CN116445069B - 一种隔热岩片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隔热岩片,所述隔热岩片按照质量份数计包括以下制备原料:改性水性聚氨酯乳液25~40份、填料25~40份、钛白粉7~12份、冷颜料0.1~2份、纤维素0.04~0.1份、分散剂0.3~0.6份、醇酯十二0.3~1份以及水6~10份。本发明制得的隔热岩片不仅综合性能好而且隔热效果较好。
Description
技术领域
本发明属于岩片技术领域,更具体地涉及一种隔热岩片,其用于装饰涂料领域。
背景技术
岩片是组成混杂岩的重要组成部分,构造拼合边界所围限的与基质及相邻岩片在岩性、岩相、变形、变质特点及时代有明显差异的岩块(片)。岩片有天然岩片和复合岩片之分,复合岩片为水性环保材料,主要用于真石漆中,经与真石漆混合后经过喷涂与抹涂等方法制作出仿花岗岩花纹的涂层,使被涂物呈现不是石材胜似石材的效果,节约了天然石材的消耗量,也能为房屋的建造或装修减少投资成本。复合岩片主要由无机材料、高分子聚合物、非离子助剂、介面活性剂组成,颜色和形状大小完全仿天然花岗岩石材内彩色颗粒颜色及大小。
复合岩片分为湿岩片和干岩片两种,湿岩片为不规则片与保存液状混合物,干岩片为不规则分散片状(无保存液)。
常规的岩片是由水性树脂(丙烯酸树脂或者水性聚氨酯)配合粉体和助剂,调配浆料再干燥制成干片。由于丙烯酸树脂自身热粘冷脆和易吸水且不耐溶剂的特点,导致储存和使用施工过程中,会导致岩片有碎掉糊掉掉色退色的风险,影响施工影响美观。而水性聚氨酯原料制备的岩片,耐水性和耐热性较差,也需要进行改进。且为了作出隔热效果的岩片,其隔热特性也需要加强。
综上所述,如何设计一种综合性能好且隔热效果好的岩片,是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于为了解决上述技术问题,而提供一种隔热岩片,其通过使用改性水性聚氨酯乳液改进了岩片的综合性能,使用空心粒子提高了岩片的隔热效果,且还通过加入增强纤维提高了岩片的机械性能。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
一种隔热岩片,按照质量份数计包括以下制备原料:改性水性聚氨酯乳液25~40份、填料25~40份、钛白粉7~12份、冷颜料0.1~2份、纤维素0.04~0.1份、分散剂0.3~0.6份、醇酯十二0.3~1份以及水6~10份。
所述填料选自重钙、轻钙、高岭土、滑石粉、沉淀硫酸钡、云母粉以及石英粉中的一种或者几种。
所述钛白粉为反射隔热钛白粉。
所述冷颜料为冷色浆,为涂料领域调色常用的反射冷色颜料(购买于美国福禄公司以及科莱恩公司等),具体根据客户对岩片颜色的要求进行选择,从冷红、冷黄、冷兰、冷黑四种颜色搭配调制出所需颜色。
所述纤维素为羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素以及甲基纤维素中的一种或者几种。
所述分散剂为疏水型铵盐分散剂。
所述隔热岩片的制备工艺为:将所有原料混合均匀调成浆状,并根据客户对岩片颜色的要求调色,得到的浆料通过流延法或压延法制成膜(可选50~250µm),再破碎成1~5mm规格,即得所述隔热岩片。
所述改性水性聚氨酯乳液的的制备方法包括以下步骤:
(1)将四乙基环四硅氧烷与10-十一烯-1-醇,在70~80℃、铂催化剂的条件下进行硅氢加成反应,得加成产物;其中铂催化剂选用选用氯铂酸催化剂,其用量(以Pt计)为反应原料总质量的6~20ppm;
