CN115368770A - 一种保护胶及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种保护胶及其制备方法和应用，所述保护胶包括硅酸盐、二氧化锆和稀土断热材料。所述保护胶的制备方法包括：将硅酸盐、二氧化锆和稀土断热材料混合，得到所述保护胶。本发明中，所述保护胶通过二氧化锆与稀土断热材料复配，协同增效，使得包括所述保护胶的涂料具有优异的反射隔热性能，且涂料稳定性和施工性良好，成本低，制备工艺简单，适用于建筑外墙喷涂，能够有效隔绝热量。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种保护胶及其制备方法和应用。
背景技术
随着全世界范围内工业、化工的发展以及汽车尾气排放的增多，大气温室效应越加显著，臭氧层被进一步破坏，太阳辐射效果增强，气温升高，对人体、动植物的危害逐步提升；建筑能耗包括空调等在内的消耗越来越多，急需要采取一定有效措施进行建筑节能，以促进人类社会的可持续性发展；同时，随着中国宣布在2030年前完成碳达峰，2060年前实现碳中和，节能的压力越发严重。
普通的建筑外墙仿石涂料如真石漆、质感漆、多彩漆等的主要作用是装饰、保护内层结构不被侵蚀，无法对热量进行有效隔绝；若使用保温砂浆、聚苯板、聚氨酯泡沫塑料等又会大幅度增加建筑外墙材料和施工成本；因此，隔热多彩仿石涂料的优势便突显出来，其装饰性和耐水耐沾污性能好，降温效果明显，施工成本没有增加，使用寿命更长；而水包水多彩仿石涂料近几年因为其优异的仿大理石、花岗岩装饰效果和超高的减少负重、使用环保可持续性等优点，受到了广大建筑施工单位的青睐。
例如CN114213925A公开了一种用于建筑外墙热反射隔热多彩涂料，采用水解包覆法，将Cr2O3、Fe2O3、TiO2分别包覆在空心玻璃微珠表面，既改善了空心玻璃微珠在水性涂料中的分散性能不理想的问题，又为其引入了颜色，同时通过改性中空玻璃微珠与钛白粉复配，有利于改善涂料的反射和阻隔功能。但是，所述涂料的保温隔热性能有待进一步提高。
CN104151979A公开一种水包水反射隔热多彩涂料，由合成树脂乳液、去离子水、羟乙基纤维素、PH调节剂、防腐剂、杀菌剂、分散剂、成膜助剂、防冻剂、稳定剂、反射隔热粉、高岭土、细砂、冷颜料、保护胶粉、焦磷酸钠、消泡剂等材料经分组混合造粒而成。所述涂料既有丰富多彩的装饰效果又能对装饰面产生降温隔热效应，可延长涂料本身和装饰物的使用寿命。但是，所述涂料对近红外线反射效果差。
因此，开发一种满足涂料基本使用要求的，反射隔热效果优异的水包水多彩涂料，是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种保护胶及其制备方法和应用。所述保护胶通过二氧化锆与稀土断热材料复配，协同增效，使得包括所述保护胶的涂料具有优异的反射隔热性能。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种保护胶，所述保护胶包括硅酸盐、二氧化锆和稀土断热材料。
本发明中，所述二氧化锆对太阳光具有很好的反射效果，稀土断热材料对红外线合紫外线有很好的辐射效果，有效屏蔽紫外线和红外线；通过二者复配，协同增效，不仅使得涂料满足其基本使用要求，而且具有优异的保温隔热性能。
作为本发明优选的技术方案，以重量份计，所述保护胶包括5～10份硅酸盐、 5～10份二氧化锆和5～10份稀土断热材料。
优选地，以重量份计，所述保护胶包括5～10份硅酸盐，例如可以为6份、 6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份等。
优选地，以重量份计，所述保护胶包括5～10份二氧化锆，例如可以为6份、 6.2份、6.5份、6.8份、7份、7.2份、7.5份、7.8份、8份、8.2份、8.5份、8.8 份、9份、9.2份、9.5份、9.8份等。
本发明中，所述二氧化锆的用量小于5份，涂料保温隔热性能差；大于10 份，涂料稳定性差、施工性差，且保温隔热性能差。
优选地，以重量份计，所述保护胶包括5～10份稀土断热材料，例如可以为 6份、6.2份、6.5份、6.8份、7份、7.2份、7.5份、7.8份、8份、8.2份、8.5 份、8.8份、9份、9.2份、9.5份、9.8份等。
