CN114410166B - 一种耐候型隔热涂料及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑涂料技术领域，具体涉及一种耐候型隔热涂料及其应用方法。本发明研制的产品中，包括以下重量份数的原料：100‑120份保温胶泥，5‑8份等电点为7.0的明胶，3‑5份无定形碳；所述保温胶泥中，包括以下重量份数的原料：0.5‑3.5份醇类溶剂，80‑100份水性硅丙乳液，硅酸盐填料；所述耐候型隔热涂料的pH值为8.0‑8.5；所述耐候型隔热涂料的粘度为1000‑1500mPa·S；另外，产品中还包括保温胶泥质量0.1‑0.5%份的纳米铁粉，所述纳米铁粉为粒径分布范围为5‑10nm的纳米铁粉。本发明所得产品具有优异的耐候性能，可以有效应对昼夜温差较大的区域的外部环境考验。

Description

一种耐候型隔热涂料及其应用方法

技术领域

本发明属于建筑涂料技术领域。更具体地，涉及一种耐候型隔热涂料及其应用方法。

背景技术

建筑节能工程为了满足保温隔热要求普遍需要配置保温层，常用的保温系统有岩棉板、膨胀聚苯板、挤塑聚苯板和建筑保温砂浆等。所形成的外墙外保温系统往往由于保温层过厚、保温层强度低、收缩性大，抗裂防护层的抗裂性能较差，导致外墙外保温系统开裂、脱落、渗水。另一方面，这类外墙外保温系统的构造复杂，施工周期长。同时，材料结构层的界面多，由于温度变化导致在材料结构层间产生应力，更易引起开裂甚至脱落，也缩短系统的耐久性。保温板材大面积整体剥落的质量安全事故时有发生。

建筑反射隔热涂料在建筑节能上应用了较长的一段时间，在夏热冬暖地区由于其具有的反射太阳光的效果具有一定的节能效果。其性能与涂料的反射率和发射率指标直接相关，设计上采用等效热阻进行节能计算。由于反射隔热涂料图层薄，在考虑热惰性指标时需要与保温腻子等材料复合使用。反射隔热涂料一保温胶泥外墙保温系统是以保温胶泥为保温层、反射隔热涂料为隔热装饰层的外墙外保温系统，系统构造简单。夏热冬暖和夏热冬冷地区夏季炎热，建筑节能主要体现在减少夏季热吸收，反射隔热涂料．保温胶泥外墙保温系统通过反射更多太阳光及减少内外热传输方式达到建筑节能效果，更加适用于南方地区建筑。

然而，由于建筑保温涂料需要面临复杂的环境因素考验，因此，如何有效提升产品的耐候性能，使其能够在长期使用过程中，保持性能稳定，是本领域技术人员面临的难题之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有隔热涂料在实际使用过程中，难以应对复杂的外界环境，导致其产品使用过程中容易失效的问题，提供了一种耐候型隔热涂料及其应用方法。

本发明的目的是提供一种耐候型隔热涂料。

本发明的另一目的是提供一种耐候型隔热涂料的应用方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种耐候型隔热涂料，包括以下重量份数的原料：100-120份保温胶泥，5-8份等电点为7.0的明胶，3-5份无定形碳；

所述保温胶泥中，包括以下重量份数的原料：0.5-3.5份醇类溶剂，80-100份水性硅丙乳液，15-20份硅酸盐填料；

所述耐候型隔热涂料的pH值为8.0-8.5；

所述耐候型隔热涂料的粘度为1000-1500mPa·S。

上述技术方案通过采用明胶和无定形碳共同构筑隔热涂料体系，在产品实际使用过程中，明胶具有一定的吸水性能，外界环境的水分很容易通过涂料的孔隙被明胶吸收固定，吸收固定后的水分子实质上与明胶大分子之间形成了相对较强的氢键结合而被束缚，因此在外界环境温度较低时，相较于游离状态的水分子而言，更难凝结形成冰晶，从而可以一定程度上缓解由于冷冻引起的涂料失效，提升涂料的耐候性能；另外，由于无定形碳质轻，容易在产品使用时，随着水分和醇类溶剂的挥发向体系表面扩散渗透，从而将阳光等热量吸收并传递给内部的吸水明胶，明胶此时可以利用该热量将分子结构中吸附的水分散失，降低了热量向内传递的可能，提升产品保温性能的同时，避免后续持续冷冻过程中，水分残留引起产品失效；

