CN118165595B - 一种保温隔热涂料及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种保温隔热涂料及其应用，所述涂料包括底漆和面漆；其中，以重量份计，面漆由以下原料制备得到：40～80份丙烯酸乳液、10～30份水、10～25份复合填料、0.1～0.5份流平剂、0.1～0.5份消泡剂；其中，以重量份计，底漆由以下原料制备得到：50～80份水性聚氨酯、10～15份改性粒子、10～20份水、0.5～1份分散剂、0.5～1份成膜助剂。本发明提供的保温隔热涂料，以常见的填料和乳液为原料，成本相对可控，且防水、保温隔热综合性能佳，具有较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于保温隔热涂料制备技术领域，具体涉及一种保温隔热涂料及其应用。
背景技术
节能降耗、提高经济效益是工业、建筑业健康可持续发展的目标；相应地，保温隔热涂料在建筑外墙、石油化工、冶金工业等领域得到了广泛的使用。在建筑领域，常用的隔热涂料有反射型隔热涂料、阻隔型隔热涂料、辐射型隔热涂料、复合型隔热涂料等。无论是哪类涂料，在环保日趋严格的大背景下，环保型隔热涂料的开发十分重要。
在隔热涂料中，常添加一些填料粒子以改善涂料的性能，如气相二氧化硅、蒙脱土陶瓷纤维等，如专利文献CN102358814B提供了一种水性蒙脱土纳米复合隔热保温防水涂料，充分利用了蒙脱土的优良性能；专利文献CN101659801A提供的隔热保温防水耐火耐高温涂料，使用到了硅酸铝空心微珠；专利文献CN102352164B提供的新型隔热保温建筑涂料中，以中空玻璃为主和三氧化二铁细分为功能填料；专利文献CN107201067B提供的耐高温隔热保温涂料则使用到了包括α-氧化铝微珠、短陶瓷纤维、钠基膨润土等多种填料。上述文献中在填料的使用上，对于填料的改性相对较弱，而填料本身的分散性(易团聚性)会极大的涂料的性能。
此外，建筑外墙使用的隔热保温涂料面临着雨、雪等各类极端天气，保证涂料的防水性对于提高涂料的使用寿命具有非常重要的现实意义。
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温隔热涂料及其应用，保温隔热效果好，兼具一定的防水性能。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
首先，本发明提供一种保温隔热涂料，包括底漆和面漆；
其中，以重量份计，面漆由以下原料制备得到：40～80份丙烯酸乳液、10～30份水、10～25份复合填料、0.1～0.5份流平剂、0.1～0.5份消泡剂；
其中，以重量份计，底漆由以下原料制备得到：50～80份水性聚氨酯、10～15份改性粒子、10～20份水、0.5～1份分散剂、0.5～1份成膜助剂；
其中，所述复合填料的制备包括如下步骤：
S11、将粉煤灰用硫酸溶液浸泡处理后进行洗涤干燥，然后加入至氢氧化钠溶液中进行搅拌反应；反应完成后进行晶化处理，晶化完成后，经过滤、洗涤、干燥处理，得预改性填料；
S12、将步骤S11中所得预改性填料与滑石粉按照质量比1：0.4～0.8加入到水中，25～30℃下搅拌1～6h，后经过滤、干燥处理，即得复合填料。
作为本发明优选的方案，步骤S11中，硫酸溶液的浓度为1～2mol/L；氢氧化钠溶液的浓度为1.5～2.5mol/L；粉煤灰与氢氧化钠溶液的用量比为1g：8～12mL；
搅拌反应温度为80～120℃，反应时间为4～8h；
晶化处理温度为90～110℃，时间为8～24h。
作为本发明优选的方案，所述改性粒子的制备包括如下步骤：
S21、将氨水和无水乙醇混合后得到混合溶液；随后向混合溶液中缓慢加入正硅酸乙酯，搅拌后进行过滤、真空干燥处理，得一次干燥产物；随后将所述一次干燥产物加入到去离子水中，搅拌均匀后再加入聚乙二醇，再次搅拌均匀后经干燥处理，得二次干燥产物；随后将所得二次干燥产物进行煅烧处理，即得预改性二氧化硅；
