CN112341881A - 一种水性隔热无机涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种水性隔热无机涂料及其制备方法；其中，水性隔热无机涂料，以质量份数计，包括300‑400份水、1‑5份纤维素醚、1‑5份凹凸棒土、1‑5份润湿剂、1‑5份分散剂、10‑20份乙二醛、1‑5份杀菌剂、1‑5份无机涂料多功能助剂、1‑5份消泡剂、50‑100份硫酸钡、150‑200份钛白粉、50‑100份煅烧高岭土、100‑150份发射隔热粉、150‑250份纯丙乳液、50‑150份硅酸钾、50‑150份硅溶胶、10‑15份成膜助剂和1‑5份增稠剂。本发明提供的水性隔热无机涂料符合2019年中华人民共和国住房和城乡建设部发布了(建筑内外墙用液体无机涂料)修改稿的标准的液体型无机涂料的要求，符合室内装修材料放射性核素A类标准，且隔热效果符合国家住建部的隔热标准。
Description
技术领域
本发明涉及水性无机涂料技术领域，特别涉及一种水性隔热无机涂料及其制备方法。
背景技术
无机涂料一直以来没有明确的定义，按形态分为有粉体型和液体型，按照涂料命名的习惯一般是按主要成膜物质来分类，因此无机涂料通常是指以无机材料为主要成膜物质或粘结剂的一类涂料。2019年12月19号，中华人民共和国住房和城乡建设部发布了(建筑内外墙用液体无机涂料)修改稿，明确规定了液态无机涂料以碱金属硅酸盐、硅溶胶等为主要粘结剂，可添加少量高分子有机物，并加入颜料、填料及助剂配制而成的水性液态涂料，外液态无机涂料中在高分子有机物的质量占液态无机涂料的质量的比例≤8％(W/W％)。
隔热涂料，是指一种阻挡、反射、辐射太阳光近红外热量的功能性水性涂料，令屋面隔热降温，节能降耗。具有隔热、防水、防锈、防腐、工期短、见效快的特性，全面取代水喷淋系统，保温棉、发泡海绵、夹层铁皮等。隔热涂料从特性原理分类主要有三种，隔绝传导型隔热涂料、反射型隔热涂料和辐射型隔热涂料。
专利CN111004551A，公开日2020.04.14，公开了一种隔热涂料及其制备方法，由以下重量份数的原料制备而成:硅丙乳液50～60份；隔热粉5～10份；钛白粉5～10份；防闪锈剂0.2～0.5份；丙二醇苯醚0.5～1.5份；分散剂0.05～0.1份；去离子水40份。由于丙二醇苯醚对于隔热粉和钛白粉等填料具有润湿分散作用，减少分散剂的用量，能改善隔热粉和钛白粉在涂料内均匀性和稳定性，提高涂料的附着力和抗冲击强度。本发明隔热涂料的制备方法采用分批加入原料，逐渐降速，在低速条件下加入硅丙乳液，避免高速搅拌产生的局部高温影响硅丙乳液的稳定性。
目前市场上的隔热涂料鱼目混杂，只是冠名隔热涂料，隔热没有达到国家住建部的隔热标准，而且基本都是有机涂料乳胶漆类，存在耐候差，使用年限短，容易粉化和开裂。因此，本领域亟待一种隔热效果符合国家住建部的隔热标准的无机涂料，以满足市场多样化的需求。
发明内容
为解决背景技术提到的目前亟待一种隔热效果符合标准的无机涂料，本发明提供一种水性隔热无机涂料，以质量份数计，其组分包括：
进一步地，所述发射隔热粉由纳米氧化锆粉、白色蛭石粉、白色陶瓷粉、海泡石粉和纳米二氧化钛组成。
进一步地，所述煅烧高岭土为4000目粉末。
进一步地，所述水为去离子水。
进一步地，所述润湿剂为非离子型润湿剂
进一步地，所述分散剂为丙烯酸类均聚物钠盐分散剂。
进一步地，所述消泡剂为矿物油类消泡剂。
进一步地，所述纯丙乳液为丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯中的一种或多种。
本发明还提供上述的水性隔热无机涂料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、在搅拌状态下，将水和发射隔热粉混匀，并持续搅拌至均匀，得到发射隔热粉混合液；
步骤二、在搅拌状态下，往步骤一中的发射隔热粉混合液添加纤维素醚、凹凸棒土、分散剂、润湿剂，搅拌均匀得到分散液；
步骤三、在搅拌状态下，往步骤二中的分散液添加硫酸钡、钛白粉、煅烧高岭土、纤维素醚、乙二醛、纯丙乳液、消泡剂，搅拌均匀得到稳定液；
步骤四、在搅拌状态下，往步骤三中的稳定液添加杀菌剂、无机涂料多功能助剂、消泡剂、硅酸钾、硅溶胶、成膜助剂、增稠剂，搅拌均匀得到初品液；
步骤五、将步骤四中的初品液调整粘度，搅拌均匀，过滤后得到成品。
进一步地，步骤五中采用水调整初品液的粘度，调整至斯托莫粘度达到95-100KU。
与现有技术相比，本发明提供的水性隔热无机涂料具有如下优点：