再者，上述技术方案通过有效调节产品的粘度和pH值，并控制明胶的等电点，如此，在产品使用过程中，可以使得明胶分子结构中的羧基部分离子化，从而容易在基材表面吸附固定，避免明胶分子向涂料表层扩散，使得其在内部得到良好的保护，避免因为明胶分子过快降解引起产品失效。

优选的，所述醇类溶剂选自无水乙醇、正丙醇、异丙醇中的任意一种。

优选的，所述硅酸盐填料选自层状硅酸盐，所述层状硅酸盐选自滑石、白云母、高岭土、膨胀蛭石中的任意一种。

优选的，还包括所述保温胶泥质量0.1-0.5%份的纳米铁粉。

优选的，所述纳米铁粉为粒径分布范围为5-10nm的纳米铁粉。

上述技术方案进一步引入纳米铁粉，少量粒径较小，且粒径分布范围较窄的纳米铁粉容易向体系表层扩散渗透，而又由于明胶的吸附作用力以及纳米铁粉相对于无定形碳具有更高的密度，因此，纳米铁粉在产品涂膜干燥后，倾向于分散于无定形碳构成的表层和明胶层之间，如此，纳米铁粉在产品碱性体系下氧化形成的黑色氧化层可以快速的将无定形碳产生的热量向明胶层传递，并且氧化后的纳米铁粉表面能还是很高，可以协助快速将水分子从明胶分子结构中脱出而从体系内部排除，避免水分积累对产品耐候型能造成的不良影响。

一种耐候型隔热涂料的应用方法，具体应用方法包括：

合浆：将所述耐候型隔热涂料搅拌分散均匀，得涂敷浆料；

基材预冲洗：用水对基材表面冲洗后，将基材表面干燥至含水率为10-20%；

浆料涂敷：将涂敷浆料涂敷至基材表面，控制涂敷厚度为3-10mm；

干燥养护：采用红外干燥，于3-5h内将涂敷在基材表面的浆料干燥至含水率为5-10%后，自然干燥，养护，即完成涂料的应用。

上述技术方案在产品应用过程中，通过采用红外干燥，使得无定形碳快速吸热，并且纳米铁粉也会在红外加热作用下快速与空气中水分和氧气作用，在碱性条件下形成黑色氧化层，从而加速了涂料内部水分和醇类溶剂等的挥发，使得产品快速定型形成连续的涂层。

优选的，所述养护气氛为空气气氛，所述空气气氛中，相对湿度为60-70%，养护时间为7-10d。

优选的，所述养护过程中，每隔6-8h向涂料表面喷水，控制水分的喷洒量为10-30mL/㎡。

具体实施方式

以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。

实施例1

按重量份数计，依次取0.5份醇类溶剂，80份水性硅丙乳液，15份硅酸盐填料，倒入混料机中，再将混料机密封，随后用搅拌器以600r/min转速搅拌混合20min，得保温胶泥；

按重量份数计，依次取100份保温胶泥，5份等电点为7.0的明胶，3份无定形碳，先将明胶和水按质量比为1：8混合后，于温度为60℃条件下静置溶胀12h，待溶胀结束后，于温度为90℃，搅拌转速为300r/min条件下加热搅拌溶解45min，冷却至室温，出料，得明胶胶液；再将所得明胶胶液、保温胶泥和无定形碳混合倒入混料机中，并补加保温胶泥质量0.1%的粒径分布范围为5-10nm的纳米铁粉，于氮气气氛下，用搅拌器以600r/min转速搅拌混合2h后，通过补加水调节混料机中物料粘度至1000mPa·S，再调节混料机中物料pH至8.0，出料，即得耐候型隔热涂料产品，即为涂敷浆料；