(2)将异佛尔酮二异氰酸酯、端羟基硅油加入反应容器中,在76~85℃搅拌反应50~80min,然后继续加入干燥后的聚己二酸新戊二醇酯以及步骤(1)得到的加成产物,继续搅拌反应40~60min,接着继续加入二羟基甲基丙酸(用3倍量的二甲基甲酰胺溶解的),继续搅拌反应至-NCO含量不变,得聚氨酯预聚体;
(3)降温至30~40℃,往预聚体中加入丙酮稀释,然后降至20℃以下加入乙二胺中和反应30~40 min;
(4)在搅拌(1000~2000r/min)条件下加入(1~2倍量)去离子水乳化1~2h,得分散液,然后蒸发丙酮,即得改性水性聚氨酯乳液,其固含量为40~44%。
进一步地,所述异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸新戊二醇酯、二羟基甲基丙酸、四乙基环四硅氧烷的摩尔比为1:(0.5~0.6):(0.1~0.3):(0.04~0.06)。
进一步地,步骤(1)中,四乙基环四硅氧烷与10-十一烯-1-醇的摩尔比为1:(1.2~4.2),步骤(2)中,端羟基硅油与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为(0.05~0.1):1,步骤(3)中,丙酮的加入量为聚氨酯预聚体质量的2~3倍,乙二胺与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为(0.1~0.2):1。
本发明还提供了一种用于所述隔热岩片中的空心粒子,所述空心粒子由纳米氢氧化铝的表面依次包覆聚苯乙烯聚合物后再将纳米氢氧化铝酸溶去除,然后再包覆聚乙烯蜡后制得,所述空心粒子添加量为4~7份。
进一步地,所述空心粒子的制备方法包括以下步骤:
S1、将纳米分子筛在阴离子表面活性剂、引发剂、无水乙醇混合液体中浸渍1~2h,然后蒸发溶剂,得负载型分子筛;
S2、将纳米氢氧化铝与乙醇溶液(60~80%体积浓度)混合配制成固含量为10%的纳米氢氧化铝悬浮液,然后通入氮气并开启搅拌,首先加入苯乙烯单体,然后加入负载型分子筛,搅拌反应3~5h,待反应液冷却后抽滤,即得聚合物粒子;
S3、往聚合物粒子中加入8~20倍量的盐酸,搅拌分散1~3h,然后过滤,用清水洗涤,抽滤,得空心聚合物粒子,往空心聚合物粒子表面喷洒熔融的聚乙烯蜡,即得所述空心粒子。
进一步地,步骤S1中,所述纳米分子筛、阴离子表面活性剂、引发剂、无水乙醇的质量比为1:(0.02~0.04):(0.08~0.14):(2~4),所述阴离子表面活性剂为羧酸盐或者磺酸盐表面活性剂,所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰或者过氧化月桂酰。
进一步地,所述步骤S2中,纳米氢氧化铝、苯乙烯单体、负载型分子筛的质量比为1:(1~5):(0.15~0.25);
步骤S3中,所述盐酸的浓度为36%,聚乙烯蜡的喷入量为空心聚合物粒子质量的3~8%。
本发明还提供了一种用于所述隔热岩片中的增强纤维,所述增强纤维由无机纤维表面包覆热塑性弹性体制成,所述无机纤维为玻璃纤维或者陶瓷纤维,所述热塑性弹性体为烯烃类热塑性弹性体或者聚氨酯类热塑性弹性体,所述增强纤维添加量为3~6份增强纤维。
进一步地,所述增强纤维的制备方法为:将黏土、甘油、偶联剂、水混合均匀制成浆料,然后喷涂于无机纤维表面,蒸发水分后再喷涂熔融的热塑性弹性体,冷却后即得所述增强纤维。
