CN111675941A - 一种水性隔热降温涂料的制备方法 - Google Patents

一种水性隔热降温涂料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水性隔热降温涂料的制备方法，将分散剂1‑2份，消泡剂0.2‑0.6份，金红石型二氧化钛8‑15份，云母粉3‑10份，助溶剂2‑8份，成膜助剂1‑3份，交联助剂0.3‑0.6份，去离子水15‑35份，空心玻璃微珠4‑10份，SiO2气凝胶10‑20份，乳液40‑60份，防闪锈剂0.5‑1份通过搅拌，研磨等步骤制成涂料，将闭孔结构的空心玻璃微珠与较高孔洞率的SiO2气凝胶相结合，利用SiO2气凝胶在水性中的易分散性，将两者结合在一起，从而达到了比其中任意一种单品更好的隔热效果，在本领域内有技术进步。

Description

一种水性隔热降温涂料的制备方法
技术领域
本发明属涂料生产加工领域，特别涉及一种能有效隔热降温的涂料及制备方法。
背景技术
随着科技的进步与发展，对于各种功能性涂料的需求也越来越大，尤其是隔热涂料，在建筑业的使用越来越广泛。而作为一种新的隔热保温材料SiO2气凝胶的开发及应用受到了普遍重视。微细二氧化硅气凝胶的制取方法一般通过气凝胶块的研磨获得；用作保温绝热，空气净化，水处理等功能结构夹层、填充层，或与其他材料复合、粘连使用；其比表面积可达800㎡/g，其密度最低可至40kg/m³。其独特的纳米孔结构和高孔隙率可以降低其内部固体与气体的导热效率和提高其隔热性能，且在水性和溶剂型胶黏剂中均有良好的分散性和悬浮性以及增稠、触变、补强作用。目前建筑等涂料中常用的的隔热材料如空心玻璃微珠、发泡材料、保温板等来延缓隔热层内外的温度的传递，其原理为切断气体分子的热传导，以获得更低的导热系数。现有技术中，如发泡材料与保温板保温板均是通过一定的膜厚来阻隔热传导，且其不抗振动，寿命短；空心玻璃微珠制得的隔热涂料是利用其自身的闭孔结构相互堆积与其自身内部稀薄气体来降低热传导率，其结构较单一，且微珠之间仍会有孔隙，从而影响漆膜的隔热效果。
发明内容
本发明为解决现有隔热保温材料存在的上述问题，提高隔热保温的效果，提供一种水性隔热涂料及制备方法，原料包括分散剂1-2份，消泡剂0.2-0.6份，金红石型二氧化钛8-15份，云母粉3-10份，助溶剂2-8份，成膜助剂1-3份，交联助剂0.3-0.6份，去离子水15-35份，空心玻璃微珠4-10份，SiO2气凝胶10-20份，乳液40-60份，防闪锈剂0.5-1份，以上份数以重量计。
以上原料配比更细化为以下几种方案
方案A：原料包括分散剂1.3份，消泡剂0.3份，金红石型二氧化钛11份，云母粉4份，助溶剂3份，成膜助剂1.5份，交联助剂0.4份，去离子水25份，空心玻璃微珠8份，SiO2气凝胶15份，乳液48份，防闪锈剂0.5份，以上份数以重量计。
方案B：原料包括分散剂1.5份，消泡剂0.3份，金红石型二氧化钛10份，云母粉4份，助溶剂5份，成膜助剂2份，交联助剂0.5份，去离子水20份，空心玻璃微珠5份，SiO2气凝胶18份，乳液50份，防闪锈剂0.7份，以上份数以重量计。
方案C：原料包括分散剂1.3份，消泡剂0.3份，金红石型二氧化钛11份，云母粉4份，助溶剂3份，成膜助剂1.5份，交联助剂0.4份，去离子水25份，空心玻璃微珠8份，SiO2气凝胶15份，乳液48份，防闪锈剂0.5份，以上份数以重量计。
具体而言，所述乳液为苯丙乳液或氟改性水性丙烯酸乳液；所述的分散剂为BYK-190或Tego-755W分散剂；所述的消泡剂为Tego-901W或BKY-024消泡剂；所述的云母粉为GM-1250云母粉；所述助溶剂为异丙醇或乙二醇丁醚；所述的成膜助剂为二丙二醇甲醚或醇酯十二；所述的交联剂为硅烷偶联剂KH-560；所述的防闪锈剂为海明斯FA-179。