所述醇类溶剂选自无水乙醇；所述硅酸盐填料选自层状硅酸盐，所述层状硅酸盐选自滑石；

用清水对基材（混凝土）表面冲洗3次，以去除基材表面的浮沉等杂质，待冲洗结束后，自然晾干至基材表面含水率为10%，再将所得涂敷浆料采用刷涂方式涂敷至基材表面，控制涂敷厚度为3mm，待涂敷结束，采用红外干燥进行干燥，控制干燥的功率以及距离涂敷层的距离，于3h内将涂敷在基材表面的浆料干燥至含水率为5%，撤去红外干燥设备，自然干燥24h后，于相对湿度为60%的空气气氛中，养护7d，并在养护过程中，每隔6h向涂料表面喷水，控制水分的喷洒量为10mL/㎡；即完成产品的应用。

实施例2

按重量份数计，依次取2.5份醇类溶剂，90份水性硅丙乳液，18份硅酸盐填料，倒入混料机中，再将混料机密封，随后用搅拌器以700r/min转速搅拌混合30min，得保温胶泥；

按重量份数计，依次取110份保温胶泥，6份等电点为7.0的明胶，4份无定形碳，先将明胶和水按质量比为1：9混合后，于温度为70℃条件下静置溶胀18h，待溶胀结束后，于温度为92℃，搅拌转速为400r/min条件下加热搅拌溶解50min，冷却至室温，出料，得明胶胶液；再将所得明胶胶液、保温胶泥和无定形碳混合倒入混料机中，并补加保温胶泥质量0.3%的粒径分布范围为8-10nm的纳米铁粉，于氮气气氛下，用搅拌器以700r/min转速搅拌混合2.5h后，通过补加水调节混料机中物料粘度至1200mPa·S，再调节混料机中物料pH至8.2，出料，即得耐候型隔热涂料产品，即为涂敷浆料；

所述醇类溶剂选自正丙醇；所述硅酸盐填料选自层状硅酸盐，所述层状硅酸盐选自高岭土；

用清水对基材（混凝土）表面冲洗4次，以去除基材表面的浮沉等杂质，待冲洗结束后，自然晾干至基材表面含水率为15%，再将所得涂敷浆料采用刷涂方式涂敷至基材表面，控制涂敷厚度为6mm，待涂敷结束，采用红外干燥进行干燥，控制干燥的功率以及距离涂敷层的距离，于4h内将涂敷在基材表面的浆料干燥至含水率为8%，撤去红外干燥设备，自然干燥36h后，于相对湿度为65%的空气气氛中，养护8d，并在养护过程中，每隔7h向涂料表面喷水，控制水分的喷洒量为20mL/㎡；即完成产品的应用。

实施例3

按重量份数计，依次取3.5份醇类溶剂， 100份水性硅丙乳液， 20份硅酸盐填料，倒入混料机中，再将混料机密封，随后用搅拌器以800r/min转速搅拌混合40min，得保温胶泥；

按重量份数计，依次取120份保温胶泥， 8份等电点为7.0的明胶，5份无定形碳，先将明胶和水按质量比为1：10混合后，于温度为80℃条件下静置溶胀24h，待溶胀结束后，于温度为95℃，搅拌转速为500r/min条件下加热搅拌溶解60min，冷却至室温，出料，得明胶胶液；再将所得明胶胶液、保温胶泥和无定形碳混合倒入混料机中，并补加保温胶泥质量0.5%的粒径分布范围为5-8nm的纳米铁粉，于氮气气氛下，用搅拌器以800r/min转速搅拌混合3h后，通过补加水调节混料机中物料粘度至1500mPa·S，再调节混料机中物料pH至8.5，出料，即得耐候型隔热涂料产品，即为涂敷浆料；