进一步地,所述黏土、甘油、偶联剂、水的质量比为1:(0.3~0.6):(0.1~0.3):(5~10),浆料的喷涂量为无机纤维质量的2~8%,熔融的热塑性弹性体的喷涂量为无机纤维质量的10~30%。
本发明的有益效果在于:
(1)本发明将水性聚氨酯进行有机硅改性,且在链段上分别引入环硅氧烷和线型端羟基硅油,能够充分发挥有机硅对水性聚氨酯的改性效果,可以综合提高水性聚氨酯的耐水性、耐热性和耐候性。
(2)本发明引入的线型端羟基硅油,首先与异佛尔酮二异氰酸酯反应,能够提高柔韧性,然后再引入长链烃基连接的环硅氧烷,其通过相分离可以富集在涂膜表面,既能够促进有机硅对水性聚氨酯的改性效果(尤其是耐水性),而且还能提高软段的稳定性。
(3)为了提高岩片的隔热效果,本发明还加入空心粒子,该空心粒子由纳米氢氧化铝的表面依次包覆聚苯乙烯聚合物后再将纳米氢氧化铝酸溶去除,然后再包覆聚乙烯蜡后制得,由于聚合物聚苯乙烯较低的导热系数以及空心设计,显著提高了岩片的隔热效果。
(4)本发明选取纳米氢氧化铝作为模板,在其表面合成聚合物苯乙烯,将引发剂和阴离子表面活性剂负载在分子筛中,得到的负载型分子筛能够与带正电荷的纳米氢氧化铝吸附,促进了聚合物在纳米氢氧化铝表面的聚合;同时,分子筛的加入也能为聚合物层提供孔隙,为后续氢氧化铝的酸溶提供通道。
(5)本发明还在空心聚合物粒子表面喷洒聚乙烯石蜡,是为了增强空心粒子的防水性和稳定性。
(6)由于本发明的水性聚氨酯进行有机硅改性后,其机械性能受到影响,而空心粒子的加入也进一步降低了岩片的机械性能,因此本发明还加入了增强纤维,本发明的增强纤维由无机纤维表面包覆热塑性弹性体制成,能够兼顾无机材料和有机材料的优点,提高岩片的机械性能,且表面的弹性体也能提高岩片的柔韧性。
(7)本发明在制备增强纤维时,喷涂熔融弹性体时,还在无机纤维表面喷涂一层含黏土的浆料,能够促进无机纤维与弹性体之间的结合性,也提供了缓冲空间。
附图说明
图1为采用本发明的隔热岩片制得的涂料样品示意图。
实施方式
下面将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。
实施例1
本实施例提供了一种隔热岩片,按照质量份数计包括以下制备原料:改性水性聚氨酯乳液25份、填料(重钙)25份、反射隔热钛白粉7份、冷色浆0.1份、纤维素(羟乙基纤维素3万)0.04份、疏水型铵盐分散剂0.3份、十二醇酯0.3份以及水6份。
所述冷色浆为涂料领域调色常用的反射冷色颜料(购买于美国福禄公司以及科莱恩公司等),具体根据客户对岩片颜色的要求进行选择,从冷红、冷黄、冷兰、冷黑四种颜色搭配调制出所需颜色。
隔热岩片的制备工艺为:将所有原料混合均匀调成浆状,并根据客户对岩片颜色的要求调色,得到的浆料通过流延法或压延法制成膜(可选50~250µm),再破碎成1~5mm规格,即得所述隔热岩片。
改性水性聚氨酯乳液的的制备方法包括以下步骤:
(1)按照摩尔比为1:1.2将四乙基环四硅氧烷与10-十一烯-1-醇,在70℃、铂催化剂的条件下进行硅氢加成反应,得加成产物;其中铂催化剂选用选用氯铂酸催化剂,其用量(以Pt计)为反应原料总质量的10ppm;
(2)按照摩尔比为1:0.05将异佛尔酮二异氰酸酯、端羟基硅油加入反应容器中,在76℃搅拌反应50min,然后继续加入干燥后的聚己二酸新戊二醇酯以及步骤(1)得到的加成产物,继续搅拌反应40min,接着继续加入二羟基甲基丙酸(用3倍量的二甲基甲酰胺溶解的),继续搅拌反应至-NCO含量不变,得聚氨酯预聚体;
