CN114940848B - 一种用于建筑外墙保温的隔热涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂料技术领域，具体公开了一种用于建筑外墙保温的隔热涂料及其制备方法，包括以下重量份原料：水性丙烯酸乳液55‑65份、陶瓷微珠10‑15份、环糊精改性膨润土10‑20份、增稠剂3‑7份、成膜剂2‑6份、分散剂1‑5份、改性硅灰石2‑6份、去离子水10‑20。本发明隔热涂料以丙烯酸乳液为基体，通过加入陶瓷微珠搭配改性硅灰石、环糊精改性膨润土，不仅可提高产品的保温性能，同时产品的耐腐性能也可得到显著改进；由于膨润土的片层穿插，进而提高耐腐性能，同时阻隔性，可增强保温效果。

Description

一种用于建筑外墙保温的隔热涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及隔热涂料技术领域，具体涉及一种用于建筑外墙保温的隔热涂料及其制备方法。
背景技术
隔热涂料，指近几年发展起来的一种阻挡、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。除了上述三种类型隔热涂料，国外隔热功能涂料已经出现一种绝热保温涂料，除了具备上述隔热涂料的优点以外，更具备奇特的保温效果。
现有的隔热涂料保温性能差，同时耐酸碱性差，再酸碱环境下，降低产品性能，从而导致产品使用效率变低。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种用于建筑外墙保温的隔热涂料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种用于建筑外墙保温的隔热涂料，包括以下重量份原料：
水性丙烯酸乳液55-65份、陶瓷微珠10-15份、环糊精改性膨润土10-20份、增稠剂3-7份、成膜剂2-6份、分散剂1-5份、改性硅灰石2-6份、去离子水10-20份。
优选地，所述用于建筑外墙保温的隔热涂料包括以下重量份原料：
水性丙烯酸乳液60份、陶瓷微珠12.5份、环糊精改性膨润土15份、增稠剂5份、成膜剂4份、分散剂3份、改性硅灰石4份、去离子水15份。
优选地，所述陶瓷微珠的粒径为50-100目。
优选地，所述环糊精改性膨润土的制备方法为：
S01：将膨润土先置于3-6倍的盐酸溶液中超声分散10-20min，超声功率为500-600W，超声结束，水性、过滤、干燥，然后热改性处理，得到膨润土料；
S02：将10-20份环糊精送入到25-35份海藻酸钠溶液中分散充分，然后加入3-6份硅烷偶联剂KH560、1-4份硫酸镧，得到环糊精改性液；
S03：将膨润土料加入到2-4倍的环糊精改性液中，然后加入膨润土料总量5-10％的酸料，于65-75℃下搅拌15-25min，搅拌转速为500-1000r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到环糊精改性膨润土。
优选地，所述热改性处理的具体步骤为：将超声处理的膨润土置于300-350℃下热处理10-20min，随后以1-3℃/min的速率将至室温，最后置于2-6倍的5-10℃去离子水中搅拌均匀，最后干燥，即可。
本发明的发明人发现产品未加入环糊精改性膨润土，产品在酸碱环境下，保温性能有显著变差效果，而环糊精改性膨润土制备中未加入硫酸镧处理，未采用S01处理，以及制备方法不同，产品的性能效果均有变差趋势，只有采用本发明的方法制备的环糊精改性膨润土，改进酸碱耐腐蚀、保温效果最显著。
优选地，所述盐酸溶液、海藻酸钠溶液的质量分数为5％、10％。
优选地，所述酸料为酒石酸、磷酸中的一种。
优选地，所述改性硅灰石的改性方法为：
将5-10份硅灰石先置于10-20份质量分数5％的十二烷基硫酸钠溶液中，搅拌分散充分，然后水洗、干燥，再置于3-5倍的壳聚糖液中继续搅拌混合充分，搅拌温度为65-75℃，搅拌时间为1-2h，搅拌转速为500-1000r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到改性硅灰石。
优选地，所述壳聚糖液为5-10份壳聚糖加入到10-20份去离子水中，然后加入氟化镁1-3份和1-2份三乙醇胺硼酸酯，搅拌混合充分，得到壳聚糖液。
本发明的发明人发现改性硅灰石具有补强效果，能够与环糊精改性膨润土起到协配增效的效果，共同增强产品的耐酸碱、保温效果，此外，改性硅灰石中未加入壳聚糖液，产品的性能变化趋势较大；壳聚糖液中的氟化镁、三乙醇胺硼酸酯对产品的阻燃、保温性能具有一定的影响，同时氟化镁采用氧化铝代替，产品的性能达不到本发明的改进效果，基于此，壳聚糖液的原料配比具有专有性，采用本发明的方法配制的原料，改进产品的阻燃、保温性能最显著。