1、水性隔热无机涂料是符合2019年中华人民共和国住房和城乡建设部发布了(建筑内外墙用液体无机涂料)修改稿的标准的液体型无机涂料，解决了粉体外墙涂料存在的施工繁琐，色差问题明显，防水和抗污性差，耐候性和耐擦洗性差等问题。
2、水性隔热无机涂料通过选择和合成负为纳米级反射隔热粉，具有高太阳光反射比和近红外反射比，耐火性好。
3、水性隔热无机涂料将硅酸钾和硅溶胶结合起来，平衡二者的优势，稳定化(有机改性)的水玻璃或硅溶胶的稳定性提高，但反应活性降低，应做到稳定性和反应性的平衡。硅溶胶的粘结力差，硅酸钾的耐水性差、盐析多，用硅溶胶和硅酸钾复配能达到粘结力和耐水性的平衡。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例及对比例采用的试剂说明如下：
纤维素醚：HS100000YP2；
润湿剂：CROSFECT-202；
分散剂：CROSFECT-3500；
无机涂料多功能助剂：信守SS1；
消泡剂：矿物油类消泡剂；
钛白粉：R699；
煅烧高岭土：4000目；
硅酸钾：CROSFECT-K100；
本发明采用的发射隔热粉中纳米氧化锆粉、白色蛭石粉、白色陶瓷粉、海泡石粉和纳米二氧化钛的配比为3:3:2:1:1。
需要说明的是，实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市场购买获得的常规产品。
实施例1
步骤一、在搅拌状态下，将200份去离子水和100份发射隔热粉混匀，并持续搅拌至均匀，得到发射隔热粉混合液，搅拌机转速500r/min，搅拌时间15min；
步骤二、在搅拌状态下，往步骤一中的发射隔热粉混合液添加2份纤维素醚、2份凹凸棒土、4份分散剂、4份润湿剂，搅拌均匀得到分散液，搅拌机转速500r/min，搅拌时间10min；
步骤三、在搅拌状态下，往步骤二中的分散液添加50份硫酸钡、150份钛白粉、50份煅烧高岭土、1份纤维素醚、10份乙二醛、200份纯丙乳液、1份消泡剂，搅拌均匀得到稳定液，搅拌机转速1200r/min，搅拌时间40min；
步骤四、在搅拌状态下，往步骤四中的稳定液添加2份杀菌剂、2份无机涂料多功能助剂、3份消泡剂、50份硅酸钾、100份硅溶胶、10份成膜助剂、2份增稠剂；搅拌均匀得到初品液，搅拌机转速800r/min，搅拌时间15min；
步骤五、将步骤四中的初品液加入100份去离子水，搅拌机转速500r/min，搅拌时间5min，过滤后得到成品。
实施例2
步骤一、在搅拌状态下，将200份去离子水和120份发射隔热粉混匀，并持续搅拌至均匀，得到发射隔热粉混合液，搅拌机转速500r/min，搅拌时间15min；
步骤二、在搅拌状态下，往步骤一中的发射隔热粉混合液添加3份纤维素醚、3份凹凸棒土、2份分散剂、2份润湿剂，搅拌均匀得到分散液，搅拌机转速500r/min，搅拌时间10min；
步骤三、在搅拌状态下，往步骤二中的分散液添加60份硫酸钡、160份钛白粉、70份煅烧高岭土、2份纤维素醚、20份乙二醛、250份纯丙乳液、3份消泡剂，搅拌均匀得到稳定液，搅拌机转速1200r/min，搅拌时间40min；
步骤四、在搅拌状态下，往步骤四中的稳定液添加4份杀菌剂、3份无机涂料多功能助剂、2份消泡剂、150份硅酸钾、150份硅溶胶、15份成膜助剂、3份增稠剂；搅拌均匀得到初品液，搅拌机转速800r/min，搅拌时间15min；
步骤五、将步骤四中的初品液加入200份去离子水，搅拌机转速500r/min，搅拌时间5min，过滤后得到成品。
对比例1
市售的水性隔热涂料。
对比例2
步骤一、在搅拌状态下，往200份去离子水添加3份纤维素醚、3份凹凸棒土、2份分散剂、2份润湿剂，搅拌均匀得到分散液，搅拌机转速500r/min，搅拌时间10min；
步骤二、在搅拌状态下，往步骤一中的分散液添加60份硫酸钡、160份钛白粉、70份煅烧高岭土、2份纤维素醚、20份乙二醛、250份纯丙乳液、3份消泡剂，搅拌均匀得到稳定液，搅拌机转速1200r/min，搅拌时间40min；
步骤三、在搅拌状态下，往步骤二中的稳定液添加4份杀菌剂、3份无机涂料多功能助剂、2份消泡剂、150份硅酸钾、150份硅溶胶、15份成膜助剂、3份增稠剂；搅拌均匀得到初品液，搅拌机转速800r/min，搅拌时间15min；
步骤四、将步骤三中的初品液加入200份去离子水，搅拌机转速500r/min，搅拌时间5min，过滤后得到成品。
对比例3
步骤一、在搅拌状态下，将200份去离子水和120份发射隔热粉混匀，并持续搅拌至均匀，得到发射隔热粉混合液，搅拌机转速500r/min，搅拌时间15min；