本发明中，所述稀土断热材料的用量小于5份，涂料保温隔热性能差；大于10份，涂料稳定性差、施工性差，且保温隔热性能差。
优选地，所述二氧化锆的粒径为40～50nm，例如可以为42nm、44nm、46 nm、48nm等。
本发明中，所述二氧化锆粒径在特定范围内，涂料的稳定性较好，保温隔热性能更优。
优选地，所述稀土断热材料包括易涂EASYTO.1098。
优选地，所述硅酸盐包括硅酸镁铝和/或硅酸镁锂。
优选地，所述保护胶的固含量为15～30％，例如可以为16％、18％、20％、 22％、24％、26％、28％等。
第二方面，本发明提供一种根据第一方面所述的保护胶的制备方法，所述方法包括以下步骤：
将硅酸盐、二氧化锆和稀土断热材料混合，得到所述保护胶。
优选地，所述混合前还包括将二氧化锆分散在介质中，得到二氧化锆分散液的步骤。
优选地，所述介质包括水。
优选地，所述分散的转速为1000～1500rpm，例如可以为1100rpm、1200 rpm、1300rpm、1400rpm等。
优选地，所述分散的温度为75～85℃，例如可以为76℃、78℃、80℃、82℃、 84℃等。
优选地，所述分散的时间为40～80min，例如可以为45min、50min、55min、 60min、65min、70min、75min等。
优选地，所述二氧化锆分散液的固含量为45～55％，例如可以为46％、48％、50％、52％、54％等。
本发明中，将二氧化锆制备得到二氧化锆分散液，然后再与硅酸盐、稀土断热材料混合制备得到所述保护胶，使得最终得到的涂料反射隔热性能更优。
第三方面，本发明提供一种水包水多彩涂料，所述水包水多彩涂料包括基础漆、连续相和根据第一方面所述的保护胶。
优选地，以重量份计，所述水包水多彩涂料包括35～45份基础漆、25～30 份连续相和25～30份第一方面所述的保护胶。
优选地，以重量份计，所述水包水多彩涂料包括35～45份基础漆，例如可以为36份、37份、38份、39份、40份、41份、42份、43份、44份等。
优选地，以重量份计，所述水包水多彩涂料包括25～30份连续相，例如可以为25.5份、26份、26.5份、27份、27.5份、28份、28.5份、29份、29.5份等。
优选地，以重量份计，所述水包水多彩涂料包括25～30份第一方面所述的保护胶，例如可以为25.5份、26份、26.5份、27份、27.5份、28份、28.5份、 29份、29.5份等。
本发明中，所述基础漆、连续相以及保护胶在特定的配比下，涂料性能更优。
优选地，以重量份计，所述基础漆包括20～40份第一乳液(例如可以为22 份、24份、26份、28份、30份、32份、34份、36份、38份等)和10～25份填料(例如可以为12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份等)。
优选地，所述第一乳液包括丙烯酸类乳液。
优选地，所述填料包括钛白粉和/或高岭土。
优选地，以重量份计，所述基础漆还包括1～10份第一助剂，例如可以为2 份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份等。
优选地，所述第一助剂包括成膜助剂、分散剂、增稠剂或消泡剂中至少一种。
优选地，所述增稠剂包括纤维素醚和/或碱溶胀型增稠剂。
优选地，所述基础漆的固含量为30～75％，例如可以为32％、34％、36％、 38％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％等。
优选地，以重量份计，所述连续相包括30～70份第二乳液，例如可以为32 份、34份、36份、38份、40份、42份、44份、46份、48份、50份、52份、 54份、56份、58份、60份、62份、64份、66份、68份等。
优选地，所述第二乳液包括丙烯酸类乳液。
优选地，以重量份计，所述连续相还包括1～10份第二助剂，例如可以为2 份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份等。
优选地，所述第二助剂包括成膜助剂、分散剂、增稠剂或消泡剂中至少一种。
