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復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料及其制備方法

文章出處：網(wǎng)責(zé)任編輯：作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2023-12-06 13:29:00

本發(fā)明一方面提供一種復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料，包括如下重量份的各組份：水性丙烯酸乳液20-70份，顏填料15-35份，隔熱功能填料0-30份，水10-40份，分散劑1-5份，消泡劑1-5份，另一方面提供其制備方法，包括如下步驟：隔熱功能填料的預(yù)處理和隔熱涂料的制備。本發(fā)明所述一種復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料及其制備方法，可有效改善工作生活環(huán)境、節(jié)約能源和提高居住安全性、舒適性，其制備技術(shù)適用范圍廣，適用于包括混凝土(建筑物墻體)和鋼結(jié)構(gòu)(如工業(yè)建筑廠(chǎng)房、交通工具(汽車(chē)船舶高鐵)、工業(yè)管道與液化烴儲(chǔ)罐等)在內(nèi)的多種基體，應(yīng)用范圍廣，節(jié)能效果佳。

一種復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料及其制備方法

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隔熱保溫功能涂料領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，我國(guó)處于建設(shè)的鼎盛時(shí)期，公共建筑與商品住宅的高速發(fā)展，2004年我國(guó)峻工房屋面積20億m²，全世界第一，超過(guò)所有發(fā)達(dá)國(guó)家的峻工建筑面積總和，預(yù)計(jì)到2020年，全國(guó)建筑面積將超過(guò)700億m2。但是，我國(guó)的建筑節(jié)能水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后與發(fā)達(dá)國(guó)家，現(xiàn)有建筑中99％為高能耗建筑，新建及在建項(xiàng)目中95％仍屬高能耗建筑，建筑的單位面積能耗是國(guó)際上氣候條件相近的發(fā)達(dá)國(guó)家的2-3倍。在面對(duì)各種保溫隔熱材料的選擇中，建筑隔熱保溫涂料因經(jīng)濟(jì)、使用方便和隔熱效果好等優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越受到人們的青睞，運(yùn)用隔熱保溫涂料進(jìn)行涂裝是目前各國(guó)重點(diǎn)推廣的節(jié)能方法，發(fā)展前景十分廣闊。

物體的傳熱并非以某一種傳熱方式單獨(dú)進(jìn)行，而大多是導(dǎo)熱、對(duì)流、輻射三種方式綜合作用的結(jié)果。根據(jù)隔熱機(jī)理，隔熱涂料主要可分為阻隔型、反射型、輻射型三類(lèi)。目前，國(guó)內(nèi)硅酸鹽類(lèi)隔熱涂料是生產(chǎn)和使用最為廣泛的阻隔型隔熱涂料，反射型和輻射型隔熱涂料還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。具有協(xié)同隔熱效應(yīng)的復(fù)合型隔熱涂料的研究尚處于起步階段，絕大部分隔熱涂料只采用一種或兩種隔熱機(jī)理功能填料進(jìn)行配置，隔熱涂料主要存在隔熱機(jī)理單一、良好的隔熱效果與優(yōu)異的綜合性能難以平衡的矛盾。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供了一種復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料及其制備方法，集阻隔、反射、輻射三種隔熱功能為一體，其隔熱效果和綜合性能均較佳。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明一方面提供一種復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料，包括如下重量份的各組份：水性丙烯酸乳液20-70份，顏填料15-35份，隔熱功能填料0-30份，水10-40份，分散劑1-5份，消泡劑1-5份。

優(yōu)選的，所述顏填料為鈦白粉和云母粉中的一種或兩種的混合物。

進(jìn)一步，所述隔熱功能填料包括阻隔型隔熱功能填料、反射型隔熱功能填料和輻射型隔熱功能填料三種的混合物。

進(jìn)一步，所述阻隔型隔熱功能填料、反射型隔熱功能填料、輻射型隔熱功能填料的重量配比為15-50：40-75：5-25。

進(jìn)一步，所述阻隔型隔熱功能填料為閉孔珍珠巖、空心陶瓷微珠中的一種或兩種的混合；所述反射型隔熱功能填料為空心玻璃微珠、陶瓷微粉、二氧化鈦中的一種或至少兩種的混合；所述輻射型隔熱功能填料為納米級(jí)氧化錫、氧化錫銻、氧化鋅鋁中的一種或至少兩種的組合，其粒徑均在20-100nm。

進(jìn)一步，所述分散劑為硅烷偶聯(lián)劑、丙烯酸酯類(lèi)分散劑中的至少一種，硅烷偶聯(lián)劑例如KH570、KH560等；丙烯酸酯類(lèi)分散劑例如甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物等。

本發(fā)明另一方面提供一種復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料的制備方法，包括如下步驟：

(1)隔熱功能填料的預(yù)處理；

隔熱填料為粒徑小的無(wú)機(jī)粉體材料，一般具有較大的表面能，凝聚力強(qiáng)，易團(tuán)聚，尤其對(duì)于納米粒子填料，這種團(tuán)聚的二次粒子難以發(fā)揮其納米效應(yīng)，難以發(fā)揮納米粒子的隔熱優(yōu)勢(shì)，因此，為充分發(fā)揮隔熱功能填料的隔熱作用，必須對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，本發(fā)明采用物理和化學(xué)改性相結(jié)合的方法對(duì)隔熱填料粉體進(jìn)行預(yù)處理，首先選用合適的分散劑對(duì)粉體的表面進(jìn)行潤(rùn)濕分散，靜置浸泡一段時(shí)間后再采用機(jī)械攪拌和超聲分散相結(jié)合的方式將粉體均勻的分散，得到預(yù)處理好的隔熱功能填料漿料；

