650疏水剂。
所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯。
所述pH调节助剂为多功能助剂AMP-95。
实施例二
一种水性薄质复合隔热保温涂料，按质量百分比，由以下组分组成：
水19.47％、羟乙基纤维素
Figure BDA0002413780310000052
0.35％、无机膨润土0.4％、分散剂0.4％、润湿剂0.3％、消泡剂0.1％、碳酸钙7％、钛白粉12％、硫酸钡5％、煅烧高岭土3％、纳米二氧化锡2％、TiO2包覆空心玻璃微珠5％、遮盖聚合物4％、纯丙乳液23％、弹性乳液12％、疏水剂3％、pH调节助剂0.08％、乙二醇1.52％、成膜助剂1.0％、缔合型碱溶胀增稠剂(AD-265)0.3％、防腐剂0.2％、防霉剂0.2％。
所述纯丙乳液为巴德富公司的纯丙乳液RS-2788；所述弹性乳液为巴德富公司的弹性涂料用乳液RS-9699。
所述遮盖聚合物为美国罗门哈斯公司(DOW)的ROPAQUE(乐派酷)优创E。
所述钛白粉选用金红石型钛白粉R-2295。
所述疏水剂为改性聚硅氧烷树脂乳液，优选Tego(迪高)公司的1650疏水剂。
所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯。
所述pH调节助剂为多功能助剂AMP-95。
实施例三
一种水性薄质复合隔热保温涂料，按质量百分比，由以下组分组成：
水15.87％、羟乙基纤维素
Figure BDA0002413780310000061
0.4％、无机膨润土0.6％、分散剂0.56％、润湿剂0.4％、消泡剂0.15％、碳酸钙4％、钛白粉4％、硫酸钡8％、煅烧高岭土5％、纳米二氧化锡4％、TiO2包覆空心玻璃微珠6％、遮盖聚合物5％、纯丙乳液27％、弹性乳液11％、疏水剂4％、pH调节助剂0.12％、乙二醇1.5％、成膜助剂1.5％、缔合型碱溶胀增稠剂(AD-265)0.5％、防腐剂0.2％、防霉剂0.2％。
所述纯丙乳液为巴德富公司的纯丙乳液RS-2788；所述弹性乳液为巴德富公司的弹性涂料用乳液RS-9699。
所述遮盖聚合物为美国罗门哈斯公司(DOW)的ROPAQUE(乐派酷)优创E。
所述钛白粉选用金红石型钛白粉R-2295。
所述疏水剂为改性聚硅氧烷树脂乳液，优选Tego(迪高)公司的1650疏水剂。
所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯。
所述pH调节助剂为多功能助剂AMP-95。
实施例四
一种实施例一至三所述的水性薄质复合隔热保温涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1、打浆
按配方量取水、羟乙基纤维素、无机膨润土、分散剂、润湿剂、消泡剂置于不锈钢容器中，搅拌至溶解，缓慢加入配方量的碳酸钙、钛白粉、硫酸钡、煅烧高岭土、纳米二氧化锡、遮盖聚合物，1500-2000r/min的转速下高速分散研磨45min，至细度为100-150μm；
S2、调漆
在400～600r/min转速的低速搅拌条件下，缓慢加入TiO2包覆空心玻璃微珠，搅拌10min后加入纯丙乳液、弹性乳液、疏水剂、pH调节助剂、乙二醇、成膜助剂、缔合型碱溶胀增稠剂、防腐剂、防霉剂，调整产品在25℃下粘度为112-1115ku和pH值9-10为合格。
所述TiO2包覆空心玻璃微珠的制备方法包括以下步骤：
将40.0mL无水乙醇、10.0mL钛酸四丁酯、3.0mL冰醋酸混合均匀得到A溶液，再将20.0mL无水乙醇、5.0mL去离子水混合均匀得到B溶液；在搅拌条件下将B溶液匀速滴加到A溶液中，调节pH值至3.0～4.0，反应60min，得到浅黄色透明均匀的溶胶；最后加入10mL 150目的玻璃微珠，继续搅拌60min，静置陈化12小时，于105℃下干燥，550℃下煅烧3h，得到TiO2包覆空心玻璃微珠，如图1和图2所示。
涂料采用高压无气喷涂法施工，所用喷枪喷嘴孔径0.5～0.7mm，雾化压力16～20MPa，涂层0.2～0.5mm厚时，导热系数为0.04～0.08w/m·k。所得涂层均匀致密、整体无缝，具有良好的保温隔热效果。涂料特别适用于建筑物内墙、顶棚等部位涂装。
参照国家标准GB/T 25261-2018《建筑用反射隔热涂料》和《GB/T 9755-2014合成树脂乳液外墙涂料》进行性能测试，测试结果如下：
Figure BDA0002413780310000081
Figure BDA0002413780310000091
上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。

