CN116875133A - 一种含硅藻土保温涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及保温隔热技术领域，提出了一种含硅藻土保温涂料及其制备方法。包括以下重量份的组分：水性丙烯酸乳液10~25份，硅藻土20~50份，填料10~15份，助剂2~3.5份，水15~45份；硅藻土为在硅藻土颗粒表面喷洒羧甲基纤维素钠溶液后包裹上玻璃细粉，再经烘干，烧结，冷却后得到的表面封闭的硅藻土。通过上述技术方案，解决了现有技术中的硅藻土保温涂料干燥时间长、保温效果差以及现有保温涂料原料成本高的问题。

Description

一种含硅藻土保温涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及保温隔热技术领域，具体的，涉及一种含硅藻土保温涂料及其制备方法。

背景技术

保温涂料具有保温效果好、施工简便、可适应各种形状的基体表面的优势，被广泛应用于建筑、设备表面、管道等方面。现有保温涂料一般采用人工制造的空心玻璃微珠为主要填料，另外加入适量气凝胶粉末来降低导热系数，配合超细碳化硅、氧化钛等遮光剂来实现保温的效果。气凝胶虽是目前世界上最轻，隔热性能最好的固态材料，是以SiO₂胶质粒子为骨架而构成的一种高比表面积，高孔隙率，低密度，极低热导率的纳米多孔材料，但它比表面积较大，加入过多时，涂层强度无法保证；空心玻璃微珠和气凝胶都是氧化硅材质，属透红外材料，涂料中需要加入比较贵的纳米粉体用作遮光剂，存在成本高的问题，并且空心玻璃微珠强度低，在制备和施工中容易破损失效。

硅藻土是一种天然的纳米孔材料，具有良好的保温隔热性能的同时成本较低，另外其强度相对于玻璃微珠成倍提高，制作和施工过程中不会损坏。硅藻土中还含有少量氧化铝、氧化铁等，使红外光不能穿透硅藻土，避免了价格较贵的红外遮光剂的加入，但是由于硅藻土是一种开孔结构，做成涂料时，其巨大的比表面积和开孔结构，会吸收大量的水分和粘结剂，施工后很难干燥，同时影响保温效果，因此，在保温涂料方面应用不多，硅藻土易吸水和粘结剂的缺点还待解决。

发明内容

本发明提出一种含硅藻土保温涂料及其制备方法，解决了相关技术中硅藻土做成涂料，会吸收大量的水分和粘结剂，难以干燥的问题。

本发明的技术方案如下：

本发明提出一种含硅藻土保温涂料，包括以下重量份的组分：水性丙烯酸乳液10~25份，硅藻土20~50份，填料10~15份，助剂2~3.5份，水15~45份；所述硅藻土为在硅藻土颗粒表面喷洒羧甲基纤维素钠溶液后包裹上玻璃细粉，再经烘干，烧结，冷却后得到的表面封闭的硅藻土。

作为进一步的技术方案，所述硅藻土颗粒为二氧化硅体积分数不低于90%的硅藻土。

作为进一步的技术方案，所述硅藻土颗粒粒度为100~350目，优选地，所述硅藻土由100目硅藻土和325目硅藻土以质量比1:1~1.5组成。

作为进一步的技术方案，所述填料包括轻钙、滑石粉、云母中的一种或多种。

作为进一步的技术方案，所述含硅藻土保温涂料还包括玻璃纤维2~3份。

作为进一步的技术方案，所述玻璃纤维长度为4~6mm。

作为进一步的技术方案，所述助剂包括分散剂、消泡剂、pH调节剂、增稠剂、成膜助剂中的一种或多种。

作为进一步的技术方案，所述增稠剂为碱溶胀增稠剂、聚氨酯类增稠剂中的一种或多种。

作为进一步的技术方案，所述玻璃细粉的粒度为1万目。

本发明还提出一种含硅藻土保温涂料的制备方法，包括以下步骤：

先将水、水性丙烯酸乳液搅拌混合，再加入硅藻土、填料、助剂进行搅拌混合，制得一种含硅藻土的保温涂料。

本发明的工作原理及有益效果为：

本发明中，采用硅藻土颗粒为原料，硅藻土颗粒是一种开孔结构，经喷洒羧甲基纤维素钠溶液后包裹上玻璃细粉，包覆后的硅藻土颗粒表面积小，减少了粘结剂的加入，缩短了涂料的干燥时间，降低了涂料的导热系数，大大提高了保温涂料的施工效率和保温效果；同时，硅藻土成本低，在保证保温效果的前提下，大幅度降低保温涂料的制作成本。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