(3)降温至30℃,往预聚体中加入丙酮(加入量为聚氨酯预聚体质量的2倍)稀释,然后降至20℃以下加入乙二胺(乙二胺与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为0.1:1)中和反应30 min;
(4)在搅拌(1000r/min)条件下加入(1倍量)去离子水乳化1h,得分散液,然后蒸发丙酮,即得改性水性聚氨酯乳液,其固含量为40~44%。
其中,异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸新戊二醇酯、二羟基甲基丙酸、四乙基环四硅氧烷的摩尔比为1:0.5:0.1:0.04。
实施例2
在实施例1的基础上,本实施例提供了一种隔热岩片,隔热岩片中还包括4份空心粒子,空心粒子由纳米氢氧化铝的表面依次包覆聚苯乙烯聚合物后再将纳米氢氧化铝酸溶去除,然后再包覆聚乙烯蜡后制得。
空心粒子的制备方法具体包括以下步骤:
S1、将纳米分子筛在阴离子表面活性剂(羧酸盐表面活性剂)、引发剂(偶氮二异丁腈)、无水乙醇混合液体中浸渍1h,然后蒸发溶剂,得负载型分子筛,纳米分子筛、阴离子表面活性剂、引发剂、无水乙醇的质量比为1:0.02:0.08:2;
S2、将纳米氢氧化铝与乙醇溶液(60%体积浓度)混合配制成固含量为10%的纳米氢氧化铝悬浮液,然后通入氮气并开启搅拌,首先加入苯乙烯单体,然后加入负载型分子筛,搅拌反应3h,待反应液冷却后抽滤,即得聚合物粒子,纳米氢氧化铝、苯乙烯单体、负载型分子筛的质量比为1:1:0.15;
S3、往聚合物粒子中加入8倍量的盐酸(浓度为36%),搅拌分散1h,然后过滤,用清水洗涤,抽滤,得空心聚合物粒子,往空心聚合物粒子表面喷洒熔融的聚乙烯蜡(喷入量为空心聚合物粒子质量的3%),即得空心粒子。
其余与实施例1相同。
实施例3
在实施例2的基础上,本实施例还提供了一种隔热岩片,隔热岩片中还包括3份增强纤维,增强纤维由无机纤维表面包覆热塑性弹性体制成。
增强纤维的制备方法为:按照质量比为1:0.3:0.1:5将黏土、甘油、偶联剂、水混合均匀制成浆料,然后喷涂于无机纤维表面,浆料的喷涂量为无机纤维质量的2%,蒸发水分后再喷涂熔融的热塑性弹性体,熔融的热塑性弹性体的喷涂量为无机纤维质量的10%,冷却后即得所述增强纤维。无机纤维为玻璃纤维,热塑性弹性体为烯烃类热塑性弹性体。
其余与实施例2相同。
实施例4
本实施例提供了一种隔热岩片,按照质量份数计包括以下制备原料:改性水性聚氨酯乳液31份、填料(重钙、轻钙)32份、反射隔热钛白粉10份、冷色粉1份、纤维素(羧甲基纤维素)0.07份、疏水型铵盐分散剂0.4份、醇酯十二0.6份、水8份、6份空心粒子以及5份增强纤维。
改性水性聚氨酯乳液的的制备方法包括以下步骤:
(1)按照摩尔比为1:2.7将四乙基环四硅氧烷与10-十一烯-1-醇,在75℃、铂催化剂的条件下进行硅氢加成反应,得加成产物;
(2)按照摩尔比为1:0.08将异佛尔酮二异氰酸酯、端羟基硅油加入反应容器中,在80℃搅拌反应65min,然后继续加入干燥后的聚己二酸新戊二醇酯以及步骤(1)得到的加成产物,继续搅拌反应50min,接着继续加入二羟基甲基丙酸,继续搅拌反应至-NCO含量不变,得聚氨酯预聚体;
(3)降温至35℃,往预聚体中加入丙酮(加入量为聚氨酯预聚体质量的2.5倍)稀释,然后降至20℃以下加入乙二胺(乙二胺与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为0.15:1)中和反应30~40 min;