S22、将步骤S21所得预改性二氧化硅加入到N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，超声分散处理后再加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷和丁二酸酐，搅拌条件下反应；反应完成后离心分离，经洗涤、干燥处理，即得改性二氧化硅；
S23、将二氧化钛加入到双氧水溶液中，调节体系pH值至9～11，随后进行反应；反应完成后，经过滤、洗涤、干燥处理，即得改性二氧化钛；
S24、将步骤S22所得改性二氧化硅和步骤S23所得改性二氧化钛加入到去离子水中，搅拌处理，随后经过滤、干燥处理，即得改性粒子。
作为本发明优选的方案，步骤S21中，氨水、无水乙醇、正硅酸乙酯的体积比为1：1～4：0.2～0.4；
加入正硅酸乙酯后的搅拌时间为1～5h；
一次干燥产物、去离子水、聚乙二醇的质量比为15～25：100：0.15～0.5；
煅烧处理温度为800～850℃，煅烧时间为2～8h。
作为本发明优选的方案，步骤S22中，预改性二氧化硅、N,N-二甲基甲酰胺溶剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和丁二酸酐的用量比为0.1～0.2g：10mL：0.4～0.8：0.2～0.5g；
超声分散处理功率为100W，处理时间为10～30min；
反应温度为30～35℃，反应时间为2～8h。
作为本发明优选的方案，步骤S23中，双氧水溶液中过氧化氢和水的体积比为1：2.5；
反应温度为45～55℃，反应时间为4～12h。
作为本发明优选的方案，步骤S24中，改性二氧化硅和改性二氧化钛的质量比为1：0.5～2；
搅拌处理温度为30～35℃，处理时间为1～6h。
作为本发明优选的方案，所述面漆的制备包括如下步骤：搅拌条件下按用量向水中加入流平剂、消泡剂、复合填料，随后再加入丙烯酸乳液，再次搅拌均匀后，即可。
作为本发明优选的方案，所述底漆的制备包括如下步骤：搅拌条件下按用量向水中加入分散剂、成膜助剂和改性粒子，随后再加入水性聚氨酯，再次搅拌均匀后，即可。
其次，本发明还希望保护上述保温隔热涂料在包括建筑外墙以内的各领域中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的一种保温隔热涂料，由底漆和面漆构成；面漆起到防水、隔热之功效，底漆起到保温隔热之功效，二者相互配合，使得保温隔热的效果最佳。
本发明提供的面漆以常见的丙烯酸乳液为主要成膜物质，添加流平剂、消泡剂加以改善成膜性能；此外，还添加有复合填料以提高面漆的防水、隔热之性能；具体来说：选用常见的粉煤灰和滑石粉进行复配使用，成本可控；在使用过程中首先对粉煤灰进行沸石化处理，改善其孔道结构和活性，一方面有利于后续滑石粉的吸附、复配；另一方面沸石化粉煤灰丰富的孔隙结构导热系数小，能够起到很好的隔热之功效；其次，将沸石化的粉煤灰与滑石粉进行复配，降低了滑石粉的团聚倾向，同时复合填料填充至乳液孔隙内，起到吸附水的功效，减缓水流至底漆，起到防水之功效；此外，滑石粉本身具有一定的耐高温、阻燃之功效，作为面漆使用能够保证了涂层的使用寿命；
本发明提供的底漆以常见的水性聚氨酯为成膜物质，添加了特定的改性粒子以提高底漆的保温隔热之功效。二氧化硅和二氧化钛本身来说是非常好的保温隔热粒子(二氧化钛还能抗紫外线)，二者能够提高乳液的成膜性能，并起到一定的保温隔热效果，但是，二者直接使用会存在着易团聚、性能待改善等不足，为了提高二者使用的综合性能，本发明做了相应的改进处理，具体来说：首先在制得改性二氧化硅的过程中使用了聚乙二醇，聚乙二醇的添加保证了二氧化硅孔隙结构的丰富性和低团聚倾向性；接着，对初步改性的二氧化硅进行羧基化处理，这一处理改善二氧化硅活性的同时，所引入的羧基基团有利于和后续的二氧化钛粒子进行作用、复配；接着在二氧化钛的改性过程，使用氧化剂改性处理在表面以引入羟基基团，其与羧基化改性的二氧化硅经过共混处理后能够性能氢键作用，形成较大的网络体系，提高了改性粒子在乳液中分散的均匀性和填充的密实性，提高了底漆的成膜性能，降低了热量进一步的传导，提高了保温隔热效果。
