CN112480762A - 一种降噪水性外墙漆及其制备方法 - Google Patents

一种降噪水性外墙漆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及水性外墙漆的领域，具体公开了一种降噪水性外墙漆及其制备方法。降噪水性外墙漆包括水、乙二醇、重钙、丙烯酸乳液、增稠剂、分散剂、其他助剂、钛白粉、空心玻璃微珠、碳黑；其制备方法为：将水、增稠剂混合，得到混合物一；将pH调节剂、消泡剂、增稠剂加入混合物一中混合,得到混合物二；将润湿剂、分散剂、分散剂、乙二醇、丙烯酸乳液、碳黑、重钙加入到混合物二中混合，得到混合物三；将钛白粉、空心玻璃微珠、消泡剂、加入到混合物三中混合，即得降噪水性外墙漆。本申请的降噪水性外墙漆可用于涂覆于各种建筑外墙上，其具有降噪、隔热的优点。

Description

一种降噪水性外墙漆及其制备方法
技术领域
本申请涉及水性外墙漆的领域，更具体地说，它涉及一种降噪水性外墙漆及其制备方法。
背景技术
凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性涂料，水性涂料可以涂覆于外墙、内墙、家具等器物的外表面上。
相关技术中的水性外墙漆，包括如下原料：钛白粉、硅灰石粉、硅钙粉、分散剂、乙二醇、纯丙乳液、甲基硅酸钠、三乙醇胺、羟丙基甲基纤维素、消泡剂、润湿剂、防腐剂、水。
上述相关技术中的水性外墙漆，在涂覆施工在各类写字楼、居民楼等建筑物上后，难以对建筑物外界的噪音进行吸收或阻隔，易使得建筑物内部的人员受到外界噪音干扰，长此以往易对建筑物内部人员的身心健康造成不良影响，整体应用效果不佳。
发明内容
为了提升外墙漆的降噪能力，本申请提供一种降噪水性外墙漆及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种降噪水性外墙漆，采用如下的技术方案：
一种降噪水性外墙漆，所述降噪水性外墙漆由包含以下质量份的原料制成：
水 20～30份
乙二醇 2～3份
重钙 15～20份
丙烯酸乳液 30～40份
增稠剂 0.7～1.5份
分散剂 1～3份
其他助剂 0.5～1.1份
钛白粉 0～15份
空心玻璃微珠 0～15份
碳黑 10～30份
上述增稠剂由羟乙基纤维素与碱溶张增稠剂组成，按质量份数比计算，即羟乙基纤维素：碱溶张增稠剂为1:2～2.5；
上述分散剂由KYC-9366分散剂与HY-168分散剂组成，按质量份数比计算，即KYC-9366分散剂：HY-168分散剂为1:1；
上述其他助剂由pH调节剂、润湿剂和消泡剂组成，按质量份数比计算，即pH调节剂：润湿剂：消泡剂为1:2:2～2.5。
通过采用上述技术方案，乙二醇提升了丙烯酸乳液在本申请中的降噪水性外墙漆的整体体系中的相溶性，使得丙烯酸乳液能够均匀地分布在降噪水性外墙漆的整体体系中。碱溶涨增稠剂的相溶性较好，提升了本申请中的降噪水性外墙漆的整体均匀性。羟乙基纤维素不但能够增稠，而且具有良好的分散性能，使得本申请中的其他原料能够均匀分散在本申请中的降噪水性外墙漆体系中。KYC-9366分散剂与HY-168分散剂对无机成分的分散性较好，能够提升钛白粉、空心玻璃微珠、碳黑在降噪水性外墙漆的整体体系中的分散均匀度。碳黑颗粒的表面为多孔结构，能够吸收周围的声音，从而使得本申请中的降噪水性外墙漆具有优良的降噪性能；且碳黑能够提升本申请中的降噪水性外墙漆在涂覆于外墙表面上时的表面硬度，进而提升本申请中的降噪水性外墙漆的耐磨性。钛白粉能够反射太阳光，当太阳光照射在涂覆有本申请中的降噪水性外墙漆的墙面上时，大部分太阳光将被反射，从而提升了本申请中的降噪水性外墙漆的隔热性能。空心玻璃微珠的导热系数极低，从而使得本申请中的降噪水性外墙漆具有优良的隔热保温性能。
