CN114479591B - 一种防结露保温乳胶漆的制备方法 - Google Patents

一种防结露保温乳胶漆的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防结露保温乳胶漆的制备方法，包括如下步骤：1)将水加入一容器中并搅拌，加入膨润土；2)等待溶液混合均匀并开始增稠后，加入多功能助剂、分散剂、消泡剂、抗菌剂并搅拌均匀；3)加入钛白粉、云母粉、重钙，混合，高度分散均匀；4)加入纯丙乳液、硅树脂乳液并混合均匀；5)加入隔热材料并混合均匀；6)加入成膜助剂、防冻剂、防水剂并搅拌均匀，得到产品防结露保温乳胶漆；其中所述隔热材料的制备为：按比例将微珠、纳米二氧化硅和气凝胶浆料混合均匀得到隔热材料；所述分散剂为疏水改性的聚丙烯酸铵盐的聚合物分散剂；所述微珠的表面采用了偶联剂进行了表面处理；所述气凝胶浆料为将气凝胶颗粒分散在液体中形成。

Description

一种防结露保温乳胶漆的制备方法
本申请是申请日为2020年12月30日、申请号为2020116393701、发明名称为“防结露保温乳胶漆及其制备方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种防结露保温乳胶漆的制备方法。
背景技术
自二十世纪七十年代中下期乳胶漆诞生以来，一直是运用于日常装修使用最广泛的涂料之一。水性乳胶漆是一款以水为分散介质的环保涂料，具有施工简便、颜色多样、环保健康、干燥迅速、漆膜耐水、耐擦洗性好等诸多优点的装饰性涂料。可用于别墅小区、高档住宅、高楼大厦等内外墙装饰。
为了满足人们的需求，市面上也出现了许多功能性的乳胶漆，例如专利号为CN111393941A的一种高弹性环保乳胶漆提高了涂膜的弹性解决干燥过程、温度变化产生裂缝的问题；专利号为CN112063211A的一种抗菌自清洁环保乳胶漆具有防止细菌等微生物繁殖生长，墙面霉斑难以清洁的问题；专利号为C N111793396A的一种防霉乳胶漆解决耐水性差，吸水泛白和发霉等问题。
随着生活水平的不断提高，人们对装饰材料的要求也就随之增多，现有的乳胶漆品种繁多，功能性不一，不便于人们的选择，性能也不能满足需求，在现在消费者日益追求低碳、环保、健康的生活环境的前提下，若能结合传统乳胶漆的耐污、防水、环保和装饰效果等性能的同时，可以实现防结露性，通过减少温差解决秋冬季节和霉雨季节特别是地下室容易出现结露和发霉的问题，又可以实现保温性能，达到节能环保，实现舒适温馨的居住环境，将是未来装修装饰涂料的发展趋势之一。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷和达到上述目的，本发明的目的是提供一种防结露保温乳胶漆的制备方法，制备得到的防结露保温乳胶漆防结露效果好，隔热保温效果好。
为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：
一种防结露保温乳胶漆，包括由所述纯丙乳液和硅树脂乳液形成的混合乳液以及由微珠、纳米二氧化硅和气凝胶浆料组合形成的隔热材料；所述混合乳液占所述防结露涂料总质量的22-40％；所述隔热材料占所述防结露涂料总质量的13-22％。
根据本发明的一些优选实施方面，所述微珠为陶瓷空心微珠，其为薄壁密闭型空心球体结构，具有热阻大、反射率高、独特的保温和绝热性能，同时可降低涂料粘度，改善流变性和流动性。在本申请的一些实施例中，选取的陶瓷空心微珠的密度为0.4～0.8g/cm3，导热系数0.08～0.15W/(m.k)；优选密度为0.6g/cm3，导热系数0.08-0.15W/(m.k)。且本申请中采用的陶瓷空心微珠采用了偶联剂进行了表面处理，改善了与聚合物的相容性和粘结性，选用陶瓷空心微珠在保证了使用本申请乳胶漆得到的涂层厚度较小的前提下能达到较好的隔热效果。