本发明还提供了一种用于建筑外墙保温的隔热涂料制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将水性丙烯酸乳液、陶瓷微珠、增稠剂、去离子水，得到A组分；
步骤二，向A组分中加入改性硅灰石、环糊精改性膨润土，继续搅拌混合充分，搅拌转速为550-650r/min，搅拌时间为15-25min，得到B组分；
步骤三，将B组分与成膜剂、分散剂继续混合充分，得到隔热涂料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明隔热涂料以丙烯酸乳液为基体，通过加入陶瓷微珠搭配改性硅灰石、环糊精改性膨润土，不仅可提高产品的保温性能，同时产品的耐腐性能也可得到显著改进；
2、膨润土经过盐酸溶液分散，提高活性以及分散度，经过煅烧和去离子水分散后，片层间距扩张，分散度进一步的改进，而环糊精通过海藻酸钠溶液分散，提高分散度，经过偶联剂、硫酸镧改性后，界面性能增强，同时由于内腔疏水、外腔亲水，进一步的将环糊精与膨润土搭配改性，改性后的产品，能够由于膨润土的片层穿插，进而提高耐腐性能，同时阻隔性，可增强保温效果；
3、硅灰石经过改性后，通过十二烷基硫酸钠溶液改性，活性度增强，采用壳聚糖、氟化镁和三乙醇胺硼酸酯制成的壳聚糖液，能够对硅灰石进一步的改性，本身由于硅灰石具有针状结构，弥补产品之间的孔隙，通过改性后与环糊精改性膨润土起到进一步的协同增效效果，增强了产品的保温、耐腐性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
本实施例的一种用于建筑外墙保温的隔热涂料，包括以下重量份原料：
水性丙烯酸乳液55-65份、陶瓷微珠10-15份、环糊精改性膨润土10-20份、增稠剂3-7份、成膜剂2-6份、分散剂1-5份、改性硅灰石2-6份、去离子水10-20份。
本实施例的用于建筑外墙保温的隔热涂料包括以下重量份原料：
水性丙烯酸乳液60份、陶瓷微珠12.5份、环糊精改性膨润土15份、增稠剂5份、成膜剂4份、分散剂3份、改性硅灰石4份、去离子水15份。
本实施例的陶瓷微珠的粒径为50-100目。
本实施例的环糊精改性膨润土的制备方法为：
S01：将膨润土先置于3-6倍的盐酸溶液中超声分散10-20min，超声功率为500-600W，超声结束，水性、过滤、干燥，然后热改性处理，得到膨润土料；
S02：将10-20份环糊精送入到25-35份海藻酸钠溶液中分散充分，然后加入3-6份硅烷偶联剂KH560、1-4份硫酸镧，得到环糊精改性液；
S03：将膨润土料加入到2-4倍的环糊精改性液中，然后加入膨润土料总量5-10％的酸料，于65-75℃下搅拌15-25min，搅拌转速为500-1000r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到环糊精改性膨润土。
本实施例的热改性处理的具体步骤为：将超声处理的膨润土置于300-350℃下热处理10-20min，随后以1-3℃/min的速率将至室温，最后置于2-6倍的5-10℃去离子水中搅拌均匀，最后干燥，即可。
本实施例的盐酸溶液、海藻酸钠溶液的质量分数为5％、10％。
本实施例的酸料为酒石酸、磷酸中的一种。
本实施例的改性硅灰石的改性方法为：
将5-10份硅灰石先置于10-20份质量分数5％的十二烷基硫酸钠溶液中，搅拌分散充分，然后水洗、干燥，再置于3-5倍的壳聚糖液中继续搅拌混合充分，搅拌温度为65-75℃，搅拌时间为1-2h，搅拌转速为500-1000r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到改性硅灰石。
本实施例的壳聚糖液为5-10份壳聚糖加入到10-20份去离子水中，然后加入氟化镁1-3份和1-2份三乙醇胺硼酸酯，搅拌混合充分，得到壳聚糖液。
本实施例的一种用于建筑外墙保温的隔热涂料制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将水性丙烯酸乳液、陶瓷微珠、增稠剂、去离子水，得到A组分；
步骤二，向A组分中加入改性硅灰石、环糊精改性膨润土，继续搅拌混合充分，搅拌转速为550-650r/min，搅拌时间为15-25min，得到B组分；
步骤三，将B组分与成膜剂、分散剂继续混合充分，得到隔热涂料。
实施例1.