(4)在搅拌(1500r/min)条件下加入(1.5倍量)去离子水乳化1.5h,得分散液,然后蒸发丙酮,即得改性水性聚氨酯乳液,其固含量为40~44%。
其中,异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸新戊二醇酯、二羟基甲基丙酸、四乙基环四硅氧烷的摩尔比为1:0.55:0.2:0.05。
空心粒子的制备方法包括以下步骤:
S1、将纳米分子筛在阴离子表面活性剂(磺酸盐表面活性剂)、引发剂(偶氮二异庚腈)、无水乙醇混合液体中浸渍1.5h,然后蒸发溶剂,得负载型分子筛,纳米分子筛、阴离子表面活性剂、引发剂、无水乙醇的质量比为1:0.03:0.11:3;
S2、将纳米氢氧化铝与乙醇溶液(70%体积浓度)混合配制成固含量为10%的纳米氢氧化铝悬浮液,然后通入氮气并开启搅拌,首先加入苯乙烯单体,然后加入负载型分子筛,搅拌反应4h,待反应液冷却后抽滤,即得聚合物粒子,纳米氢氧化铝、苯乙烯单体、负载型分子筛的质量比为1:3.5:0.2;
S3、往聚合物粒子中加入14倍量的盐酸,搅拌分散2h,然后过滤,用清水洗涤,抽滤,得空心聚合物粒子,往空心聚合物粒子表面喷洒熔融的聚乙烯蜡(喷入量为空心聚合物粒子质量的5.5%),即得空心粒子。
增强纤维的制备方法为:按照质量比为1:0.45:0.2:7.5将黏土、甘油、偶联剂、水混合均匀制成浆料,然后喷涂于无机纤维(陶瓷纤维)表面,浆料的喷涂量为无机纤维质量的5%,蒸发水分后再喷涂熔融的热塑性弹性体(烯烃类热塑性弹性体),熔融的热塑性弹性体的喷涂量为无机纤维质量的20%,冷却后即得增强纤维。
其余与实施例3相同。
实施例5
本实施例提供了一种隔热岩片,按照质量份数计包括以下制备原料:改性水性聚氨酯乳液40份、填料(重钙、轻钙以及高岭土)40份、反射隔热钛白粉12份、冷色浆2份、纤维素(羟丙基甲基纤维素)0.1份、疏水型铵盐分散剂0.6份、十二醇酯1份、水10份、7份空心粒子以及6份增强纤维。
改性水性聚氨酯乳液的的制备方法包括以下步骤:
(1)按照摩尔比为1:4.2将四乙基环四硅氧烷与10-十一烯-1-醇,在80℃、铂催化剂的条件下进行硅氢加成反应,得加成产物;
(2)按照摩尔比为1:0.1将异佛尔酮二异氰酸酯、端羟基硅油加入反应容器中,在85℃搅拌反应80min,然后继续加入干燥后的聚己二酸新戊二醇酯以及步骤(1)得到的加成产物,继续搅拌反应60min,接着继续加入二羟基甲基丙酸,继续搅拌反应至-NCO含量不变,得聚氨酯预聚体;
(3)降温至40℃,往预聚体中加入丙酮(加入量为聚氨酯预聚体质量的3倍)稀释,然后降至20℃以下加入乙二胺(乙二胺与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为0.2:1)中和反应40 min;
(4)在搅拌(2000r/min)条件下加入(2倍量)去离子水乳化2h,得分散液,然后蒸发丙酮,即得改性水性聚氨酯乳液,其固含量为40~44%。
其中,异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸新戊二醇酯、二羟基甲基丙酸、四乙基环四硅氧烷的摩尔比为1:0.6:0.3:0.06。
空心粒子的制备方法包括以下步骤:
S1、将纳米分子筛在阴离子表面活性剂(羧酸盐表面活性剂)、引发剂(过氧化苯甲酰)、无水乙醇混合液体中浸渍2h,然后蒸发溶剂,得负载型分子筛,纳米分子筛、阴离子表面活性剂、引发剂、无水乙醇的质量比为1:0.04:0.14:4;
S2、将纳米氢氧化铝与乙醇溶液(80%体积浓度)混合配制成固含量为10%的纳米氢氧化铝悬浮液,然后通入氮气并开启搅拌,首先加入苯乙烯单体,然后加入负载型分子筛,搅拌反应5h,待反应液冷却后抽滤,即得聚合物粒子,纳米氢氧化铝、苯乙烯单体、负载型分子筛的质量比为1:5:0.25;
S3、往聚合物粒子中加入20倍量的盐酸,搅拌分散3h,然后过滤,用清水洗涤,抽滤,得空心聚合物粒子,往空心聚合物粒子表面喷洒熔融的聚乙烯蜡(喷入量为空心聚合物粒子质量的8%),即得空心粒子。
增强纤维的制备方法为:按照质量比为1:0.6:0.3:10将黏土、甘油、偶联剂、水混合均匀制成浆料,然后喷涂于无机纤维(陶瓷纤维)表面,浆料的喷涂量为无机纤维质量的8%,蒸发水分后再喷涂熔融的热塑性弹性体(烯烃类热塑性弹性体),熔融的热塑性弹性体的喷涂量为无机纤维质量的30%,冷却后即得所述增强纤维。
其余与实施例3相同。
对比例1
本对比例与实施例3的区别在于,将改性水性聚氨酯乳液换成普通水性聚氨酯乳液。
对比例2
本对比例与实施例3的区别在于,改性水性聚氨酯乳液的制备不包括步骤(1),即不引入环硅氧烷。
对比例3
本对比例与实施例3的区别在于,改性水性聚氨酯乳液的制备步骤(2)为:将异佛尔酮二异氰酸酯加入反应容器中,在76℃搅拌条件下加入干燥后的聚己二酸新戊二醇酯以及步骤(1)得到的加成产物,反应40min,接着继续加入二羟基甲基丙酸(用3倍量的二甲基甲酰胺溶解的),继续搅拌反应至-NCO含量不变,得聚氨酯预聚体。即不使用端羟基硅油。
对比例4
本对比例与实施例4的区别在于,将空心粒子换成多孔陶瓷粉。
对比例5
本对比例与实施例4的区别在于,将空心粒子换成多孔聚苯乙烯。
对比例6
本对比例与实施例4的区别在于,空心粒子的制备步骤(1)中,不将阴离子表面活性剂导入负载型分子筛。
对比例7
本对比例与实施例4的区别在于,空心粒子的制备步骤(1)中,不将引发剂导入负载型分子筛,在步骤(2)中制备纳米氢氧化铝悬浮液时再加入引发剂。
对比例8
本对比例与实施例4的区别在于,空心粒子的制备步骤(2)中,将纳米氢氧化铝换成纳米碳酸钙。
对比例9
本对比例与实施例4的区别在于,空心粒子的表面不包覆聚乙烯蜡,此时步骤S3为:往聚合物粒子中加入14倍量的盐酸,搅拌分散2h,然后过滤,用清水洗涤,抽滤,得空心聚合物粒子,即得空心粒子。
对比例10
本对比例与实施例5的区别在于,所述增强纤维为无机纤维(陶瓷纤维)。
对比例11
本对比例与实施例5的区别在于,所述增强纤维为烯烃类高分子纤维。
对比例12
本对比例与实施例5的区别在于,所述增强纤维的制备中不采用黏土。
一、本发明制备的岩片的基本性能
根据行业标准HG/T 4345-2012 涂料用彩色复合岩片,对本发明实施例1~5以及对比例1~12制备的隔热岩片进行基本性能测试,结果见下表1。
其中,吸液率是指岩片浸入水或溶剂中一定时间后吸入液体的数量,(这里以百分比计算)例如1g岩片浸入水或溶剂中,让吸饱后的湿重与干岩片的比例来计算,根据我们的研究发现吸液率比例太高,岩片在涂料施工后使涂料干燥速度大大的减慢(例如有的岩片能吸入的5倍以上干岩片重量的十二碳醇酯,这种岩片在常温下四天都不能干燥,如制成涂料由于干燥缓慢,遇低温容易被冻坏涂层,若遇到施工后第二天是雨天,涂层就会被雨水冲掉,因此吸液量超过300%的岩片要慎用或尽量不要使用。