根据本发明的一些优选实施方面，所述气凝胶浆料为将气凝胶颗粒分散在液体中形成，所述气凝胶浆料中气凝胶颗粒的固含量为10～15％；所述气凝胶颗粒的粒径为15～50μm，所述气凝胶浆料的密度为200～350kg/m3。由于气凝胶颗粒具有极高孔洞率、极低的密度、高比表面积、超高孔体积率等特点，可以使制备得到的涂层具有极佳的隔热保温性能、良好的隔音性、阻燃憎水等优良性能。
根据本发明的一些优选实施方面，所述纳米二氧化硅的粒径为15～25nm，比表面积为150～250m2/g，优选粒径20nm，比表面积200m2/g；粒径分布均匀，分散性好。纳米二氧化硅具有纳米级尺寸，利用纳米二氧化硅的辐射隔热效应以增强本发明涂料的隔热效果并改善涂料的稳定性、触变性、耐候性、硬度和自清洁性。
根据本发明的一些优选实施方面，所述硅树脂乳液为水稀释型硅树脂乳液；所述纯丙乳液为自交联100％纯丙烯酸乳液聚合物。
根据本发明的一些优选实施方面，所述混合乳液中纯丙乳液和硅树脂乳液的质量比为1～3:1。
在本发明的一些实施例中，所述纯丙乳液为陶氏的PRIMALTM ICC-2纯丙乳液，是一款自交联100％纯丙烯酸乳液聚合物，具有特有的室温自交联技术、优良的展现光泽的能力和配方适用性、优异的抗粘连性能、优越的附着力。所述硅树脂乳液为BS 43N硅树脂乳液，是一种水稀释型硅树脂乳液，制成的涂料具有高透气性、低吸水率、不易沾污、矿物质外观和寿命长的特点。
根据本发明的一些优选实施方面，包括抗菌剂，所述抗菌剂为银离子抗菌剂，粒径小于5μm，密度1.05～1.1kg/m3。采用银离子抗菌剂，高度安全环保，对人体无害，能保持长时间的抗菌效果。
根据本发明的一些优选实施方面，按重量份计，所述防结露保温乳胶漆包括如下原料组分：水20-40份，膨润土0.2-0.4份，多功能助剂0.1-0.3份，分散剂0.3-0.6份，消泡剂0.3-0.6份，抗菌剂1-3份，钛白粉3-5份，云母粉3-5份，重钙5-10份，气凝胶3-6份，陶瓷空心微珠5-8份，纳米二氧化硅5-8份，纯丙乳液15-25份，硅树脂乳液7-15份，成膜助剂0.5-1.5份，防冻剂0.5-1.5份，防水剂1-5份。
本发明的防结露保温乳胶漆中上述成分优选采用的原料如下：所述膨润土为Bentone LT，具有高效的增稠性，赋予触变性，并提供粘度的稳定性，防止颜料和填料的下沉。所述多功能助剂为AMP-95，可以提供分散性，并调节pH值达到增稠的效果。所述分散剂为日本圣诺普科的Dispersant 5027，是一款疏水改性的聚丙烯酸铵盐的聚合物分散剂，对各种颜(填)料均具有良好的分散作用。其用量低，分散效果好，改善涂料的储存稳定性，有效提高漆膜的耐水性，特别适用于高光泽的漆膜。所述消泡剂为巴斯夫的消泡剂ST2410AC，是一款聚合物复合矿物油消泡剂，可节约20％消泡剂成本，具有快速的破泡能力，对破微泡有效，同时兼具润湿作用。所述钛白粉为金红石型钛白粉，具有极佳的耐候性和遮盖力，对介质的稳定性可起到保护作用，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长漆膜寿命。所述云母粉为粒径800目的云母粉，改善漆膜的物理机械性能，提高漆膜的抗磨性。所述重钙为粒径1000-1500目的重质碳酸钙，增加乳胶漆的白度，具有一定的干遮盖力，具有一定的悬浮性起到防沉作用。所述成膜助剂为十二碳醇酯，可以提高涂料的成膜效果，有效降低其最低成膜温度。所述防冻剂为乙二醇，改善了涂料的防冻性，提高抗冻融能力，改善耐久性。所述防水剂为BS1306防水剂，可以提高建筑涂料的憎水性，耐水性和透气性，同时也改善水性涂料的操作性能(延长开放时间)和防粘连性能。
本发明还提供了一种如上所述的防结露保温乳胶漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将膨润土加入水中搅拌增稠，之后加入多功能助剂、分散剂、消泡剂、抗菌剂、钛白粉、云母粉、重钙并搅拌均匀，之后加入纯丙乳液和硅树脂乳液并搅拌均匀，加入隔热材料并混合均匀，最后加入成膜助剂、防冻剂和防水剂搅拌均匀，得到所述防结露保温乳胶漆。