优选的，所述碳黑的质量份数为15～30份。
通过采用上述技术方案，添加15～30份的碳黑，能够使得本申请中的降噪水性外墙漆阻隔减少的噪音提升至8.5db～11.4db。
优选的，所述碳黑的质量份数为20～30份。
通过采用上述技术方案，添加20～30份的碳黑，能够使得本申请中的降噪水性外墙漆的表面硬度提升至1H～2H。
优选的，所述钛白粉的质量分数为5～15份。
通过采用上述技术方案，添加5～15份的钛白粉，能够使得本申请中的降噪水性外墙漆的太阳光反射比达到0.5～0.8。
优选的，所述钛白粉的质量分数为10～15份。
通过采用上述技术方案，添加10～15份的钛白粉，能够使得本申请中的降噪水性外墙漆的太阳光反射比提升至0.65～0.8。
优选的，所述空心玻璃微珠的质量分数为5～15份。
通过采用上述技术方案，添加5～15份的空心玻璃微珠，能够使得本申请中的降噪水性外墙漆所能够阻隔的温度达到2.8℃～4.5℃。
优选的，所述空心玻璃微珠的质量分数为10～15份。
通过采用上述技术方案，添加10～15份的空心玻璃微珠，能够使得本申请中的降噪水性外墙漆所能够阻隔的温度提升至3.1℃～4.5℃。
第二方面，本申请提供一种降噪水性外墙漆的制备方法，采用如下的技术方案：
一种降噪水性外墙漆的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水、纤维素混合，在转速为300～500r/min的工况下混合2～4min，得到混合物一；
(2)将pH调节剂、消泡剂、碱溶涨增稠剂加入(1)中的混合物一中，在转速为400～800r/min的工况下混合4～6min,得到混合物二；
(3)将润湿剂、KYC-9366分散剂、HY-168分散剂、乙二醇、丙烯酸乳液、碳黑、重钙加入到(2)中得到的混合物二中，在转速为1000～1500r/min，的工况下混合20～30min，得到混合物三；
(4)将钛白粉、空心玻璃微珠、消泡剂、加入到(3)中得到的混合物三中，在转速为800～1000r/min的工况下混合15～20min，即得降噪水性外墙漆。
通过采用上述技术方案，将碳黑与KYC-9366分散剂、HY-168分散剂同步添加，使得碳黑能够被及时分散，降低碳黑结块沉淀的概率，通过分批添加消泡剂，能够最大化消泡剂的消泡效果。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用碳黑、钛白粉与空心玻璃珠，碳黑颗粒的表面为多孔结构，能够吸收周围的声音，从而使得本申请中的降噪水性外墙漆具有优良的降噪性能；且碳黑能够提升本申请中的降噪水性外墙漆在涂覆于外墙表面上时的表面硬度，进而提升本申请中的降噪水性外墙漆的耐磨性。钛白粉能够反射太阳光，当太阳光照射在涂覆有本申请中的降噪水性外墙漆的墙面上时，大部分太阳光将被反射，从而提升了本申请中的降噪水性外墙漆的隔热性能。空心玻璃微珠的导热系数极低，从而使得本申请中的降噪水性外墙漆具有优良的隔热保温性能；
2、本申请中优选采用20～30质量份数的碳黑，使得本申请中的降噪水性外墙漆的表面硬度提升至1H～2H；