所述醇类溶剂选自异丙醇；所述硅酸盐填料选自层状硅酸盐，所述层状硅酸盐选自膨胀蛭石；

用清水对基材（混凝土）表面冲洗5次，以去除基材表面的浮沉等杂质，待冲洗结束后，自然晾干至基材表面含水率为20%，再将所得涂敷浆料采用刷涂方式涂敷至基材表面，控制涂敷厚度为10mm，待涂敷结束，采用红外干燥进行干燥，控制干燥的功率以及距离涂敷层的距离，于5h内将涂敷在基材表面的浆料干燥至含水率为10%，撤去红外干燥设备，自然干燥48h后，于相对湿度为70%的空气气氛中，养护10d，并在养护过程中，每隔8h向涂料表面喷水，控制水分的喷洒量为30mL/㎡；即完成产品的应用。

实施例4

本实施例和实施例1相比，区别在于：未添加纳米铁粉，其余条件保持不变。

对比例1

本对比例和实施例1相比，区别在于：未添加明胶，其余条件保持不变。

对比例2

本对比例和实施例1相比，区别在于：采用等质量的等电点为8.0的明胶取代等电点为7.0的明胶，其余条件保持不变。

对比例3

本对比例和实施例1相比，区别在于：未添加无定形碳，其余条件保持不变。

对实施例1-4及对比例1-3所得产品进行性能测试，具体测试方法和测试结果如下所述：

耐候性检测依据GB／T 35169--2017《建筑外墙外保温系统耐候性试验方法》进行测试；

导热系数参照国家标准GB／T 20473--2006《建筑保温砂浆》进行测试；

具体测试结果如表1所示：

表1：产品性能测试结果

由表1测试结果可知，本发明所的产品在兼顾良好的隔热性能的同时，具有良好的耐候性能。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种耐候型隔热涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：100-120份保温胶泥，5-8份等电点为7.0的明胶，3-5份无定形碳；

所述保温胶泥中，包括以下重量份数的原料：0.5-3.5份醇类溶剂，80-100份水性硅丙乳液，15-20份硅酸盐填料；

所述耐候型隔热涂料的pH值为8.0-8.5；

所述耐候型隔热涂料的粘度为1000-1500mPa·S。

2.根据权利要求1所述的一种耐候型隔热涂料，其特征在于，所述醇类溶剂选自无水乙醇、正丙醇、异丙醇中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种耐候型隔热涂料，其特征在于，所述硅酸盐填料选自层状硅酸盐，所述层状硅酸盐选自滑石、白云母、高岭土、膨胀蛭石中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种耐候型隔热涂料，其特征在于，还包括所述保温胶泥质量0.1-0.5%的纳米铁粉。

5.根据权利要求4所述的一种耐候型隔热涂料，其特征在于，所述纳米铁粉为粒径分布范围为5-10nm的纳米铁粉。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的耐候型隔热涂料的应用方法，其特征在于，具体应用方法包括：

合浆：将所述耐候型隔热涂料搅拌分散均匀，得涂敷浆料；

基材预冲洗：用水对基材表面冲洗后，将基材表面干燥至含水率为10-20%；

浆料涂敷：将涂敷浆料涂敷至基材表面，控制涂敷厚度为3-10mm；

干燥养护：采用红外干燥，于3-5h内将涂敷在基材表面的浆料干燥至含水率为5-10%后，自然干燥，养护，即完成涂料的应用。

7.根据权利要求6所述的一种耐候型隔热涂料的应用方法，其特征在于，所述养护气氛为空气气氛，所述空气气氛中，相对湿度为60-70%，养护时间为7-10d。

8.根据权利要求7所述的一种耐候型隔热涂料的应用方法，其特征在于，所述养护过程中，每隔6-8h向涂料表面喷水，控制水分的喷洒量为10-30mL/㎡。