优选地，所述连续相的固含量为30～80％，例如可以为32％、35％、38％、 40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％等。
本发明中，所述水包水多彩涂料的制备方法包括：将基础漆调色后，与保护胶混合，根据需要切割成特定形状，随后，与连续相混合均匀，得到所述水包水多彩涂料。
本发明中，所述丙烯酸乳液包括但不限于巴德富RS-8599乳液，所述巴德富RS-8599乳液为惰性乳液，与保护胶不反应，内聚力强，造粒效果好耐水白、增稠效率高。
第四方面，本发明提供一种保温隔热涂料，所述涂料包括根据第一方面所述的保护胶和/或根据第三方面所述的水包水多彩涂料。
本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供一种保护胶，所述保护胶通过二氧化锆和稀土断热材料复配，协同增效，对太阳光和红外线具有较好的反射和辐射效果；使得包括所述保护胶的涂料具有优异的保温隔热性能，并且涂料稳定性好、易施工，制备工艺简单，成本低。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
如无特别说明，本发明实施例、对比例、应用例以及对比应用例所用的材料如下：
保护胶：镁锂硅酸盐：BYK，S-482；二氧化锆：上饶翔正化学科技有限公司，XZ-ZR601；稀土断热材料：中稀易涂EASYTO.1098；
基础漆：乳液：巴德富RS-8599；钛白粉：龙蟒佰利联R699；高岭土：山西金洋煅烧高岭土有限公司DB80；成膜助剂：醇酯十二(伊斯曼化工)；分散剂：DOW，1124；增稠剂：纤维素醚(亚什兰HBR250)、碱溶胀增稠剂(DOW ASE-60)；消泡剂：BYK-028；
连续相：乳液：巴德富RS-8599；成膜助剂：醇酯十二(伊斯曼化工)；增稠剂：碱溶胀增稠剂(DOW ASE-60)。
实施例1
本实施例提供一种保护胶，以重量份计，所述保护胶包括8份镁锂硅酸盐、 7.5份二氧化锆、10份易涂EASYTO.1098和水；所述保护胶的固含量为25.5％。
本实施例提供一种保护胶的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将二氧化锆在转速为1200rpm条件下加入到80℃去离子水中，高速分散60min，得到二氧化锆分散液(固含量为50％)；
(2)将步骤(1)得到的二氧化锆分散液与镁锂硅酸盐、易涂EASYTO.1098 混合均匀，得到所述保护胶。
实施例2
本实施例提供一种保护胶，以重量份计，所述保护胶包括10份镁锂硅酸盐、 5份二氧化锆、5份易涂EASYTO.1098和水；所述保护胶的固含量为20％。
本实施例提供一种保护胶的制备方法，具体步骤与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供一种保护胶，以重量份计，所述保护胶包括8份镁锂硅酸盐、 10份二氧化锆、10份易涂EASYTO.1098和水；所述保护胶的固含量为28％。
本实施例提供一种保护胶的制备方法，具体步骤与实施例1相同。
实施例4
本实施例提供一种保护胶，其与实施例1的区别仅在于，所述保护胶的制备方法中，没有将二氧化锆预先制备成二氧化锆分散液，而是直接将二氧化锆与镁锂硅酸盐、易涂EASYTO.1098在转速为1200rpm条件下加入到80℃去离子水中，高速分散60min，得到所述保护胶。
实施例5
本实施例提供一种保护胶，其与实施例1的区别仅在于，所述二氧化锆的用量为20份，调整水的用量使总量为100份，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种保护胶，其与实施例1的区别仅在于，所述易涂 EASYTO.1098的用量为20份，调整水的用量使总量为100份，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供一种保护胶，其与实施例1的区别仅在于，将所述二氧化锆替换为中空玻璃微珠(3M K20)，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供一种保护胶，其与实施例1的区别仅在于，将所述易涂 