总之，本发明提供的保温隔热涂料，以常见的填料和乳液为原料，成本相对可控，且防水、保温隔热综合性能佳，具有较好的应用前景。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所有实施例均是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
丙烯酸乳液，牌号为BLJ-965，购自上海保立佳化工有限公司；当然，也可以使用其他牌号的同类型丙烯酸乳液；
水性聚氨酯，可选用常见的聚氨酯产品，如本发明实施例中使用的DISPERCOLLU53，也可使用其他牌号的同类型水性聚氨酯；
成膜助剂，牌号为OE-300，美国伊士曼化工公司产；
分散剂，牌号为SN 5040，德国科宁公司产；
流平剂，牌号BYK-3550，毕克化学产；
消泡剂，牌号为BYK-141，毕克化学产；
聚乙二醇为PEG200；
氨水浓度为25％；
粉煤灰为外采购，主要成分为二氧化硅、氧化铝和氧化铁等。
实施例1
一种保温隔热涂料，包括底漆和面漆；
其中，以重量计，面漆由以下原料制备得到：60g丙烯酸乳液、15g水、20g复合填料、0.3g流平剂、0.3g消泡剂；
其中，以重量计，底漆由以下原料制备得到：55g水性聚氨酯、12g改性粒子、15g水、0.4g分散剂、0.6g成膜助剂；
其中，所述复合填料的制备包括如下步骤：
S11、将10g粉煤灰用1mol/L硫酸溶液浸泡处理后进行洗涤干燥，然后加入至100mL2mol/L氢氧化钠溶液中于100℃下搅拌反应6h；反应完成后于100℃下晶化18h，晶化完成后，经过滤、洗涤、干燥处理，得预改性填料；
S12、将步骤S11中所得预改性填料与滑石粉按照质量比1：0.5加入到水中，25℃下搅拌3h，后经过滤、干燥处理，即得复合填料。
其中，所述改性粒子的制备包括如下步骤：
S21、将氨水和无水乙醇混合后得到混合溶液；随后向混合溶液中缓慢加入正硅酸乙酯，搅拌2h后进行过滤、真空干燥处理，得一次干燥产物；随后将所述一次干燥产物加入到去离子水中，搅拌均匀后再加入聚乙二醇，再次搅拌均匀后经干燥处理，得二次干燥产物；随后将所得二次干燥产物于805℃下煅烧处理4h，即得预改性二氧化硅；
S22、将步骤S21所得预改性二氧化硅加入到N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，100W功率下超声分散处理15min后再加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷和丁二酸酐，搅拌条件于30℃下反应4h；反应完成后离心分离，经洗涤、干燥处理，即得改性二氧化硅；
S23、将二氧化钛加入到双氧水溶液(过氧化氢和水的体积比为1：2.5)中，用硅酸钠调节体系pH值至10，随后于50℃下反应8h；反应完成后，经过滤、洗涤、干燥处理，即得改性二氧化钛；
S24、按照质量比1：0.8，将步骤S22所得改性二氧化硅和步骤S23所得改性二氧化钛加入到100mL去离子水中，搅拌处理，随后经过滤、干燥处理，即得改性粒子。
其中，步骤S21中，氨水、无水乙醇、正硅酸乙酯的体积比为1：2：0.3；一次干燥产物、去离子水、聚乙二醇的质量比为20：100：0.25。
其中，步骤S22中，预改性二氧化硅、N,N-二甲基甲酰胺溶剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和丁二酸酐的用量比为0.15g：10mL：0.5：0.3g。