本实施例的一种用于建筑外墙保温的隔热涂料，包括以下重量份原料：
水性丙烯酸乳液55份、陶瓷微珠10份、环糊精改性膨润土10份、增稠剂3份、成膜剂2份、分散剂1份、改性硅灰石2份、去离子水10份。
本实施例的陶瓷微珠的粒径为50目。
本实施例的环糊精改性膨润土的制备方法为：
S01：将膨润土先置于3倍的盐酸溶液中超声分散10min，超声功率为500W，超声结束，水性、过滤、干燥，然后热改性处理，得到膨润土料；
S02：将10份环糊精送入到25份海藻酸钠溶液中分散充分，然后加入3份硅烷偶联剂KH560、1份硫酸镧，得到环糊精改性液；
S03：将膨润土料加入到2倍的环糊精改性液中，然后加入膨润土料总量5％的酸料，于65℃下搅拌15min，搅拌转速为500r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到环糊精改性膨润土。
本实施例的热改性处理的具体步骤为：将超声处理的膨润土置于300℃下热处理10min，随后以1℃/min的速率将至室温，最后置于2倍的5-℃去离子水中搅拌均匀，最后干燥，即可。
本实施例的盐酸溶液、海藻酸钠溶液的质量分数为5％、10％。
本实施例的酸料为酒石酸。
本实施例的改性硅灰石的改性方法为：
将5份硅灰石先置于10份质量分数5％的十二烷基硫酸钠溶液中，搅拌分散充分，然后水洗、干燥，再置于3倍的壳聚糖液中继续搅拌混合充分，搅拌温度为65℃，搅拌时间为1h，搅拌转速为500r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到改性硅灰石。
本实施例的壳聚糖液为5份壳聚糖加入到10份去离子水中，然后加入氟化镁1份和1份三乙醇胺硼酸酯，搅拌混合充分，得到壳聚糖液。
本实施例的一种用于建筑外墙保温的隔热涂料制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将水性丙烯酸乳液、陶瓷微珠、增稠剂、去离子水，得到A组分；
步骤二，向A组分中加入改性硅灰石、环糊精改性膨润土，继续搅拌混合充分，搅拌转速为550r/min，搅拌时间为15min，得到B组分；
步骤三，将B组分与成膜剂、分散剂继续混合充分，得到隔热涂料。
实施例2.
本实施例的一种用于建筑外墙保温的隔热涂料，包括以下重量份原料：
水性丙烯酸乳液65份、陶瓷微珠15份、环糊精改性膨润土20份、增稠剂7份、成膜剂6份、分散剂5份、改性硅灰石6份、去离子水20份。
本实施例的陶瓷微珠的粒径为100目。
本实施例的环糊精改性膨润土的制备方法为：
S01：将膨润土先置于6倍的盐酸溶液中超声分散20min，超声功率为600W，超声结束，水性、过滤、干燥，然后热改性处理，得到膨润土料；
S02：将10-20份环糊精送入到35份海藻酸钠溶液中分散充分，然后加入6份硅烷偶联剂KH560、4份硫酸镧，得到环糊精改性液；
S03：将膨润土料加入到4倍的环糊精改性液中，然后加入膨润土料总量10％的酸料，于75℃下搅拌25min，搅拌转速为1000r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到环糊精改性膨润土。
本实施例的热改性处理的具体步骤为：将超声处理的膨润土置于350℃下热处理20min，随后以3℃/min的速率将至室温，最后置于6倍的10℃去离子水中搅拌均匀，最后干燥，即可。
本实施例的盐酸溶液、海藻酸钠溶液的质量分数为5％、10％。
本实施例的酸料为磷酸。
本实施例的改性硅灰石的改性方法为：
将10份硅灰石先置于20份质量分数5％的十二烷基硫酸钠溶液中，搅拌分散充分，然后水洗、干燥，再置于5倍的壳聚糖液中继续搅拌混合充分，搅拌温度为75℃，搅拌时间为2h，搅拌转速为1000r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到改性硅灰石。
本实施例的壳聚糖液为10份壳聚糖加入到20份去离子水中，然后加入氟化镁3份和2份三乙醇胺硼酸酯，搅拌混合充分，得到壳聚糖液。
本实施例的一种用于建筑外墙保温的隔热涂料制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将水性丙烯酸乳液、陶瓷微珠、增稠剂、去离子水，得到A组分；
步骤二，向A组分中加入改性硅灰石、环糊精改性膨润土，继续搅拌混合充分，搅拌转速为650r/min，搅拌时间为25min，得到B组分；
步骤三，将B组分与成膜剂、分散剂继续混合充分，得到隔热涂料。
实施例3.