Claims (9)

1.一种水性薄质复合隔热保温涂料，其特征在于，按质量百分比，包括以下组分：
水15-56％、羟乙基纤维素0.2-0.4％、无机膨润土0.3-0.7％、分散剂0.4-0.6％、润湿剂0.1-0.4％、消泡剂0.1-0.2％、碳酸钙5-10％、钛白粉5-15％、硫酸钡5-10％、煅烧高岭土3-6％、纳米二氧化锡1.5-5％、TiO2包覆空心玻璃微珠3-6％、遮盖聚合物2-6％、纯丙乳液20-30％、弹性乳液5-15％、疏水剂1-5％、pH调节助剂0.05-0.15％、乙二醇1-2％、成膜助剂1.0-2.0％、缔合型碱溶胀增稠剂0.2-0.5％、防腐剂0.1-0.2％、防霉剂0.1-0.2％。
2.根据权利要求1所述的水性薄质复合隔热保温涂料，其特征在于，所述TiO2包覆空心玻璃微珠为通过以下方法制备：
将40.0mL无水乙醇、10.0mL钛酸四丁酯、3.0mL冰醋酸混合均匀得到A溶液，再将20.0mL无水乙醇、5.0mL去离子水混合均匀得到B溶液；在搅拌条件下将B溶液匀速滴加到A溶液中，调节pH值至3.0～4.0，反应60min，得到浅黄色透明均匀的溶胶；最后加入10mL 150目的玻璃微珠，继续搅拌60min，静置陈化后，于100-108℃下干燥，530-580℃下煅烧2.8-3.2h，得到TiO2包覆空心玻璃微珠。
3.根据权利要求1所述的水性薄质复合隔热保温涂料，其特征在于，所述纯丙乳液为巴德富公司的纯丙乳液RS-2788；所述弹性乳液为巴德富公司的弹性涂料用乳液RS-9699。
4.根据权利要求1所述的水性薄质复合隔热保温涂料，其特征在于，所述遮盖聚合物为美国罗门哈斯公司(DOW)的ROPAQUE(乐派酷)优创E。
5.根据权利要求1所述的水性薄质复合隔热保温涂料，其特征在于，所述疏水剂为改性聚硅氧烷树脂乳液。
6.根据权利要求1所述的水性薄质复合隔热保温涂料，其特征在于，所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯。
7.根据权利要求1所述的水性薄质复合隔热保温涂料，其特征在于，pH调节助剂为多功能助剂AMP-95。
8.一种权利要求1-7任一项所述的水性薄质复合隔热保温涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、打浆
按配方量取水、羟乙基纤维素、无机膨润土、分散剂、润湿剂、消泡剂置于不锈钢容器中，搅拌至溶解，缓慢加入配方量的碳酸钙、钛白粉、硫酸钡、煅烧高岭土、纳米二氧化锡、遮盖聚合物，1500-2000r/min的转速下高速分散研磨至细度为100-150μm；
S2、调漆
在400～600r/min转速的低速搅拌条件下，缓慢加入TiO2包覆空心玻璃微珠，搅拌后加入纯丙乳液、弹性乳液、疏水剂、pH调节助剂、乙二醇、成膜助剂、缔合型碱溶胀增稠剂、防腐剂、防霉剂，调整产品在25℃下粘度为112-1115ku和pH值9-10为合格。
9.根据权利要求8所述的水性薄质复合隔热保温涂料的制备方法，其特征在于，所述TiO2包覆空心玻璃微珠的制备方法包括以下步骤：
将40.0mL无水乙醇、10.0mL钛酸四丁酯、3.0mL冰醋酸混合均匀得到A溶液，再将20.0mL无水乙醇、5.0mL去离子水混合均匀得到B溶液；在搅拌条件下将B溶液匀速滴加到A溶液中，调节pH值至3.0～4.0，反应60min，得到浅黄色透明均匀的溶胶；最后加入10mL 150目的玻璃微珠，继续搅拌60min，静置陈化后，于100-108℃下干燥，530-580℃下煅烧2.8-3.2h，得到TiO2包覆空心玻璃微珠。
CN202010184784.3A 2020-03-17 2020-03-17 一种水性薄质复合隔热保温涂料及其制备方法 Pending CN111320907A (zh)

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