其中，所述面漆的制备包括如下步骤：搅拌条件下按用量向水中加入流平剂、消泡剂、复合填料，随后再加入丙烯酸乳液，再次搅拌均匀后，即可。
其中，所述底漆的制备包括如下步骤：搅拌条件下按用量向水中加入分散剂、成膜助剂和改性粒子，随后再加入水性聚氨酯，再次搅拌均匀后，即可。
实施例2
一种保温隔热涂料，包括底漆和面漆；
其中，以重量计，面漆由以下原料制备得到：65g丙烯酸乳液、15g水、18g复合填料、0.25g流平剂、0.32g消泡剂；
其中，以重量计，底漆由以下原料制备得到：60g水性聚氨酯、13g改性粒子、15g水、0.5g分散剂、0.5g成膜助剂；
其中，所述复合填料的制备包括如下步骤：
S11、将10g粉煤灰用1.2mol/L硫酸溶液浸泡处理后进行洗涤干燥，然后加入至100mL2.1mol/L氢氧化钠溶液中于100℃下搅拌反应6h；反应完成后于100℃下晶化16h，晶化完成后，经过滤、洗涤、干燥处理，得预改性填料；
S12、将步骤S11中所得预改性填料与滑石粉按照质量比1：0.4加入到水中，25℃下搅拌4h，后经过滤、干燥处理，即得复合填料。
其中，所述改性粒子的制备包括如下步骤：
S21、将氨水和无水乙醇混合后得到混合溶液；随后向混合溶液中缓慢加入正硅酸乙酯，搅拌2h后进行过滤、真空干燥处理，得一次干燥产物；随后将所述一次干燥产物加入到去离子水中，搅拌均匀后再加入聚乙二醇，再次搅拌均匀后经干燥处理，得二次干燥产物；随后将所得二次干燥产物于810℃下煅烧处理4h，即得预改性二氧化硅；
S22、将步骤S21所得预改性二氧化硅加入到N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，100W功率下超声分散处理20min后再加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷和丁二酸酐，搅拌条件于30℃下反应4h；反应完成后离心分离，经洗涤、干燥处理，即得改性二氧化硅；
S23、将二氧化钛加入到双氧水溶液(过氧化氢和水的体积比为1：2.5)中，用硅酸钠调节体系pH值至10，随后于50℃下反应6h；反应完成后，经过滤、洗涤、干燥处理，即得改性二氧化钛；
S24、按照质量比1：0.9，将步骤S22所得改性二氧化硅和步骤S23所得改性二氧化钛加入到100mL去离子水中，搅拌处理，随后经过滤、干燥处理，即得改性粒子。
其中，步骤S21中，氨水、无水乙醇、正硅酸乙酯的体积比为1：2.5：0.32；一次干燥产物、去离子水、聚乙二醇的质量比为22：100：0.25。
其中，步骤S22中，预改性二氧化硅、N,N-二甲基甲酰胺溶剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和丁二酸酐的用量比为0.16g：10mL：0.45：0.35g。
其中，所述面漆的制备包括如下步骤：搅拌条件下按用量向水中加入流平剂、消泡剂、复合填料，随后再加入丙烯酸乳液，再次搅拌均匀后，即可。
其中，所述底漆的制备包括如下步骤：搅拌条件下按用量向水中加入分散剂、成膜助剂和改性粒子，随后再加入水性聚氨酯，再次搅拌均匀后，即可。
实施例3
一种保温隔热涂料，包括底漆和面漆；
其中，以重量计，面漆由以下原料制备得到：62g丙烯酸乳液、15g水、17g复合填料、0.28g流平剂、0.28g消泡剂；
其中，以重量计，底漆由以下原料制备得到：60g水性聚氨酯、11g改性粒子、15g水、0.55g分散剂、0.45g成膜助剂；
其中，所述复合填料的制备包括如下步骤：
S11、将10g粉煤灰用1.2mol/L硫酸溶液浸泡处理后进行洗涤干燥，然后加入至100mL1.8mol/L氢氧化钠溶液中于100℃下搅拌反应5h；反应完成后于100℃下晶化20h，晶化完成后，经过滤、洗涤、干燥处理，得预改性填料；
S12、将步骤S11中所得预改性填料与滑石粉按照质量比1：0.6加入到水中，25℃下搅拌3h，后经过滤、干燥处理，即得复合填料。