本实施例的一种用于建筑外墙保温的隔热涂料，包括以下重量份原料：
水性丙烯酸乳液60份、陶瓷微珠12.5份、环糊精改性膨润土15份、增稠剂5份、成膜剂4份、分散剂3份、改性硅灰石4份、去离子水15份。
本实施例的陶瓷微珠的粒径为50-100目。
本实施例的环糊精改性膨润土的制备方法为：
S01：将膨润土先置于4.5倍的盐酸溶液中超声分散15min，超声功率为550W，超声结束，水性、过滤、干燥，然后热改性处理，得到膨润土料；
S02：将15份环糊精送入到30份海藻酸钠溶液中分散充分，然后加入4.5份硅烷偶联剂KH560、2.5份硫酸镧，得到环糊精改性液；
S03：将膨润土料加入到3倍的环糊精改性液中，然后加入膨润土料总量7.5％的酸料，于70℃下搅拌20min，搅拌转速为750r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到环糊精改性膨润土。
本实施例的热改性处理的具体步骤为：将超声处理的膨润土置于325℃下热处理15min，随后以2℃/min的速率将至室温，最后置于4倍的7.5℃去离子水中搅拌均匀，最后干燥，即可。
本实施例的盐酸溶液、海藻酸钠溶液的质量分数为5％、10％。
本实施例的酸料为酒石酸。
本实施例的改性硅灰石的改性方法为：
将7.5份硅灰石先置于15份质量分数5％的十二烷基硫酸钠溶液中，搅拌分散充分，然后水洗、干燥，再置于4倍的壳聚糖液中继续搅拌混合充分，搅拌温度为70℃，搅拌时间为1.5h，搅拌转速为750r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到改性硅灰石。
本实施例的壳聚糖液为7.5份壳聚糖加入到15份去离子水中，然后加入氟化镁2份和1.5份三乙醇胺硼酸酯，搅拌混合充分，得到壳聚糖液。
本实施例的一种用于建筑外墙保温的隔热涂料制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将水性丙烯酸乳液、陶瓷微珠、增稠剂、去离子水，得到A组分；
步骤二，向A组分中加入改性硅灰石、环糊精改性膨润土，继续搅拌混合充分，搅拌转速为600r/min，搅拌时间为20min，得到B组分；
步骤三，将B组分与成膜剂、分散剂继续混合充分，得到隔热涂料。
对比例1.
与实施例3不同是未添加环糊精改性膨润土。
对比例2.
与实施例3不同是环糊精改性膨润土制备中未加入硫酸镧处理。
对比例3.
与实施例3不同是膨润土未采用S01处理。
对比例4.
与实施例3不同是环糊精改性膨润土制备方法不同，将膨润土先置于3倍的5％的盐酸溶液中超声分散15min，超声功率为550W，超声结束，水性、过滤、干燥，得到膨润土料；
S02：将15份环糊精送入到30份水中分散充分，然后加入3.5份硅烷偶联剂KH560得到环糊精改性液；
S03：将膨润土料加入到3倍的环糊精改性液中，于70℃下搅拌20min，搅拌转速为750r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到环糊精改性膨润土。
对比例5.
与实施例3不同是未添加改性硅灰石。
对比例6.