其中吸液率的测试方法为:
取1gø3-5mm的岩片,放入预先准备好的耐100度高温的塑料瓶中,再称取5g十二碳醇酯也加入同一塑料瓶中摇匀,使岩片全部浸泡在十二碳醇脂的溶液中,静置8小时(或在80度温度下存放4小时)取出塑料瓶中的岩片用60目筛网,滤去十二碳醇脂,1分钟后称取湿岩片的重量,表示公式为,上式B为湿岩片的重量,A为干岩片的重量,(B-A)÷A×100%=吸液率,岩片最佳吸液量为100%-300%。例如,经过浸泡后再过滤而得1g干岩片(A)其湿重为4g(B)时,代入公式为(4-1)÷1×100%=300%。
表1
由表1结果可知,本发明实施例1~5制备的隔热岩片均满足行业标准HG/T 4345-2012的要求,其中实施例3、4、5表现优异,耐水性和耐碱性效果好,且吸液率低。
其中,对比例1~3分别改变了改性水性聚氨酯乳液的具体类型和制备,结果岩片的耐水性和吸液率性能明显降低。对比例4~12分别改变了空心粒子和增强纤维的类型和制备,也明显影响到了耐水性和吸液率性能。
在实施例1的基础上,本发明实施例2的岩片中增加了空心粒子,其柔韧性降低,降低了岩片的机械性能,因此在本发明实施例3还加入了增强纤维,由无机纤维表面包覆热塑性弹性体制成,提高岩片的机械性能,且表面的弹性体也能提高岩片的柔韧性。与实施例5相比,对比例10~12分别改变了增强纤维的类型和制备,使得岩片的柔韧性受影响。
二、本发明岩片制备涂料的测试数据
根据国家标准GB/T 25261-2018 建筑反射隔热涂料、行业标准JG/T 235-2014建筑反射隔热涂料,将本发明实施例1~5以及对比例1~12制备的隔热岩片在铝板上制成样品后进行隔热性能测试,结果见下表2、3。
其中,采用本发明的岩片制得的样品配方(以质量份数计)为:
水性硅丙乳液(固含量40~50%)400份、醇酯十二28份、乙二醇9份、水330.5份、陶氏DR-180增稠剂7.8份、防腐剂0.7份、AMP-95 4份以及隔热岩片220份。
表2
表3
其中,实施例3、4、5的涂料样品见图1,结合表2可知,本发明制得隔热岩片可用于建筑反射隔热涂料,其各项功能良好。
由表3可知,与对比例4~9相比,本发明实施例3、4、5的导热系数和与参比黑板的隔热温差均较低,隔热效果表现较优。在实施例1的基础上,实施例2~5均增加了空心粒子,其隔热效果显著提高。
本发明的有益效果在于:本发明提供的隔热岩片,其综合性能好且隔热效果佳,可用于建筑涂料中。
最后应说明的是,以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种隔热岩片,其特征在于:按照质量份数计包括以下制备原料:改性水性聚氨酯乳液25~40份、填料25~40份、钛白粉7~12份、冷颜料0.1~2份、纤维素0.04~0.1份、分散剂0.3~0.6份、醇酯十二0.3~1份以及水6~10份;
所述改性水性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤:
(1)将四乙基环四硅氧烷与10-十一烯-1-醇,在70~80℃、铂催化剂的条件下进行硅氢加成反应,得加成产物;
(2)将异佛尔酮二异氰酸酯、端羟基硅油加入反应容器中,在76~85℃搅拌反应50~80min,然后继续加入干燥后的聚己二酸新戊二醇酯以及步骤(1)得到的加成产物,继续搅拌反应40~60min,接着继续加入二羟基甲基丙酸,继续搅拌反应至-NCO含量不变,得聚氨酯预聚体;