其中，所述改性粒子的制备包括如下步骤：
S21、将氨水和无水乙醇混合后得到混合溶液；随后向混合溶液中缓慢加入正硅酸乙酯，搅拌2h后进行过滤、真空干燥处理，得一次干燥产物；随后将所述一次干燥产物加入到去离子水中，搅拌均匀后再加入聚乙二醇，再次搅拌均匀后经干燥处理，得二次干燥产物；随后将所得二次干燥产物于800℃下煅烧处理5h，即得预改性二氧化硅；
S22、将步骤S21所得预改性二氧化硅加入到N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，100W功率下超声分散处理15min后再加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷和丁二酸酐，搅拌条件于30℃下反应3h；反应完成后离心分离，经洗涤、干燥处理，即得改性二氧化硅；
S23、将二氧化钛加入到双氧水溶液(过氧化氢和水的体积比为1：2.5)中，用硅酸钠调节体系pH值至10，随后于50℃下反应4h；反应完成后，经过滤、洗涤、干燥处理，即得改性二氧化钛；
S24、按照质量比1：1，将步骤S22所得改性二氧化硅和步骤S23所得改性二氧化钛加入到100mL去离子水中，搅拌处理，随后经过滤、干燥处理，即得改性粒子。
其中，步骤S21中，氨水、无水乙醇、正硅酸乙酯的体积比为1：2：0.28；一次干燥产物、去离子水、聚乙二醇的质量比为21：100：0.25。
其中，步骤S22中，预改性二氧化硅、N,N-二甲基甲酰胺溶剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和丁二酸酐的用量比为0.14g：10mL：0.48g：0.3g。
其中，所述面漆的制备包括如下步骤：搅拌条件下按用量向水中加入流平剂、消泡剂、复合填料，随后再加入丙烯酸乳液，再次搅拌均匀后，即可。
其中，所述底漆的制备包括如下步骤：搅拌条件下按用量向水中加入分散剂、成膜助剂和改性粒子，随后再加入水性聚氨酯，再次搅拌均匀后，即可。
对比例1
与实施例1相比，对比例1中面漆复合填料中的粉煤灰不经过改性，即省略步骤S11,其他处理均相同。具体来说，一种保温隔热涂料，包括底漆和面漆；
其中，以重量计，面漆由以下原料制备得到：60g丙烯酸乳液、15g水、20g复合填料、0.3g流平剂、0.3g消泡剂；
其中，以重量计，底漆由以下原料制备得到：55g水性聚氨酯、12g改性粒子、15g水、0.4g分散剂、0.6g成膜助剂；
其中，所述复合填料的制备包括如下步骤：
S11、将粉煤灰与滑石粉按照质量比1：0.5加入到水中，25℃下搅拌3h，后经过滤、干燥处理，即得复合填料。
其中，所述改性粒子的制备包括如下步骤：
S21、将氨水和无水乙醇混合后得到混合溶液；随后向混合溶液中缓慢加入正硅酸乙酯，搅拌2h后进行过滤、真空干燥处理，得一次干燥产物；随后将所述一次干燥产物加入到去离子水中，搅拌均匀后再加入聚乙二醇，再次搅拌均匀后经干燥处理，得二次干燥产物；随后将所得二次干燥产物于805℃下煅烧处理4h，即得预改性二氧化硅；
S22、将步骤S21所得预改性二氧化硅加入到N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，100W功率下超声分散处理15min后再加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷和丁二酸酐，搅拌条件于30℃下反应4h；反应完成后离心分离，经洗涤、干燥处理，即得改性二氧化硅；
S23、将二氧化钛加入到双氧水溶液(过氧化氢和水的体积比为1：2.5)中，用硅酸钠调节体系pH值至10，随后于50℃下反应8h；反应完成后，经过滤、洗涤、干燥处理，即得改性二氧化钛；
S24、按照质量比1：0.8，将步骤S22所得改性二氧化硅和步骤S23所得改性二氧化钛加入到100mL去离子水中，搅拌处理，随后经过滤、干燥处理，即得改性粒子。