3、本申请的方法，通过将碳黑与KYC-9366分散剂、HY-168分散剂同步添加，使得碳黑能够被及时分散，降低碳黑结块沉淀的概率，通过分批添加消泡剂，能够最大化消泡剂的消泡效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
原材料
名称 规格/型号 生产厂家信息
水 去离子水 上海兰泉工业纯水厂
乙二醇 河北恒鑫科技有限公司
丙烯酸乳液 OK-166 山东奥凯防水材料有限公司
羟乙基纤维素 北方天普公司
重钙 1250目重质碳酸钙 石家庄汇德利矿产品有限公司
碱溶张增稠剂 YL-935 南通永乐化工有限公司
KYC-9366分散剂 KYC-9366 广州市晏古贸易有限公司
HY-168分散剂 HY-168 北京麦尔化工公司
pH调节剂 济宁华凯树脂有限公司
润湿剂 HY-352 北京麦尔化工公司
消泡剂 EX-1511 东莞市希尔新材料有限公司
钛白粉 金红石型钛白粉 石家庄匠凯新材料科技有限公司
空心玻璃微珠 河北铭驰矿产品有限公司
碳黑 REGAL 330R 美国卡博特公司
中空玻璃 河南瑞之晶节能玻璃有限公司
彩钢板 YX33-193-965 天津市众泰彩钢钢结构有限公司
木板 松木 日照市双剑国际贸易有限公司
红砖 阜阳市锋磊建材有限公司
外墙砖 宜兴市中景建筑陶瓷有限公司
本申请各实施例、对比例及性能检测试验中所用的原材料规格及生产厂家信息除上表特殊说明之外，其他没有特殊说明之外均为市售。
本申请各实施例、对比例及性能检测试验中所用的设备型号及生产厂家信息如下：
分散机，型号：高速分散机，生产厂家：云溪环保自动化设备有限公司；
蜂鸣器，型号：LS518LED，生产厂家：浙江启晟电器有限公司；
噪声检测仪，型号：YSD130，生产厂家：聚创环保；
PTC加热片，生产厂家：扬州爱斯派电器有限公司；
测温仪，型号：CWH600，生产厂家：山东星诺机械设备有限公司。
实施例
实施例1
一种降噪水性外墙漆，其制备所用的原料组成及含量如下所示：
水 20份
乙二醇 2份
重钙 18份
丙烯酸乳液 35份
增稠剂 1.06份
分散剂 0.5份
其他助剂 0.7份
钛白粉 10份
空心玻璃微珠 10份
碳黑 20份
上述增稠剂由羟乙基纤维素与碱溶张增稠剂组成，按质量份数比计算，即羟乙基纤维素：碱溶张增稠剂为1:2.14；
上述分散剂由KYC-9366分散剂与HY-168分散剂组成，按质量份数比计算，即KYC-9366分散剂：HY-168分散剂为1:1；
上述其他助剂由pH调节剂、润湿剂和消泡剂组成，按质量份数比计算，即pH调节剂：润湿剂：消泡剂为1:2:2.33。
上述的一种降噪水性外墙漆的制备方法，包括如下操作步骤：
(1)将水、羟乙基纤维素混合，控制分散机转速为400r/min分散3min，得到混合物一；
(2)将pH调节剂、0.2份消泡剂、碱溶涨增稠剂加入(1)中的混合物一中，控制分散机转速为600r/min，分散5min,得到混合物二；
(3)将润湿剂、KYC-9366分散剂、HY-168分散剂、乙二醇、丙烯酸乳液、碳黑、重钙加入到(2)中得到的混合物二中，控制分散机转速为1300r/min，分散,25min，得到混合物三；
(4)将钛白粉、空心玻璃微珠、0.15份消泡剂、加入到(3)中得到的混合物三中，控制分散机转速为900r/min，分散18min，即得降噪水性外墙漆。
实施例2
一种降噪水性外墙漆，与实施例1的不同之处在于，降噪水性外墙漆的原料用量不同，具体如表1所示，其他均与实施例1相同。
上述的一种降噪水性外墙漆的制备方法，与实施例1的不同之处在于：