(3)降温至30~40℃,往预聚体中加入丙酮稀释,然后降至20℃以下加入乙二胺中和反应30~40 min;
(4)在搅拌条件下加入去离子水乳化1~2h,得分散液,然后蒸发丙酮,即得改性水性聚氨酯乳液,其固含量为40~44%;
所述隔热岩片的制备原料还包括空心粒子,所述空心粒子由纳米氢氧化铝的表面依次包覆聚苯乙烯聚合物后再将纳米氢氧化铝酸溶去除,然后再包覆聚乙烯蜡后制得,所述空心粒子添加量为4~7份;
所述空心粒子的制备方法包括以下步骤:
S1、将纳米分子筛在阴离子表面活性剂、引发剂、无水乙醇混合液体中浸渍1~2h,然后蒸发溶剂,得负载型分子筛;
S2、将纳米氢氧化铝与乙醇溶液混合配制成固含量为10%的纳米氢氧化铝悬浮液,然后通入氮气并开启搅拌,首先加入苯乙烯单体,然后加入负载型分子筛,搅拌反应3~5h,待反应液冷却后抽滤,即得聚合物粒子;
S3、往聚合物粒子中加入8~20倍量的盐酸,搅拌分散1~3h,然后过滤,用清水洗涤,抽滤,得空心聚合物粒子,往空心聚合物粒子表面喷洒熔融的聚乙烯蜡,即得所述空心粒子;
所述隔热岩片的制备原料还包括增强纤维,所述增强纤维由无机纤维表面包覆热塑性弹性体制成,所述无机纤维为玻璃纤维或者陶瓷纤维,所述热塑性弹性体为烯烃类热塑性弹性体或者聚氨酯类热塑性弹性体,所述增强纤维添加量为3~6份增强纤维;
所述增强纤维的制备方法为:将黏土、甘油、偶联剂、水混合均匀制成浆料,然后喷涂于无机纤维表面,蒸发水分后再喷涂熔融的热塑性弹性体,冷却后即得所述增强纤维。
2.根据权利要求1所述的隔热岩片,其特征在于:所述异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸新戊二醇酯、二羟基甲基丙酸、四乙基环四硅氧烷的摩尔比为1:(0.5~0.6):(0.1~0.3):(0.04~0.06)。
3.根据权利要求1所述的隔热岩片,其特征在于:步骤(1)中,四乙基环四硅氧烷与10-十一烯-1-醇的摩尔比为1:(1.2~4.2),步骤(2)中,端羟基硅油与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为(0.05~0.1):1,步骤(3)中,丙酮的加入量为聚氨酯预聚体质量的2~3倍,乙二胺与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为(0.1~0.2):1。
4.根据权利要求1所述的隔热岩片,其特征在于:步骤S1中,所述纳米分子筛、阴离子表面活性剂、引发剂、无水乙醇的质量比为1:(0.02~0.04):(0.08~0.14):(2~4),所述阴离子表面活性剂为羧酸盐或者磺酸盐表面活性剂,所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰或者过氧化月桂酰。
5.根据权利要求1所述的隔热岩片,其特征在于:所述步骤S2中,纳米氢氧化铝、苯乙烯单体、负载型分子筛的质量比为1:(1~5):(0.15~0.25);步骤S3中,所述聚乙烯蜡的喷入量为空心聚合物粒子质量的3~8%。
6.根据权利要求1所述的隔热岩片,其特征在于:所述黏土、甘油、偶联剂、水的质量比为1:(0.3~0.6):(0.1~0.3):(5~10),浆料的喷涂量为无机纤维质量的2~8%,熔融的热塑性弹性体的喷涂量为无机纤维质量的10~30%。
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