步骤二、在搅拌状态下，往步骤一中的发射隔热粉混合液添加3份纤维素醚、3份凹凸棒土、2份分散剂、2份润湿剂，搅拌均匀得到分散液，搅拌机转速500r/min，搅拌时间10min；
步骤三、在搅拌状态下，往步骤二中的分散液添加60份硫酸钡、160份钛白粉、70份煅烧高岭土、2份纤维素醚、20份乙二醛、250份纯丙乳液、3份消泡剂，搅拌均匀得到稳定液，搅拌机转速1200r/min，搅拌时间40min；
步骤四、在搅拌状态下，往步骤四中的稳定液添加4份杀菌剂、3份无机涂料多功能助剂、2份消泡剂、150份硅酸钾、15份成膜助剂、3份增稠剂；搅拌均匀得到初品液，搅拌机转速800r/min，搅拌时间15min；
步骤五、将步骤四中的初品液加入200份去离子水，搅拌机转速500r/min，搅拌时间5min，过滤后得到成品。
对于上述实施例1-2及对比例的产品进行检测，测试项目包括：
高分子有机含量检测：按照《建筑内外墙液态无机涂料》(修改稿)附录A的方法进行检测；
水蒸气透过率检测:JG/T 309-2011；
耐霉菌性检测GB/T1741-2007；
燃烧性能检测：GB 8624-2012；
挥发性有机化合物(VOC)含量检测：GB/T 23986；
游离甲醛含量检测：GB/T 34683；
苯、甲苯、乙苯、二甲苯含量检测：GB/T 23990；
可溶性重金属含量检测：GB/T 23991；
放射性检测：GB6566-2010；
隔热性能检测(包括太阳光反射比和近红外反射比)：JG/T 235-2014。
其测试结果如表1所示：
表1
根据表1的数据可知，实施例1的水性隔热无机涂料，太阳光反射比为0.86(优于标准值)，近红外反射比为0.88(优于标准值)；实施例2的水性隔热无机涂料，太阳光反射比为0.87(优于标准值)，近红外反射比为0.89(优于标准值)；对比例2的水性涂料，组分中不添加本发明特制的发射隔热粉，其太阳光反射比仅为0.41(低于标准值)，近红外反射比为0.58(低于标准值)。由此证明了，本发明的水性隔热无机涂料通过选择和合成负为纳米级反射隔热粉，具有高太阳光反射比和近红外反射比
此外，对比例3与实施例1和实施例2相比，其组分中不添加硅溶胶，其耐水性在120h后就出现异常。而实施例1和实施例2，通过硅溶胶和硅酸钾两者的协同作用达到粘结力和耐水性的平衡。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种水性隔热无机涂料，其特征在于，以质量份数计，其组分包括：
2.根据权利要求1所述的水性隔热无机涂料，其特征在于，所述发射隔热粉由纳米氧化锆粉、白色蛭石粉、白色陶瓷粉、海泡石粉和纳米二氧化钛组成。
3.根据权利要求1所述的水性隔热无机涂料，其特征在于，所述煅烧高岭土为4000目粉末。
4.根据权利要求1所述的水性隔热无机涂料，其特征在于，所述水为去离子水。
5.根据权利要求1所述的水性隔热无机涂料，其特征在于，所述润湿剂为非离子型润湿剂。
6.根据权利要求1所述的水性隔热无机涂料，其特征在于，所述分散剂为丙烯酸类均聚物钠盐分散剂。
7.根据权利要求1所述的水性隔热无机涂料，其特征在于，所述消泡剂为矿物油类消泡剂。
8.根据权利要求1所述的水性隔热无机涂料，其特征在于，所述纯丙乳液为丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯中的一种或多种。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的水性隔热无机涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、在搅拌状态下，将水和发射隔热粉混匀，并持续搅拌至均匀，得到发射隔热粉混合液；
步骤二、在搅拌状态下，往步骤一中的发射隔热粉混合液添加纤维素醚、凹凸棒土、分散剂、润湿剂，搅拌均匀得到分散液；
步骤三、在搅拌状态下，往步骤二中的分散液添加硫酸钡、钛白粉、煅烧高岭土、纤维素醚、乙二醛、纯丙乳液、消泡剂，搅拌均匀得到稳定液；
步骤四、在搅拌状态下，往步骤三中的稳定液添加杀菌剂、无机涂料多功能助剂、消泡剂、硅酸钾、硅溶胶、成膜助剂、增稠剂，搅拌均匀得到初品液；
步骤五、将步骤四中的初品液调整粘度，搅拌均匀，过滤后得到成品。
10.根据权利要求9所述的水性隔热无机涂料的制备方法，其特征在于，步骤五中采用水调整初品液的粘度，调整至斯托莫粘度达到95-100KU。
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