(1)将水、羟乙基纤维素混合，控制分散机转速为300r/min分散2min，得到混合物一；
(2)将pH调节剂、0.1份消泡剂、碱溶涨增稠剂加入(1)中的混合物一中，控制分散机转速为400r/min，分散4min,得到混合物二；
(3)将润湿剂、KYC-9366分散剂、HY-168分散剂、乙二醇、丙烯酸乳液、碳黑、重钙加入到(2)中得到的混合物二中，控制分散机转速为1000r/min，分散20min，得到混合物三；(4)将钛白粉、空心玻璃微珠、0.1份消泡剂、加入到(3)中得到的混合物三中，控制分散机转速为800r/min，分散15min，即得降噪水性外墙漆。
实施例3
一种降噪水性外墙漆，与实施例1的不同之处在于，降噪水性外墙漆的原料用量不同，具体如表1所示，其他均与实施例1相同。
(1)将水、羟乙基纤维素混合，控制分散机转速为500r/min，分散4min，得到混合物一；
(2)将pH调节剂、0.2份消泡剂、碱溶涨增稠剂加入(1)中的混合物一中，控制分散机转速为800r/min，分散6min,得到混合物二；
(3)将润湿剂、KYC-9366分散剂、HY-168分散剂、乙二醇、丙烯酸乳液、碳黑、重钙加入到(2)中得到的混合物二中，控制分散机转速为1500r/min，分散30min，得到混合物三；(4)将钛白粉、空心玻璃微珠、0.3份消泡剂、加入到(3)中得到的混合物三中，控制分散机转速为1000r/min，分散20min，即得降噪水性外墙漆。
实施例4
一种降噪水性外墙漆，与实施例1的不同之处在于，降噪水性外墙漆的原料用量不同，具体如表1所示，其他均与实施例1相同。
实施例5
一种降噪水性外墙漆，与实施例1的不同之处在于，降噪水性外墙漆的原料用量不同，具体如表1所示，其他均与实施例1相同。
实施例6
一种降噪水性外墙漆，与实施例1的不同之处在于，降噪水性外墙漆的原料用量不同，具体如表1所示，其他均与实施例1相同。
实施例7
一种降噪水性外墙漆，与实施例1的不同之处在于，降噪水性外墙漆的原料用量不同，具体如表1所示，其他均与实施例1相同。
实施例8
一种降噪水性外墙漆，与实施例1的不同之处在于，降噪水性外墙漆的原料用量不同，具体如表1所示，其他均与实施例1相同。
实施例9
一种降噪水性外墙漆，与实施例1的不同之处在于，降噪水性外墙漆的原料用量不同，具体如表1所示，其他均与实施例1相同。
表1
Figure BDA0002772211450000071
各实施例中各组分用量如表1所示。
对比例
对比例1
一种降噪水性外墙漆，与实施例1的不同之处在于，制备所用的原料不含碳黑，其他均与实施例1相同。
上述的一种降噪水性外墙漆的制备方法，与实施例1的不同之处在于：步骤(4)中不添加碳黑，其他均与实施例1相同，最终得到降噪水性外墙漆。
对比例2
一种降噪水性外墙漆，与实施例1的不同之处在于，制备所用的原料不含钛白粉，其他均与实施例1相同。
上述的一种降噪水性外墙漆的制备方法，与实施例1的不同之处在于：步骤(5)中不添加钛白粉，其他均与实施例1相同，最终得到降噪水性外墙漆。
对比例3
一种降噪水性外墙漆，与实施例1的不同之处在于，制备所用的原料不含空心玻璃微珠，其他均与实施例1相同。
上述的一种降噪水性外墙漆的制备方法，与实施例1的不同之处在于：步骤(5)中不添加空心玻璃微珠，其他均与实施例1相同，最终得到降噪水性外墙漆。
性能检测试验试验对象：将实施例1～9制备的降噪水性外墙漆作为试验样1～9，将对比例1～3制备的降噪水性外墙漆作为对比样1～3，合计共12组，每组共计30个小样。