在本发明的一些实施例中，上述防结露保温乳胶漆的制备方法具体包括如下步骤：
步骤一：将水加入一容器中并开始搅拌，加入膨润土；
步骤二：等待溶液均匀并增稠后，加入多功能助剂、分散剂、消泡剂、抗菌剂并搅拌均匀；
步骤三：将钛白粉、云母粉、重钙混合，高度分散均匀；
步骤四：加入纯丙乳液、硅树脂乳液并混合均匀；
步骤五：加入隔热材料并混合均匀；
步骤六：加入成膜助剂、防冻剂、防水剂搅拌均匀，得到成品防结露保温乳胶漆。
其中隔热材料的制备为：按比例将微珠、纳米二氧化硅和气凝胶浆料混合均匀得到隔热材料。
相较于现有技术，本发明的有益之处在于：本发明中防结露保温乳胶漆的制备方法制备得到的防结露保温乳胶漆，添加了由气凝胶、微珠和纳米二氧化硅组合形成的隔热材料，达到隔热保温的作用，减少室内能源损耗，提供舒适的居住环境，同时根据防结露机理，通过涂层降低物体表面的温度和空气温度的温差达到防止结露的目的；且选用了陶瓷空心微珠，在保证了厚度较小的前提下就能达到较好的隔热效果；采用了纯丙乳液和硅树脂乳液结合的混合乳液，硅树脂乳液具有透气性使混凝土内部潮气透出，避免涂层空鼓剥落，自交联100％纯丙烯酸乳液聚合物的硬度提高了涂层的耐摩擦性。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明中所有原材料均为市售建筑材料或工业助剂，或采用市售的常规同类型原料均可。
以下实施例中采用的原料如下所示：
膨润土为Bentone LT(广州市金圣吉化工有限公司)；多功能助剂为AM P-95(无锡红杉树新材料科技有限公司)；分散剂为日本圣诺普科的Dispersan t5027(无锡红杉树新材料科技有限公司)；泡剂为巴斯夫的消泡剂ST 2410A C(浙江市明锐新材料有限公司)；抗菌剂为银离子抗菌剂(上海朗亿功能材料有限公司)；钛白粉为金红石型钛白粉(苏州加基森新材料科技有限公司)；云母粉为粒径800目的云母粉(石家庄辰兴实业有限公司)；重钙为粒径1000-1500目的重质碳酸钙(江苏群鑫粉体科技股份有限公司)；气凝胶为AG-S气凝胶浆料(深圳中凝科技有限公司)；陶瓷空心微珠(深圳东有新材料科技有限公司)；纳米二氧化硅(江苏天行新材料有限公司)；纯丙乳液为陶氏的P RIMALTM ICC-2纯丙乳液；硅树脂乳液为BS 43N硅树脂乳液(南京磬海商贸有限公司)；成膜助剂为十二碳醇酯(无锡红杉树新材料科技有限公司)；防冻剂为乙二醇(无锡红杉树新材料科技有限公司)；防水剂为BS1306防水剂(南京磬海商贸有限公司)。
本发明的防结露保温乳胶漆，由以下重量份的各组分制成：
水20-40份，膨润土0.2-0.4份，多功能助剂0.1-0.3份，分散剂0.3-0.6份，消泡剂0.3-0.6份，抗菌剂1-3份，钛白粉3-5份，云母粉3-5份，重钙5-10份，气凝胶3-6份，陶瓷空心微珠5-8份，纳米二氧化硅5-8份，纯丙乳液15-25份，硅树脂乳液7-15份，成膜助剂0.5-1.5份，防冻剂0.5-1.5份，防水剂1-5份。
本发明的防结露保温乳胶漆的制备方法具体包括如下步骤：
步骤一：将水加入一容器中并开始搅拌，加入膨润土；
步骤二：等待溶液均匀并增稠后，加入多功能助剂、分散剂、消泡剂、抗菌剂并搅拌均匀；
步骤三：将钛白粉、云母粉、重钙混合，高度分散均匀；
步骤四：加入纯丙乳液、硅树脂乳液并混合均匀；
步骤五：加入隔热材料并混合均匀；
步骤六：加入成膜助剂、防冻剂、防水剂搅拌均匀，得到成品防结露保温乳胶漆。
其中隔热材料的制备为：按比例将微珠、纳米二氧化硅和气凝胶浆料混合均匀得到隔热材料。
实施例1
按重量份计，本实施例中的防结露保温乳胶漆由如下组分组成：
水28.9份，膨润土0.3份，多功能助剂0.2份，分散剂0.3份，消泡剂0.3份，抗菌剂1份，钛白粉5份，云母粉4份，重钙10份，气凝胶浆料4份，陶瓷空心微珠5份，纳米二氧化硅5份，纯丙乳液22份，硅树脂乳液10份，成膜助剂0.5份，防冻剂0.5份，防水剂3份。