其中，步骤S21中，氨水、无水乙醇、正硅酸乙酯的体积比为1：2：0.3；一次干燥产物、去离子水、聚乙二醇的质量比为20：100：0.25。
其中，步骤S22中，预改性二氧化硅、N,N-二甲基甲酰胺溶剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和丁二酸酐的用量比为0.15g：10mL：0.5：0.3g。
其中，所述面漆的制备包括如下步骤：搅拌条件下按用量向水中加入流平剂、消泡剂、复合填料，随后再加入丙烯酸乳液，再次搅拌均匀后，即可。
其中，所述底漆的制备包括如下步骤：搅拌条件下按用量向水中加入分散剂、成膜助剂和改性粒子，随后再加入水性聚氨酯，再次搅拌均匀后，即可。
对比例2
和实施例1相比，本对比例中底漆的改性粒子制备中不进行二氧化硅的再改性，即省略步骤S22，其他均相同。具体来说，一种保温隔热涂料，包括底漆和面漆；
其中，以重量计，面漆由以下原料制备得到：60g丙烯酸乳液、15g水、20g复合填料、0.3g流平剂、0.3g消泡剂；
其中，以重量计，底漆由以下原料制备得到：55g水性聚氨酯、12g改性粒子、15g水、0.4g分散剂、0.6g成膜助剂；
其中，所述复合填料的制备包括如下步骤：
S11、将10g粉煤灰用1mol/L硫酸溶液浸泡处理后进行洗涤干燥，然后加入至100mL2mol/L氢氧化钠溶液中于100℃下搅拌反应6h；反应完成后于100℃下晶化18h，晶化完成后，经过滤、洗涤、干燥处理，得预改性填料；
S12、将步骤S11中所得预改性填料与滑石粉按照质量比1：0.5加入到水中，25℃下搅拌3h，后经过滤、干燥处理，即得复合填料。
其中，所述改性粒子的制备包括如下步骤：
S21、将氨水和无水乙醇混合后得到混合溶液；随后向混合溶液中缓慢加入正硅酸乙酯，搅拌2h后进行过滤、真空干燥处理，得一次干燥产物；随后将所述一次干燥产物加入到去离子水中，搅拌均匀后再加入聚乙二醇，再次搅拌均匀后经干燥处理，得二次干燥产物；随后将所得二次干燥产物于805℃下煅烧处理4h，即得预改性二氧化硅；
S22、将二氧化钛加入到双氧水溶液(过氧化氢和水的体积比为1：2.5)中，用硅酸钠调节体系pH值至10，随后于50℃下反应8h；反应完成后，经过滤、洗涤、干燥处理，即得改性二氧化钛；
S23、按照质量比1：0.8，将步骤S21所得预改性二氧化硅和步骤S22所得改性二氧化钛加入到100mL去离子水中，搅拌处理，随后经过滤、干燥处理，即得改性粒子。
其中，步骤S21中，氨水、无水乙醇、正硅酸乙酯的体积比为1：2：0.3；一次干燥产物、去离子水、聚乙二醇的质量比为20：100：0.25。
其中，所述面漆的制备包括如下步骤：搅拌条件下按用量向水中加入流平剂、消泡剂、复合填料，随后再加入丙烯酸乳液，再次搅拌均匀后，即可。
其中，所述底漆的制备包括如下步骤：搅拌条件下按用量向水中加入分散剂、成膜助剂和改性粒子，随后再加入水性聚氨酯，再次搅拌均匀后，即可。
对比例3
本对比例和实施例1相比不进行二氧化钛的改性，即省略步骤S23，其他均相同。具体来说，一种保温隔热涂料，包括底漆和面漆；
其中，以重量计，面漆由以下原料制备得到：60g丙烯酸乳液、15g水、20g复合填料、0.3g流平剂、0.3g消泡剂；
其中，以重量计，底漆由以下原料制备得到：55g水性聚氨酯、12g改性粒子、15g水、0.4g分散剂、0.6g成膜助剂；
其中，所述复合填料的制备包括如下步骤：
S11、将10g粉煤灰用1mol/L硫酸溶液浸泡处理后进行洗涤干燥，然后加入至100mL2mol/L氢氧化钠溶液中于100℃下搅拌反应6h；反应完成后于100℃下晶化18h，晶化完成后，经过滤、洗涤、干燥处理，得预改性填料；
S12、将步骤S11中所得预改性填料与滑石粉按照质量比1：0.5加入到水中，25℃下搅拌3h，后经过滤、干燥处理，即得复合填料。
其中，所述改性粒子的制备包括如下步骤：