1.降噪性能试验：取多个中空玻璃板，拼接成多个规格为长20cm，宽10cm，高10cm的长方体状测试盒，将长10cm，宽1cm，高10cm的木板、红砖、彩钢板、外墙砖一一对应放入每个测试盒的中间位置处，使得测试盒被分隔成两部分，并用中性硅酮结构胶将木板、红砖、彩钢板、外墙砖与测试盒侧壁之间的缝隙填充密封。将试验样1～9与对比样1中的每个样品分别单面辊涂至四个安装有木板、红砖、彩钢板、外墙砖的测试盒中的木板、红砖、彩钢板、外墙砖的侧壁上，辊涂厚度为1mm，将完成辊涂的所有测试盒放置在温度为25℃，湿度40％的恒温室中固化72h。固化完成后，将所有的测试盒从恒温室中取出，在每个测试盒靠近辊涂有样品的一部分放置蜂鸣器与噪声检测仪，在测试盒远离辊涂有样品的一部分放置噪声检测仪。启动蜂鸣器，对比两个噪声检测仪所测得的分贝数值的差值来判断样品的降噪效果。
2.太阳光反射测试：按照JG/235-2014对试验样1～9与对比样2进行太阳光反射比测试。
3.隔热性能测试：取多个中空玻璃板，拼接成多个规格为长20cm，宽10cm，高10cm的长方体状测试盒，将长10cm，宽1cm，高10cm的木板、红砖、彩钢板、外墙砖一一对应放入每个测试盒的中间位置处，使得测试盒被分隔成两部分，并用中性硅酮结构胶将木板、红砖、彩钢板、外墙砖与测试盒侧壁之间的缝隙填充密封。将试验样1～9与对比样3中的每个样品分别单面辊涂至四个安装有木板、红砖、彩钢板、外墙砖的测试盒中的木板、红砖、彩钢板、外墙砖的侧壁上，辊涂厚度为1mm，将完成辊涂的所有测试盒放置在温度为25℃，湿度40％的恒温室中固化72h。固化完成后，将所有的测试盒从恒温室中取出，在每个测试盒靠近辊涂有样品的一部分放置PTC加热片，PTC加热片通电加热4h后，用测温仪分别检测测试盒两部分的温度，并计算出温度差，即可判断样品的隔热效果。
4.表面硬度测试：按照GB/T 6739-1996，将对比样1与试验样1～9进行测试。
表2
Figure BDA0002772211450000091
降噪性能测试结果如表2所示。
结合试验样1～9与对比样1并结合表2可以看出，试验样1～9涂覆施工后，其降噪效果好于对比样1涂覆施工后的降噪效果。由此可知，实施例1～9的降噪效果比对比例1更佳，因此添加碳黑能够显著提升水性外墙漆的降噪性能。
结合试验样1～9与表2可以看出，试验样1，试验样3～9的降噪效果好于试验样2的降噪效果，由此可知，实施例1，实施例3～9的降噪效果更好，因此添加碳黑的适宜质量份数为15～30。
表3
Figure BDA0002772211450000092
Figure BDA0002772211450000101
太阳光反射测试结果如表3所示。
结合试验样1～9与对比样2并结合表3可以看出，试验样1～9涂覆施工后，其太阳光反射比大于对比样2涂覆施工后的太阳光反射比。由此可知，实施例1～9的太阳光反射性能比对比例2更佳，因此添加钛白粉能够显著提升本申请中的降噪水性外墙漆的太阳光反射性能。
结合试验样1～9与表3可以看出，试验样1、试验样3～7、试验样9的太阳光反射比大于试验样2、8的太阳光反射比。由此可知，试验样1、试验样3～7、试验样9的太阳光反射性能更好，因此添加钛白粉的适宜质量份数为10～15。
表4
Figure BDA0002772211450000102
隔热性能测试结果如表2所示。
结合试验样1～9与对比样3并结合表4可以看出，试验样1～9涂覆施工后，其隔热效果好于对比样3涂覆施工后的隔热效果。由此可知，实施例1～9的隔热效果比对比例3更佳，因此添加空心玻璃微珠能够显著提升水性外墙漆的隔热性能。