实施例2
按重量份计，本实施例中的防结露保温乳胶漆由如下组分组成：
水32.3份，膨润土0.4份，多功能助剂0.3份，分散剂0.5份，消泡剂0.5份，抗菌剂2份，钛白粉3份，云母粉3份，重钙5份，气凝胶浆料3份，陶瓷空心微珠6份，纳米二氧化硅6份，纯丙乳液20份，硅树脂乳液10份，成膜助剂1.5份，防冻剂1.5份，防水剂5份。
实施例3
按重量份计，本实施例中的防结露保温乳胶漆由如下组分组成：
水20份，膨润土0.3份，多功能助剂0.1份，分散剂0.6份，消泡剂0.6份，抗菌剂3份，钛白粉5份，云母粉4份，重钙5份，气凝胶浆料5份，陶瓷空心微珠8份，纳米二氧化硅7份，纯丙乳液24.4份，硅树脂乳液14份，成膜助剂1份，防冻剂1份，防水剂1份。
对比例1
对比例1与实施例1组成和配比基本一致，不同之处在于：制备时所采用的原料无气凝胶浆料，其重量份由陶瓷空心微珠代替。
对比例2
对比例2与实施例1组成和配比基本一致，不同之处在于：制备时所采用的原料无纳米二氧化硅，其重量份由重钙代替。
对比例3
对比例3与实施例1组成和配比基本一致，不同之处在于：制备时所采用的原料无陶瓷空心微珠，其重量份由气凝胶浆料代替。
对比例4
对比例4与实施例1组成和配比基本一致，不同之处在于：制备时所采用的原料中陶瓷空心微珠，其重量份由同导热系数的空心玻璃微珠代替。
对比例5
对比例5与实施例2组成和配比基本一致，不同之处在于：制备时所采用的原料无硅树脂乳液，其重量份由纯丙乳液代替。
对比例6
对比例6与实施例3组成和配比基本一致，不同之处在于：制备时所采用的原料抗菌剂采用异噻唑啉酮类杀菌剂替代。
实施例4
采用实施例1-3中的防结露保温乳胶漆和对比例1-6中的涂料对混凝土试块表面进行涂刷处理：
先对混凝土基面进行清理、打磨至表面平整光滑，然后采用石膏腻子对混凝土基面进行找平处理，等待石膏腻子层完全干燥后，涂刷新型的防结露乳胶漆确保涂层无漏涂等待完全干燥即可。涂层厚度需保持一致之后进行性能检测，检测项目和结果如表1所示。
表1 检测结果
Figure BDA0003517872150000071
表1结果表明，实施例1-3的各项性能最为优异，具有较高的耐沾污性使涂层具有极强的耐污染性容易清洗，具有耐候性、保色性，在使用环境中能够抵抗褪色、发暗、变黄、发花等综合耐候性能，耐水性、耐碱性好提高涂层的耐久性，硬度高能抵御外界破坏能力，通过实施例1-3与对比例1-6进行对比分析发现采用本申请的组合隔热材料使涂层具有更低的导热系数使涂层具有保温效果，同时降低物体表面的温度和空气温度的温差防止涂层表面产生结露。采用水稀释型硅树脂乳液具有一定的水蒸气透过率，从而有助于墙体内部的潮气透出，防止涂料空鼓剥落，同时具有更大的漆膜表面接触角使涂层具有荷叶自清洁效果阻止混凝土和涂层毛细孔吸水。采用的杀菌剂具有更好的抗细菌耐久性能同时对细菌生长有一定的抑制作用。本发明产用气凝胶浆料、陶瓷空心微珠和纳米二氧化硅组合使用使涂层具有更低的导热系数达到更好的隔热和防结露效果，陶瓷空心微珠可以降低涂层使用厚度避免涂层过厚所带来的乳胶漆硬度、耐久性、附着力等性能方面的缺失，安全环保并且制备方法简单，易于工业化生产适用范围广。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本发明的防结露保温乳胶漆所采用的乳液均具有较高的耐沾污性、耐候性、保色性，容易清洗防止微生物的生长和综合耐候性能，并结合了自交联100％纯丙烯酸乳液聚合物的硬度提高了涂层的耐摩擦性和硅树脂的透气性和憎水性起到防水耐久的作用；结合了纯丙防水乳液耐水性和优异的物理性能、以及硅树脂乳液的透气性和憎水性，使涂层具有更好的物理性能不易受到破坏，具有防水和荷叶自清洁效果防止外部水侵入，具有透气性使混凝土内部潮气透出，避免涂层空鼓剥落。