一种水性隔热涂料的制备方法，其包括以下步骤：
S1.将方案A配方中的分散剂、消泡剂、助溶剂与1/2-2/3比例的去离子水加入配料罐中，搅拌速度600-900转/分，搅拌5-10分钟，之后搅拌状态下加入金红石型二氧化钛、云母粉，搅拌10-15分钟；
S2.将步骤S2的产物在砂磨机中研磨，细度控制在25微米以下；
S3.在研磨细度合格的色浆中以600-1000转/分的转速下加入配方量的硅烷偶联剂、成膜助剂与乳液、剩余1/2-1/3比例的去离子水，搅拌3-6分钟，然后加入配方中的空心玻璃微珠、SiO2气凝胶和防闪锈剂，搅拌速度设定在800-1200转/分，搅拌20-25分钟，充分分散均匀，过滤包装，制成水性涂料。
上述方案A所列配方的水性隔热涂料的制备方法，其包括以下步骤：
S1.将方案A配方中的分散剂、消泡剂、助溶剂与2/3比例的去离子水加入配料罐中，搅拌速度600转/分，搅拌5分钟，之后搅拌状态下加入金红石型二氧化钛、云母粉，搅拌12分钟；
S2.将步骤S2的产物在砂磨机中研磨，细度控制在25微米以下；
S3.在研磨细度合格的色浆中以600转/分的转速下加入配方量的硅烷偶联剂、成膜助剂与乳液、剩余1/3比例的去离子水，搅拌3分钟，然后加入配方中的空心玻璃微珠、SiO2气凝胶和防闪锈剂，搅拌速度设定在900转/分，搅拌20分钟，充分分散均匀，过滤包装，制成水性涂料。
上述方案B所列配方的水性隔热涂料的制备方法，其包括以下步骤：
S1.将方案B配方中的分散剂、消泡剂、助溶剂与1/2比例的去离子水加入配料罐中，搅拌速度800转/分，搅拌8分钟，之后搅拌状态下加入金红石型二氧化钛、云母粉，搅拌15分钟；
S2.将步骤S2的产物在砂磨机中研磨，细度控制在25微米以下；
S3.在研磨细度合格的色浆中以800转/分的转速下加入配方量的硅烷偶联剂、成膜助剂与乳液、剩余1/2比例的去离子水，搅拌5分钟，然后加入配方中的空心玻璃微珠、SiO2气凝胶和防闪锈剂，搅拌速度设定在1000转/分，搅拌20分钟，充分分散均匀，过滤包装，制成水性涂料。
上述方案C所列配方的水性隔热涂料的制备方法，其包括以下步骤：
S1.将方案C配方中的分散剂、消泡剂、助溶剂与1/2比例的去离子水加入配料罐中，搅拌速度700转/分，搅拌10分钟，之后搅拌状态下加入金红石型二氧化钛、云母粉，搅拌15分钟；
S2.将步骤S2的产物在砂磨机中研磨，细度控制在25微米以下；
S3.在研磨细度合格的色浆中以900转/分的转速下加入配方量的硅烷偶联剂、成膜助剂与乳液、剩余1/2比例的去离子水，搅拌6分钟，然后加入配方中的空心玻璃微珠、SiO2气凝胶和防闪锈剂，搅拌速度设定在1100转/分，搅拌25分钟，充分分散均匀，过滤包装，制成水性涂料。
本发明，将闭孔结构的空心玻璃微珠与较高孔洞率的SiO2气凝胶相结合，利用SiO2气凝胶在水性中的易分散性，将两者结合在一起，从而达到了比其中任意一种单品更好的隔热效果。
具体实施方式
实施例1
本发明所述水性隔热涂料的一种制备方法，其原料包括分散剂1.3份，消泡剂0.3份，金红石型二氧化钛11份，云母粉4份，助溶剂3份，成膜助剂1.5份，交联助剂0.4份，去离子水25份，空心玻璃微珠8份，SiO2气凝胶15份，乳液48份，防闪锈剂0.5份，以上份数以重量计，包括以下步骤：
S1.将配方中的分散剂、消泡剂、助溶剂与2/3比例的去离子水加入配料罐中，搅拌速度600转/分，搅拌5分钟，之后搅拌状态下加入金红石型二氧化钛、云母粉，搅拌12分钟；
S2.将步骤S2的产物在砂磨机中研磨，细度控制在25微米以下；
S3.在研磨细度合格的色浆中以600转/分的转速下加入配方量的硅烷偶联剂、成膜助剂与乳液、剩余1/3比例的去离子水，搅拌3分钟，然后加入配方中的空心玻璃微珠、SiO2气凝胶和防闪锈剂，搅拌速度设定在900转/分，搅拌20分钟，充分分散均匀，过滤包装，制成水性涂料。