结合试验样1～9与表4可以看出，试验样1、3、4、5、7、8、9的隔热效果好于试验样2、6的降噪效果，由此可知，实施例1、3、4、5、7、8、9的隔热性能更好，因此添加空心玻璃微珠的适宜质量份数为10～15。
表5
Figure BDA0002772211450000111
表面硬度测试结果如表5所示。
结合试验样1～9与对比样1并结合表5可以看出，试验样1～9涂覆施工后，其表面硬度高于对比样1涂覆施工后的表面硬度。由此可知，实施例1～9的耐磨性比对比例1更佳，因此添加碳黑能够显著提升水性外墙漆的耐磨性。
结合试验样1～9与表5可以看出，试验样1，试验样1、3、5～9的表面硬度高于试验样2、4的表面硬度，由此可知，实施例1、3、5～9的耐磨性更好，因此添加碳黑的适宜质量份数为20～30。
通过上述试验结果分析可知，实施例1为优选实施例。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种降噪水性外墙漆，其特征在于，所述降噪水性外墙漆由包含以下质量份的原料制成：
水 20~30份
乙二醇 2~3份
重钙 15~20份
丙烯酸乳液 30~40份
增稠剂 0.7~1.5份
分散剂 1~3份
其他助剂 0.5~1.1份
钛白粉 0~15份
空心玻璃微珠 0~15份
碳黑 10~30份
上述增稠剂由羟乙基纤维素与碱溶张增稠剂组成，按质量份数比计算，即羟乙基纤维素：碱溶张增稠剂为1:2~2.5；
上述分散剂由KYC-9366分散剂与HY-168分散剂组成，按质量份数比计算，即KYC-9366分散剂：HY-168分散剂为1:1；
上述其他助剂由pH调节剂、润湿剂和消泡剂组成，按质量份数比计算，即pH调节剂：润湿剂：消泡剂为1:2:2~2.5。
2.根据权利要求1所述的降噪水性外墙漆，其特征在于：所述碳黑的质量份数为15~30份。
3.根据权利要求2所述的降噪水性外墙漆，其特征在于：所述碳黑的质量份数为20~30份。
4.根据权利要求1所述的降噪水性外墙漆，其特征在于：所述钛白粉的质量分数为5~15份。
5.根据权利要求4所述的降噪水性外墙漆，其特征在于：所述钛白粉的质量分数为10~15份。
6.根据权利要求1所述的降噪水性外墙漆，其特征在于：所述空心玻璃微珠的质量分数为5~15份。
7.根据权利要求6所述的降噪水性外墙漆，其特征在于：所述空心玻璃微珠的质量分数为10~15份。
8.权利要求1-7任一所述的一种降噪水性外墙漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将水、纤维素混合，在转速为300~500r/min的工况下混合2~4min，得到混合物一；
（2）将pH调节剂、消泡剂、碱溶涨增稠剂加入（1）中的混合物一中，在转速为400~800r/min的工况下混合4~6min,得到混合物二；
（3）将润湿剂、KYC-9366分散剂、HY-168分散剂、乙二醇、丙烯酸乳液、碳黑、重钙加入到（2）中得到的混合物二中，在转速为1000~1500r/min的工况下混合20~30min，得到混合物三；
（4）将钛白粉、空心玻璃微珠、消泡剂、加入到（3）中得到的混合物三中，在转速为800~1000r/min的工况下混合15~20min，即得降噪水性外墙漆。
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