与实施例3不同是改性硅灰石改性中未加入壳聚糖液。
将实施例1-3及对比例1-6产品涂在10.10mm的铁板上进行隔热测试
实施例1-3及对比例1-6性能测量结果如下
从实施例1-3及对比例1-6中得出，本发明实施例3的产品，在常规、酸碱环境下保温性能显著；隔热温差在常温下，最高可达到25.3℃，而在酸碱环境下，最低也可达到22.4，具有优异的耐酸碱、保温性能；
从对比例1-4中可看出；产品未加入环糊精改性膨润土，产品在酸碱环境下，保温性能有显著变差效果，而环糊精改性膨润土制备中未加入硫酸镧处理，未采用S01处理，以及制备方法不同，产品的性能效果均有变差趋势，只有采用本发明的方法制备的环糊精改性膨润土，改进酸碱耐腐蚀、保温效果最显著；
从对比例5-6中可看出，改性硅灰石具有补强效果，能够与环糊精改性膨润土起到协配增效的效果，共同增强产品的耐酸碱、保温效果，此外，改性硅灰石中未加入壳聚糖液，产品的性能变化趋势较大，基于此，本发明对其进一步的探究处理；
壳聚糖液为7.5份壳聚糖加入到15份去离子水中，然后加入氟化镁2份和1.5份三乙醇胺硼酸酯，搅拌混合充分，得到壳聚糖液。
本发明通过壳聚糖液对产品性能进一步的探究
实验例1.
与实施例3相同，唯有不同是未加入氟化镁。
实验例2.
与实施例3相同，唯有不同是未加入三乙醇胺硼酸酯。
实验例3.
与实施例3相同，唯有不同是氟化镁采用氧化铝代替。
从实验例1-3可看出，壳聚糖液中的氟化镁、三乙醇胺硼酸酯对产品的阻燃、保温性能具有一定的影响，同时氟化镁采用氧化铝代替，产品的性能达不到本发明的改进效果，基于此，壳聚糖液的原料配比具有专有性，采用本发明的方法配制的原料，改进产品的阻燃、保温性能最显著。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种用于建筑外墙保温的隔热涂料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将水性丙烯酸乳液、陶瓷微珠、增稠剂、去离子水，混合后得到A组分；
步骤二，向 A 组分中加入改性硅灰石、环糊精改性膨润土，继续搅拌混合充分，搅拌转速为 550-650r/min，搅拌时间为 15-25min，得到 B 组分；
其中，所述改性硅灰石的改性方法为：
将 5-10 份硅灰石先置于 10-20 份质量分数 5%的十二烷基硫酸钠溶液
中，搅拌分散充分，然后水洗、干燥，再置于 3-5 倍的壳聚糖液中继续搅拌混合充分，搅拌温度为 65-75 ℃，搅拌时间为 1-2h ，搅拌转速为500-1000r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到改性硅灰石；
所述壳聚糖液为 5-10 份壳聚糖加入到 10-20 份去离子水中，然后加
入氟化镁 1-3 份和 1-2 份三乙醇胺硼酸酯，搅拌混合充分，得到壳聚糖液；
所述环糊精改性膨润土的制备方法为：
S01：将膨润土先置于 3-6 倍的盐酸溶液中超声分散 10-20min，超声功率为 500-600W，超声结束，水洗、过滤、干燥，然后热改性处理，得到膨润土料；
所述热改性处理的具体步骤为：将超声处理的膨润土置于 300-350℃ 下热处理 10-20min，随后以 1-3℃/min 的速率降至室温，最后置于 2-6 倍的5-10℃去离子水中搅拌均匀，最后干燥，即可；
S02：将 10-20 份环糊精送入到 25-35 份海藻酸钠溶液中分散充分，然后加入 3-6份硅烷偶联剂 KH560、1-4 份硫酸镧，得到环糊精改性液；
S03：将膨润土料加入到 2-4 倍的环糊精改性液中，然后加入膨润土料总量 5-10%的酸料，于 65-75℃下搅拌 15-25min，搅拌转速为500-1000r/ min，搅拌结束，水洗、干燥，得到环糊精改性膨润土；
所述酸料为酒石酸、磷酸中的一种；
步骤三，将B 组分与成膜剂、分散剂继续混合充分，得到隔热涂料；
上述各步骤中，采用的原料重量份比例如下：
水性丙烯酸乳液 60 份、陶瓷微珠 12.5 份、环糊精改性膨润土 15 份、
增稠剂 5 份、成膜剂 4 份、分散剂 3 份、改性硅灰石 4 份、去离子水 15 份。
2.根据权利要求 1 所述的用于建筑外墙保温的隔热涂料制备方法，其特征在于，所述陶瓷微珠的粒径为 50-100 目。
3.根据权利要求1 所述用于建筑外墙保温的隔热涂料制备方法，其特征在于，所述盐酸溶液、海藻酸钠溶液的质量分数为 5%、10%。
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