2、本发明的防结露保温乳胶漆利用气凝胶、陶瓷空心微珠和纳米二氧化硅的隔热原理，达到隔热保温的作用，减少室内能源损耗，提供舒适的居住环境，同时根据防结露机理，通过涂层降低物体表面的温度和空气温度的温差达到防止结露的目的，更加的适应社会的需求，达到功能性的目的。
3、本发明的防结露保温乳胶漆与传统的乳胶漆相比具有隔热性能和防结露性能；与传统的防结露涂料相比，不需达到相应的厚度才能达到防结露的指标要求，不会因为吸湿而出现饱和的状态和粘结力降低的现象；与隔热涂料相比，通过气凝胶、陶瓷空心微珠和纳米二氧化硅的保温隔热材料与纯丙乳液、硅树脂乳液的成膜物质协同作用降低了涂层厚度，能够相对减少涂料用量，同时提高涂料的防结露、保温及使用寿命。该涂层还具有防水、憎水的性能不会滋生细菌和霉变，可以任意调色具有美观效果和功能性。
4、本发明的防结露保温乳胶漆制备简单，原料易得，可以广泛生产应用，无需大型机械加工，生产效率高、投资较少，施工方便，绿色环保无污染，并且大大降低劳动成本。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种防结露保温乳胶漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将水加入一容器中并搅拌，加入膨润土；
2)等待溶液混合均匀并开始增稠后，加入多功能助剂、分散剂、消泡剂、抗菌剂并搅拌均匀；
3)加入钛白粉、云母粉、重钙，混合，高度分散均匀；
4)加入纯丙乳液、硅树脂乳液并混合均匀；
5)加入隔热材料并混合均匀；
6)加入成膜助剂、防冻剂、防水剂并搅拌均匀，得到产品防结露保温乳胶漆；
其中所述隔热材料的制备为：按比例将微珠、纳米二氧化硅和气凝胶浆料混合均匀得到隔热材料；所述隔热材料占所述防结露保温乳胶漆总质量的13-22％；
所述分散剂为疏水改性的聚丙烯酸铵盐的聚合物分散剂；所述微珠的表面采用了偶联剂进行了表面处理；所述气凝胶浆料为将气凝胶颗粒分散在液体中形成；
所述纯丙乳液和硅树脂乳液形成的混合乳液占所述防结露保温乳胶漆总质量的22-40％；所述硅树脂乳液为水稀释型硅树脂乳液；所述纯丙乳液为自交联100％纯丙烯酸乳液聚合物；所述混合乳液中纯丙乳液和硅树脂乳液的质量比为1～3:1；
所述气凝胶浆料中气凝胶颗粒的固含量为10～15％；所述气凝胶颗粒的粒径为15～50μm，所述气凝胶浆料的密度为200～350kg/m3；所述微珠为陶瓷空心微珠；所述微珠的密度为0.4～0.8g/cm3，导热系数为0.08～0.15W/(m·k)；
所述抗菌剂为银离子抗菌剂，其粒径小于5μm，密度为1.05～1.1kg/m3；
按重量份计，所述防结露保温乳胶漆包括如下原料组分：水20-40份，膨润土0.2-0.4份，多功能助剂0.1-0.3份，分散剂0.3-0.6份，消泡剂0.3-0.6份，抗菌剂1-3份，钛白粉3-5份，云母粉3-5份，重钙5-10份，气凝胶3-6份，陶瓷空心微珠5-8份，纳米二氧化硅5-8份，纯丙乳液15-25份，硅树脂乳液7-15份，成膜助剂0.5-1.5份，防冻剂0.5-1.5份，防水剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米二氧化硅的粒径为15～25nm，比表面积为150～250m2/g。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述消泡剂为聚合物复合矿物油消泡剂；所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述重钙为粒径1000-1500目的重质碳酸钙。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述防结露保温乳胶漆形成的漆膜表面接触角大于或等于92°；所述防结露保温乳胶漆的导热系数小于或等于0.045W/(m·k)。
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