实施例2
本发明所述水性隔热涂料的另一种制备方法，其原料包括分散剂1.5份，消泡剂0.3份，金红石型二氧化钛10份，云母粉4份，助溶剂5份，成膜助剂2份，交联助剂0.5份，去离子水20份，空心玻璃微珠5份，SiO2气凝胶18份，乳液50份，防闪锈剂0.7份，以上份数以重量计，包括以下步骤：
S1.将配方中的分散剂、消泡剂、助溶剂与1/2比例的去离子水加入配料罐中，搅拌速度800转/分，搅拌8分钟，之后搅拌状态下加入金红石型二氧化钛、云母粉，搅拌15分钟；
S2.将步骤S2的产物在砂磨机中研磨，细度控制在25微米以下；
S3.在研磨细度合格的色浆中以800转/分的转速下加入配方量的硅烷偶联剂、成膜助剂与乳液、剩余1/2比例的去离子水，搅拌5分钟，然后加入配方中的空心玻璃微珠、SiO2气凝胶和防闪锈剂，搅拌速度设定在1000转/分，搅拌20分钟，充分分散均匀，过滤包装，制成水性涂料。
实施例3
本发明所述水性隔热涂料的另一种制备方法，其原料包括分散剂1.3份，消泡剂0.3份，金红石型二氧化钛11份，云母粉4份，助溶剂3份，成膜助剂1.5份，交联助剂0.4份，去离子水25份，空心玻璃微珠8份，SiO2气凝胶15份，乳液48份，防闪锈剂0.5份，以上份数以重量计，包括以下步骤：
S1.将配方中的分散剂、消泡剂、助溶剂与1/2比例的去离子水加入配料罐中，搅拌速度700转/分，搅拌10分钟，之后搅拌状态下加入金红石型二氧化钛、云母粉，搅拌15分钟；
S2.将步骤S2的产物在砂磨机中研磨，细度控制在25微米以下；
S3.在研磨细度合格的色浆中以900转/分的转速下加入配方量的硅烷偶联剂、成膜助剂与乳液、剩余1/2比例的去离子水，搅拌6分钟，然后加入配方中的空心玻璃微珠、SiO2气凝胶和防闪锈剂，搅拌速度设定在1100转/分，搅拌25分钟，充分分散均匀，过滤包装，制成水性涂料。
实施例4
分别将实施例1-3所制得涂料对应设置为对照组1-3，将某含SiO2气凝胶的涂料设置为对照组4，将对照组1-4的涂料各自均匀涂抹于玻璃上，并将玻璃固定于相同规格的盒子上，仅将盒子带玻璃一面至于室外，进行室内室外的温度监控，其温度变化如下表：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
如上表可知，本发明所述水性隔热涂料其隔热效率大于含SiO2气凝胶的涂料，在本案所述的几种方案中，又以实施例3所述方案隔热保温效果最佳。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种水性隔热降温涂料，其特征在于：原料包括分散剂1-2份，消泡剂0.2-0.6份，金红石型二氧化钛8-15份，云母粉3-10份，助溶剂2-8份，成膜助剂1-3份，交联助剂0.3-0.6份，去离子水15-35份，空心玻璃微珠4-10份，SiO2气凝胶10-20份，乳液40-60份，防闪锈剂0.5-1份，以上份数以重量计。
2.根据权利要求1所述水性隔热降温涂料，其特征在于：原料包括分散剂1.3份，消泡剂0.3份，金红石型二氧化钛11份，云母粉4份，助溶剂3份，成膜助剂1.5份，交联助剂0.4份，去离子水25份，空心玻璃微珠8份，SiO2气凝胶15份，乳液48份，防闪锈剂0.5份，以上份数以重量计。
3.根据权利要求1所述水性隔热降温涂料，其特征在于：原料包括分散剂1.5份，消泡剂0.3份，金红石型二氧化钛10份，云母粉4份，助溶剂5份，成膜助剂2份，交联助剂0.5份，去离子水20份，空心玻璃微珠5份，SiO2气凝胶18份，乳液50份，防闪锈剂0.7份，以上份数以重量计。
4.根据权利要求1所述水性隔热降温涂料，其特征在于：原料包括分散剂1.3份，消泡剂0.3份，金红石型二氧化钛11份，云母粉4份，助溶剂3份，成膜助剂1.5份，交联助剂0.4份，去离子水25份，空心玻璃微珠8份，SiO2气凝胶15份，乳液48份，防闪锈剂0.5份，以上份数以重量计。