S21、将氨水和无水乙醇混合后得到混合溶液；随后向混合溶液中缓慢加入正硅酸乙酯，搅拌2h后进行过滤、真空干燥处理，得一次干燥产物；随后将所述一次干燥产物加入到去离子水中，搅拌均匀后再加入聚乙二醇，再次搅拌均匀后经干燥处理，得二次干燥产物；随后将所得二次干燥产物于805℃下煅烧处理4h，即得预改性二氧化硅；
S22、将步骤S21所得预改性二氧化硅加入到N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，100W功率下超声分散处理15min后再加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷和丁二酸酐，搅拌条件于30℃下反应4h；反应完成后离心分离，经洗涤、干燥处理，即得改性二氧化硅；
S23、按照质量比1：0.8，将步骤S22所得改性二氧化硅和二氧化钛加入到100mL去离子水中，搅拌处理，随后经过滤、干燥处理，即得改性粒子。
其中，步骤S21中，氨水、无水乙醇、正硅酸乙酯的体积比为1：2：0.3；一次干燥产物、去离子水、聚乙二醇的质量比为20：100：0.25。
其中，步骤S22中，预改性二氧化硅、N,N-二甲基甲酰胺溶剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和丁二酸酐的用量比为0.15g：10mL：0.5：0.3g。
其中，所述面漆的制备包括如下步骤：搅拌条件下按用量向水中加入流平剂、消泡剂、复合填料，随后再加入丙烯酸乳液，再次搅拌均匀后，即可。
其中，所述底漆的制备包括如下步骤：搅拌条件下按用量向水中加入分散剂、成膜助剂和改性粒子，随后再加入水性聚氨酯，再次搅拌均匀后，即可。
对上述相关底漆、面漆和涂料进行性能测试，具体方法如下：
防水性能：对实施例1和对比例1制得面漆进行防水性能测试，测试参照JC/T 864-2023进行，测试条件为：0.3MPa，30min。
保温隔热性能：
1)对面漆和底漆分别进行保温隔热性能测试，测试方法如下：将实施例1、对比例1～3制备得到的对应漆料涂抹于规格相同的马口铁板(330×300×3mm)上，形成厚度为200μm左右的涂层(必要时进行活化处理以加快涂层的固化)；随后将马口铁板垂直放在250℃左右马弗炉开口处，涂层背向马弗炉。利用红外测温仪进行涂层的温度测试，处理开始时测试温度，记为T1；处理15min后，再次进行测试，记为T2。每次测试取10个点，求平均值。测试完成后，计算(T2-T1)的数值。
2)对所得涂料进行保温隔热性能测试，测试方法如下：先将实施例1、对比例1～3制备得到的底漆参照上述方法在马口铁口上进行涂覆，涂覆厚度100μm(必要时进行活化处理以加快涂层的固化)；随后再将实施例1、对比例1～3制备得到的面漆参照上述方法在马口铁口上进行涂覆，涂覆厚度100μm；随后进行测试，测试方法同前述部分。
测试结果见表1所示。
表1性能测试结果
注：表中“/”表示未进行测试。
可以看出，本发明制备得到的面漆、底漆均具有一定的保温隔热性能，所得涂料还兼具一定的防水功能，能够延长涂料的使用寿命，具有一定的应用前景。
在上述保温隔热涂料测试过程中，观察实施例1的面漆、底漆和涂料涂覆后的外观，外观均平整、光滑。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种保温隔热涂料，其特征在于，包括底漆和面漆；
其中，以重量份计，面漆由以下原料制备得到：40~80份丙烯酸乳液、10~30份水、10~25份复合填料、0.1~0.5份流平剂、0.1~0.5份消泡剂；
其中，以重量份计，底漆由以下原料制备得到：50~80份水性聚氨酯、10~15份改性粒子、10~20份水、0.5~1份分散剂、0.5~1份成膜助剂；
其中，所述复合填料的制备包括如下步骤：