EASYTO.1098替换为二氧化铈，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供一种保护胶，其与实施例1的区别仅在于，所述易涂 EASYTO.1098与二氧化锆总量不变，没有二氧化锆，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供一种保护胶，其与实施例1的区别仅在于，所述易涂EASYTO.1098与二氧化锆总量不变，没有易涂EASYTO.1098，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例5
本对比例提供一种保护胶，其与实施例1的区别仅在于，所述保护胶中没有二氧化锆，调整水的用量使总量为100份，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例6
本对比例提供一种保护胶，其与实施例1的区别仅在于，所述保护胶中没有易涂EASYTO.1098，调整水的用量使总量为100份，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
应用例1
一种水包水多彩涂料，以重量份计，所述水包水多彩涂料包括40份基础漆、 30份连续相和30份保护胶(实施例1)；所述基础漆包括25份乳液、1份纤维素醚、0.5份分散剂、0.5份消泡剂、10份钛白粉、5份高岭土、1份醇酯十二、 1份碱溶胀增稠剂和56份水；所述连续相包括60份乳液、5份醇酯十二、5份碱溶胀增稠剂和30份水。
所述水包水多彩涂料的制备方法包括：将基础漆调色后，与保护胶混合，切割造粒，随后加入连续相混合均匀，得到所述水包水多彩涂料，所述水包水多彩涂料的制备方法为现有技术中常规方法，具体可参照专利文献 CN106380973A中公开的制备方法。
应用例2
一种水包水多彩涂料，以重量份计，所述水包水多彩涂料包括45份基础漆、25份连续相和30份保护胶(实施例2)；所述基础漆包括30份乳液、1.2份纤维素醚、0.3份分散剂、0.5份消泡剂、10份钛白粉、5份高岭土、1份醇酯十二、1份碱溶胀增稠剂和51份水；所述连续相包括50份乳液、5份醇酯十二、 5份碱溶胀增稠剂和40份水。
所述水包水多彩涂料的制备方法与应用例1相同。
应用例3
一种水包水多彩涂料，以重量份计，所述水包水多彩涂料包括35份基础漆、 30份连续相和25份保护胶(实施例3)；所述基础漆包括22份乳液、1份纤维素醚、0.5份分散剂、0.5份消泡剂、8份钛白粉、5份高岭土、1份醇酯十二、 1份碱溶胀增稠剂和61份水；所述连续相包括60份乳液、5份醇酯十二、5份碱溶胀增稠剂和30份水。
所述水包水多彩涂料的制备方法与应用例1相同。
应用例4～6
应用例4～6提供的水包水多彩涂料，其与应用例1的区别仅在于，所述保护胶分别选用实施例4～6提供的保护胶，其它原料、用量及制备方法均与应用例1相同。
对比应用例1～6
对比应用例1～6提供的水包水多彩涂料，其与应用例1的区别仅在于，所述保护胶分别选用对比例1～6提供的保护胶，其它原料、用量及制备方法均与应用例1相同。
对比应用例7
一种水包水多彩涂料，其与应用例1的区别仅在于，以重量份计，所述水包水多彩涂料包括20份基础漆、40份连续相和40份保护胶(实施例1)，其它原料、用量及制备方法均与应用例1相同。
对比应用例8
一种水包水多彩涂料，其与对比应用例5的区别仅在于，所述基础漆中还包括7.5份二氧化锆，调整基础漆中水的用量使基础漆总量为100份，其它原料、用量及制备方法均与对比应用例5相同。
性能测试
(1)涂料基本性能：测试标准：HG/T4343-2012《水性多彩建筑涂料》；满足HG/T4343-2012《水性多彩建筑涂料》中对涂料性能的要求，则标记为“合格”；只要HG/T4343-2012《水性多彩建筑涂料》中一项性能不符合要求，都标记为“不合格”，当涂料基本性能不符合标准时，测试反射隔热性能没有意义，用“-”表示。
(2)反射隔热性能：测试标准：GB/T25261-2018《建筑用反射隔热涂料》；
(3)垂直辐射率：测试标准GB/T2680-2021《建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》。