实施例1

一种含硅藻土保温涂料，包括以下重量份的组分：水性丙烯酸乳液10份、表面包覆的100目硅藻土20份、800目轻钙10份、分散剂5040 0.1份、矿物油消泡剂NXZ 0.1份、pH调节剂AMP95 0.5份、碱溶胀增稠剂DR72 0.6份、成膜助剂醇酯十二 0.7份、水15份；

含硅藻土保温涂料的制备方法，包括以下步骤：

在100目硅藻土颗粒表面喷洒质量分数为1%羧甲基纤维素钠溶液后包裹上粒度为1万目的玻璃细粉，再经烘干，烧结，冷却后得到的表面封闭的硅藻土；

将水、水性丙烯酸乳液搅拌混合，再加入硅藻土、填料、助剂进行搅拌混合，制得一种含硅藻土的保温涂料。

采用平板导热仪法测试导热系数为0.080w/(m·k)。

实施例2

一种含硅藻土保温涂料，包括以下重量份的组分：水性丙烯酸乳液20份、表面包覆的350目硅藻土35份、500目滑石粉13.5份、分散剂5040 0.2份、矿物油消泡剂NXZ 0.15份、pH调节剂AMP95 0.4份、碱溶胀增稠剂DR72 1.1份、成膜助剂醇酯十二0.65份、水16份；

含硅藻土保温涂料的制备方法，具体步骤同实施例1。

采用平板导热仪法测试导热系数为0.077(m·k)。

实施例3

一种含硅藻土保温涂料，包括以下重量份的组分：水性丙烯酸乳液25份、表面包覆的100目硅藻土50份、云母15份、分散剂5040 0.1份、矿物油消泡剂NXZ 0.4份、pH调节剂AMP95 0.8份、碱溶胀增稠剂DR72 0.9份、成膜助剂醇酯十二1.3份、水18份；

含硅藻土保温涂料的制备方法，具体步骤同实施例1。

采用平板导热仪法测试导热系数为0.079(m·k)。

实施例4

一种含硅藻土保温涂料，包括以下重量份的组分：水性丙烯酸乳液20份、表面包覆的100目硅藻土35份、800目轻钙13.5份、分散剂5040 0.2份、矿物油消泡剂NXZ 0.15份、pH调节剂AMP95 0.4份、碱溶胀增稠剂DR72 1.1份、成膜助剂醇酯十二0.65份、水16份、4mm玻璃纤维3份；

含硅藻土保温涂料的制备方法，包括以下步骤：

在100目硅藻土颗粒表面喷洒质量分数为1%羧甲基纤维素钠溶液后包裹上粒度为1万目的玻璃细粉，再经烘干，烧结，冷却后得到的表面封闭的硅藻土；

将水、水性丙烯酸乳液搅拌混合，再加入硅藻土、填料、助剂、玻璃纤维进行搅拌混合，制得一种含硅藻土的保温涂料。

采用平板导热仪法测试导热系数为0.073(m·k)。

实施例5

一种含硅藻土保温涂料，包括以下重量份的组分：水性丙烯酸乳液20份、表面包覆的325目硅藻土35份、800目轻钙13.5份、分散剂5040 0.2份、矿物油消泡剂NXZ 0.15份、pH调节剂AMP95 0.4份、碱溶胀增稠剂DR72 1.1份、成膜助剂醇酯十二0.65份、水16份、6mm玻璃纤维2份；

含硅藻土保温涂料的制备方法，具体步骤同实施例4。

采用平板导热仪法测试导热系数为0.079(m·k)。

实施例6

一种含硅藻土保温涂料，包括以下重量份的组分：水性丙烯酸乳液20份、表面包覆的100目硅藻土20份、表面包覆的325目硅藻土20份、800目轻钙13.5份、分散剂5040 0.2份、矿物油消泡剂NXZ 0.15份、pH调节剂AMP95 0.4份、碱溶胀增稠剂DR72 1.1份、成膜助剂醇酯十二0.65份、水16份、6mm玻璃纤维2份；

含硅藻土保温涂料的制备方法，具体步骤同实施例4。

采用平板导热仪法测试导热系数为0.069(m·k)。

实施例7

一种含硅藻土保温涂料，包括以下重量份的组分：水性丙烯酸乳液20份、表面包覆的100目硅藻土20份、表面包覆的325目硅藻土25份、800目轻钙13.5份、分散剂5040 0.2份、矿物油消泡剂NXZ 0.15份、pH调节剂AMP95 0.4份、碱溶胀增稠剂DR72 1.1份、成膜助剂醇酯十二0.65份、水16份、6mm玻璃纤维2份；