S11、将粉煤灰用硫酸溶液浸泡处理后进行洗涤干燥，然后加入至氢氧化钠溶液中进行搅拌反应；反应完成后进行晶化；晶化完成后，经过滤、洗涤、干燥处理，得预改性填料；
S12、将步骤S11中所得预改性填料与滑石粉按照质量比1：0.4~0.8加入到水中，25~30℃下搅拌1~6 h，后经过滤、干燥处理，即得复合填料；
其中，所述改性粒子的制备包括如下步骤：
S21、将氨水和无水乙醇混合后得到混合溶液；随后向混合溶液中缓慢加入正硅酸乙酯，搅拌后进行过滤、真空干燥处理，得一次干燥产物；随后将所述一次干燥产物加入到去离子水中，搅拌均匀后再加入聚乙二醇，再次搅拌均匀后经干燥处理，得二次干燥产物；随后将所得二次干燥产物进行煅烧处理，即得预改性二氧化硅；
S22、将步骤S21所得预改性二氧化硅加入到N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，超声分散处理后再加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷和丁二酸酐，搅拌条件下反应；反应完成后离心分离，经洗涤、干燥处理，即得改性二氧化硅；
S23、将二氧化钛加入到双氧水溶液中，调节体系pH值至9~11，随后进行反应；反应完成后，经过滤、洗涤、干燥处理，即得改性二氧化钛；
S24、将步骤S22所得改性二氧化硅和步骤S23所得改性二氧化钛加入到去离子水中，搅拌处理，随后经过滤、干燥处理，即得改性粒子；
其中，步骤S21中，氨水、无水乙醇、正硅酸乙酯的体积比为1：1~4：0.2~0.4；
加入正硅酸乙酯后的搅拌时间为1~5h；
一次干燥产物、去离子水、聚乙二醇的质量比为15~25：100：0.15~0.5；
煅烧处理温度为800~850℃，煅烧时间为2~8h；
其中，步骤S22中，预改性二氧化硅、N,N-二甲基甲酰胺溶剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和丁二酸酐的用量比为0.1~0.2g：10mL：0.4~0.8g：0.2~0.5g；
超声分散处理功率为100W，处理时间为10~30min；
反应温度为30~35℃，反应时间为2~8h。
2.根据权利要求1所述的一种保温隔热涂料，其特征在于，步骤S11中，硫酸溶液的浓度为1~2 mol/L；氢氧化钠溶液的浓度为1.5~2.5 mol/L；粉煤灰与氢氧化钠溶液的用量比为1g：8~12mL；
搅拌反应温度为80~120℃，反应时间为4~8h；
晶化温度为90~110℃，时间为8~24h。
3.根据权利要求1所述的一种保温隔热涂料，其特征在于，步骤S23中，双氧水溶液中过氧化氢和水的体积比为1：2.5；
反应温度为45~55℃，反应时间为4~12h。
4.根据权利要求1所述的一种保温隔热涂料，其特征在于，步骤S24中，改性二氧化硅和改性二氧化钛的质量比为1：0.5~2；
搅拌处理温度为30~35℃，处理时间为1~6h。
5.根据权利要求1所述的一种保温隔热涂料，其特征在于，所述面漆的制备包括如下步骤：搅拌条件下按用量向水中加入流平剂、消泡剂、复合填料，随后再加入丙烯酸乳液，再次搅拌均匀后，即可。
6.根据权利要求1所述的一种保温隔热涂料，其特征在于，所述底漆的制备包括如下步骤：搅拌条件下按用量向水中加入分散剂、成膜助剂和改性粒子，随后再加入水性聚氨酯，再次搅拌均匀后，即可。
7.一种权利要求1~6任一项所述保温隔热涂料在建筑外墙中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410398857.7A CN118165595B (zh) | 2024-04-03 | 2024-04-03 | 一种保温隔热涂料及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
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