具体测试结果如表1所示：
表1
由上表可知，本发明提供的保护胶，通过二氧化锆和稀土断热材料复配，协同增效，对太阳光和红外线具有较好的反射和辐射效果；使得包括所述保护胶的涂料具有优异的保温隔热性能。由应用例1～3可知，所述水包水多彩涂料基本性能符合HG/T4343-2012《水性多彩建筑涂料》；太阳光反射比为0.88～0.91，近红外反射比为0.87～0.9，半球反射率为0.86～0.88，隔热温差为13～15℃，具有优异的反射隔热性能；垂直辐射率为0.97～0.98，辐射效果好。
由应用例1与应用例4比较可知，所述保护胶的制备方法中，并未将二氧化锆预先制备成二氧化锆分散液，涂料的反射隔热性能差；由应用例1与应用例5和6比较可知，所述二氧化锆或稀土断热材料并非特定的含量范围，涂料的反射和辐射效果差，保温隔热性能差；由应用例1与对比应用例1～6比较可知，并非二氧化锆与稀土断热材料的组合，涂料反射隔热性能差。由应用例1 与对比应用例7比较可知，所述基础漆、连续相和保护胶并非特定配比，涂料不能满足基本使用性能；由应用例1与对比应用例8比较可知，所述保护胶中没有二氧化锆，将二氧化锆加入到基础漆中，涂料反射隔热性能变差。
综上所述，本发明提供的保护胶，通过二氧化锆与稀土断热材料复配，协同增效，使得包括所述保护胶的涂料具有优异的反射隔热性能，且涂料稳定性好，施工性能好，成本低，制备工艺简单，适用于喷涂建筑外墙。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种保护胶，其特征在于，所述保护胶包括硅酸盐、二氧化锆和稀土断热材料。
2.根据权利要求1所述的保护胶，其特征在于，以重量份计，所述保护胶包括5～10份硅酸盐、5～10份二氧化锆和5～10份稀土断热材料。
3.根据权利要求1或2所述的保护胶，其特征在于，所述二氧化锆的粒径为40～50nm；
优选地，所述稀土断热材料包括易涂EASYTO.1098；
优选地，所述硅酸盐包括硅酸镁铝和/或硅酸镁锂；
优选地，所述保护胶的固含量为15～30％。
4.一种根据权利要求1～3任一项所述的保护胶的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将硅酸盐、二氧化锆和稀土断热材料混合，得到所述保护胶。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述混合前还包括将二氧化锆分散在介质中，得到二氧化锆分散液的步骤；
优选地，所述介质包括水；
优选地，所述分散的转速为1000～1500rpm；
优选地，所述分散的温度为75～85℃；
优选地，所述分散的时间为40～80min；
优选地，所述二氧化锆分散液的固含量为45～55％。
6.一种水包水多彩涂料，其特征在于，所述水包水多彩涂料包括基础漆、连续相和根据权利要求1～3任一项所述的保护胶。
7.根据权利要求6所述的水包水多彩涂料，其特征在于，以重量份计，所述水包水多彩涂料包括35～45份基础漆、25～30份连续相和25～30份根据权利要求1～3任一项所述的保护胶。
8.根据权利要求6或7所述的水包水多彩涂料，其特征在于，以重量份计，所述基础漆包括20～40份第一乳液和10～25份填料；
优选地，所述第一乳液包括丙烯酸类乳液；
优选地，所述填料包括钛白粉和/或高岭土；
优选地，以重量份计，所述基础漆还包括1～10份第一助剂；
优选地，所述第一助剂包括成膜助剂、分散剂、增稠剂或消泡剂中至少一种；
优选地，所述增稠剂包括纤维素醚和/或碱溶胀型增稠剂；
优选地，所述基础漆的固含量为30～75％。
9.根据权利要求6～8任一项所述的水包水多彩涂料，其特征在于，以重量份计，所述连续相包括30～70份第二乳液；
优选地，所述第二乳液包括丙烯酸类乳液；
优选地，以重量份计，所述连续相还包括1～10份第二助剂；
优选地，所述第二助剂包括成膜助剂、分散剂、增稠剂或消泡剂中至少一种；
优选地，所述连续相的固含量为30～80％。
10.一种保温隔热涂料，其特征在于，所述涂料包括根据权利要求1～3任一项所述的保护胶和/或根据权利要求6～9任一项所述的水包水多彩涂料。
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