含硅藻土保温涂料的制备方法，具体步骤同实施例4。

采用平板导热仪法测试导热系数为0.067(m·k)。

实施例8

一种含硅藻土保温涂料，包括以下重量份的组分：水性丙烯酸乳液20份、表面包覆的100目硅藻土20份、表面包覆的325目硅藻土30份、800目轻钙13.5份、分散剂5040 0.2份、矿物油消泡剂NXZ 0.15份、pH调节剂AMP95 0.4份、碱溶胀增稠剂DR72 1.1份、成膜助剂醇酯十二0.65份、水16份、6mm玻璃纤维2份；

含硅藻土保温涂料的制备方法，具体步骤同实施例4。

采用平板导热仪法测试导热系数为0.065(m·k)。

对比例1

一种含硅藻土保温涂料，包括以下重量份的组分：水性丙烯酸乳液25份、未经表面包覆的100目硅藻土20份、800目轻钙10份、分散剂5040 0.1份、矿物油消泡剂NXZ 0.1份、pH调节剂AMP95 0.5份、碱溶胀增稠剂DR72 0.6份、成膜助剂醇酯十二0.7份、水43份；

含硅藻土保温涂料的制备方法，具体制备步骤同实施例1。

实施例1~8和对比例1所制得的保温涂料，采用平板导热仪法分别制备直径5cm、厚度2mm的圆片，测试50℃时的导热系数。

实施例1和对比例1所制得的保温涂料，采用拉开法测试附着力：分别涂刷在1平方米的钢板表面，施工厚度5mm，自然条件下考察其表干和实干时间。

含硅藻土的保温涂料组分和性能测试表：

通过对比例1和实施例1的性能测试结果发现，由于未表面包覆的硅藻土存在大量开口气孔，致使硅藻土容易吸收水和胶黏剂，所以对比例1中需要更多的粘结剂和水分才能保证施工性和附着力，造成表干时间和实干时间成倍提高，导热系数也明显增加，极大地影响了施工效率和保温效果，说明本发明中，将硅藻土用玻璃粉进行表面包覆，不仅能降低粘结剂和水用量，极大减少了表干时间和实干时间，提高了施工效率，还降低了导热系数，提高了附着力，提高了涂料的保温效果和附着效果。

通过实施例6~8和实施例1对比，其区别在于实施例6~8采用不同粒度的硅藻土颗粒混合使用，实施例6~8的导热系数明显低于实施例1，说明不同粒度的硅藻土通过颗粒级配，可以降低涂料的导热系数，提升保温效果。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种含硅藻土保温涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：水性丙烯酸乳液10~25份，硅藻土20~50份，填料10~15份，助剂2~3.5份，水15~45份；所述硅藻土为在硅藻土颗粒表面喷洒羧甲基纤维素钠溶液后包裹上玻璃细粉，再经烘干，烧结，冷却后得到的表面封闭的硅藻土。

2.根据权利要求1所述的一种含硅藻土保温涂料，其特征在于，所述硅藻土颗粒为二氧化硅体积分数不低于90%的硅藻土。

3.根据权利要求1所述的一种含硅藻土保温涂料，其特征在于，所述硅藻土颗粒粒度为100~350目；

优选地，所述硅藻土由100目硅藻土和325目硅藻土以质量比1:1~1.5组成。

4.根据权利要求1所述的一种含硅藻土保温涂料，其特征在于，所述填料包括轻钙、滑石粉、云母中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种含硅藻土保温涂料，其特征在于，所述含硅藻土保温涂料还包括玻璃纤维。

6.根据权利要求5所述的一种含硅藻土保温涂料，其特征在于，所述玻璃纤维长度为4~6mm。

7.根据权利要求1所述的一种含硅藻土保温涂料，其特征在于，所述助剂包括分散剂、消泡剂、pH调节剂、增稠剂、成膜助剂中的一种或多种。

8.根据权利要求7所述的一种含硅藻土保温涂料，其特征在于，所述增稠剂为碱溶胀增稠剂、聚氨酯类增稠剂中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的一种含硅藻土保温涂料，其特征在于，所述玻璃细粉的粒度为1万目。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种含硅藻土保温涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

先将水、水性丙烯酸乳液搅拌混合，再加入硅藻土、填料、助剂进行搅拌混合，制得一种含硅藻土的保温涂料。