5.根据权利要求1-4任一项所述水性隔热降温涂料，其特征在于：所述乳液为苯丙乳液或氟改性水性丙烯酸乳液；所述的分散剂为BYK-190或Tego-755W分散剂；所述的消泡剂为Tego-901W或BKY-024消泡剂；所述的云母粉为GM-1250云母粉；所述助溶剂为异丙醇或乙二醇丁醚；所述的成膜助剂为二丙二醇甲醚或醇酯十二；所述的交联剂为硅烷偶联剂KH-560；所述的防闪锈剂为海明斯FA-179。
6.一种水性隔热降温涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.将权利要求1-4任一项配方中的分散剂、消泡剂、助溶剂与1/2-2/3比例的去离子水加入配料罐中，搅拌速度600-900转/分，搅拌5-10分钟，之后搅拌状态下加入金红石型二氧化钛、云母粉，搅拌10-15分钟；
S2.将步骤S2的产物在砂磨机中研磨，细度控制在25微米以下；
S3.在研磨细度合格的色浆中以600-1000转/分的转速下加入配方量的硅烷偶联剂、成膜助剂与乳液、剩余1/2-1/3比例的去离子水，搅拌3-6分钟，然后加入配方中的空心玻璃微珠、SiO2气凝胶和防闪锈剂，搅拌速度设定在800-1200转/分，搅拌20-25分钟，充分分散均匀，过滤包装，制成水性涂料。
7.根据权利要求6所述水性隔热降温涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.将权利要求2配方中的分散剂、消泡剂、助溶剂与2/3比例的去离子水加入配料罐中，搅拌速度600转/分，搅拌5分钟，之后搅拌状态下加入金红石型二氧化钛、云母粉，搅拌12分钟；
S2.将步骤S2的产物在砂磨机中研磨，细度控制在25微米以下；
S3.在研磨细度合格的色浆中以600转/分的转速下加入配方量的硅烷偶联剂、成膜助剂与乳液、剩余1/3比例的去离子水，搅拌3分钟，然后加入配方中的空心玻璃微珠、SiO2气凝胶和防闪锈剂，搅拌速度设定在900转/分，搅拌20分钟，充分分散均匀，过滤包装，制成水性涂料。
8.根据权利要求6所述水性隔热降温涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.将权利要求3配方中的分散剂、消泡剂、助溶剂与1/2比例的去离子水加入配料罐中，搅拌速度800转/分，搅拌8分钟，之后搅拌状态下加入金红石型二氧化钛、云母粉，搅拌15分钟；
S2.将步骤S2的产物在砂磨机中研磨，细度控制在25微米以下；
S3.在研磨细度合格的色浆中以800转/分的转速下加入配方量的硅烷偶联剂、成膜助剂与乳液、剩余1/2比例的去离子水，搅拌5分钟，然后加入配方中的空心玻璃微珠、SiO2气凝胶和防闪锈剂，搅拌速度设定在1000转/分，搅拌20分钟，充分分散均匀，过滤包装，制成水性涂料。
9.根据权利要求6所述水性隔热降温涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.将权利要求2配方中的分散剂、消泡剂、助溶剂与1/2比例的去离子水加入配料罐中，搅拌速度700转/分，搅拌10分钟，之后搅拌状态下加入金红石型二氧化钛、云母粉，搅拌15分钟；
S2.将步骤S2的产物在砂磨机中研磨，细度控制在25微米以下；
S3.在研磨细度合格的色浆中以900转/分的转速下加入配方量的硅烷偶联剂、成膜助剂与乳液、剩余1/2比例的去离子水，搅拌6分钟，然后加入配方中的空心玻璃微珠、SiO2气凝胶和防闪锈剂，搅拌速度设定在1100转/分，搅拌25分钟，充分分散均匀，过滤包装，制成水性涂料。
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