(2)隔熱涂料的制備：將預(yù)處理好的隔熱功能的填料漿料加入容器，按配方在攪拌器中以1500～1700r/min的速度低速攪拌均勻，再高速分散(轉(zhuǎn)速為3000-4000r/min)約30min，即得復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料。

按配比將顏填料，異佛爾酮，分散劑加入PVDF光油中，以1500～2000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌均勻后再以3000～4000rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌25-35min出料，即得隔熱節(jié)能型氟碳涂料漿料。

優(yōu)選的，所述預(yù)處理選用分散劑對(duì)粉體的表面進(jìn)行潤(rùn)濕分散，靜置浸泡后再采用機(jī)械攪拌和超聲分散相結(jié)合的方式將粉體均勻的分散。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明所述一種復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料及其制備方法，可有效改善工作生活環(huán)境、節(jié)約能源和提高居住安全性、舒適性，其制備技術(shù)適用范圍廣，適用于包括混凝土(建筑物墻體)和鋼結(jié)構(gòu)(如工業(yè)建筑廠(chǎng)房、交通工具(汽車(chē)船舶高鐵)、工業(yè)管道與液化烴儲(chǔ)罐等)在內(nèi)的多種基體，應(yīng)用范圍廣，節(jié)能效果佳。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1

1、隔熱功能填料的預(yù)處理

按如下配方稱(chēng)取各組份(重量份)：隔熱功能填料20份，水10份，分散劑2.5份。其中隔熱功能填料閉孔珍珠巖(阻隔型)，空心玻璃微珠(反射型)，納米ATO粉(輻射型)按照質(zhì)量比3：8：1混合而成。

按上述重量份將水和分散劑加入到隔熱功能填料中，靜置浸泡20min，對(duì)粉體的表面進(jìn)行潤(rùn)濕分散，機(jī)械攪拌20min后，超聲波分散30min將粉體均勻的分散，得到預(yù)處理好的隔熱功能填料漿料。

2、水性丙烯酸隔熱涂料的制備

按如下配方稱(chēng)取各組份(重量份)：水性丙烯酸乳液50份，鈦白粉15份，云母粉5份，隔熱功能填料漿料10份，水10-35份，分散劑2份，消泡劑3份。

按上述重量份將顏填料，隔熱功能填料漿料，顏填料，分散劑和消泡劑加入水性丙烯酸乳液中，低速(轉(zhuǎn)速為2000rpm)攪拌均勻后再以4000rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌約30分鐘，出料，即得復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料，隔熱溫差為℃。實(shí)施例2

本實(shí)施例基本與實(shí)施例1相同，其不同點(diǎn)在于，在隔熱功能填料的預(yù)處理時(shí)，隔熱功能填料閉孔珍珠巖(阻隔型)，空心玻璃微珠(反射型)，納米ATO粉(輻射型)按照質(zhì)量比3：15：3混合而成。

實(shí)施例3

1、隔熱功能填料的預(yù)處理

按如下配方稱(chēng)取各組份(重量份)：隔熱功能填料25份，水10g份，分散劑3份。其中隔熱功能填料空心陶瓷微珠(阻隔型)，空心玻璃微珠(反射型)，納米氧化錫(ITO)粉(輻射型)按照質(zhì)量比4：8：3混合而成。

2、水性丙烯酸隔熱涂料的制備

按如下配方稱(chēng)取各組份(重量份)：水性丙烯酸乳液60份，鈦白粉30份，隔熱功能填料漿料15份，水10-35份，分散劑3份，消泡劑3份。

按上述重量份將顏填料，隔熱功能填料漿料，顏填料，分散劑和消泡劑加入水性丙烯酸乳液中，低速(轉(zhuǎn)速為2000rpm)攪拌均勻后再以4000rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌約30分鐘，出料，即得復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料。

實(shí)施例4

本實(shí)施例基本與實(shí)施例3相同，其不同點(diǎn)在于，在制備水性丙烯酸隔熱涂料時(shí)，按如下配方稱(chēng)取各組份(重量份)：水性丙烯酸乳液60份，云母粉25份，隔熱功能填料漿料15份，水10-35份，分散劑3份，消泡劑3份。

實(shí)施例5

1、隔熱功能填料的預(yù)處理

按如下配方稱(chēng)取各組份(重量份)：隔熱功能填料30份，水15份，分散劑5份。其中隔熱功能填料閉孔珍珠巖(阻隔型)，陶瓷微粉(反射型)，納米ATO粉(輻射型)按照質(zhì)量比5：4：3混合而成。

2、水性丙烯酸隔熱涂料的制備

按如下配方稱(chēng)取各組份(重量份)：水性丙烯酸乳液60份，鈦白粉20份，云母粉10份，隔熱功能填料漿料20份，水10-35份，分散劑3份，消泡劑2份。

參照J(rèn)G/T235-2008標(biāo)準(zhǔn)，將所制備的隔熱涂料和空白樣(不含隔熱功能填料)涂料分別均勻涂布在鋁片上，自然干燥后，用自制裝置對(duì)試樣的隔熱效果進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明：復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料的隔熱溫差可達(dá)12.8-16.9℃。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，但是凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

1.一種復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料，其特征在于，包括如下重量份的各組份：水性丙烯酸乳液20-70份，顏填料15-35份，隔熱功能填料0-30份，水10-40份，分散劑1-5份，消泡劑1-5份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料，其特征在于，所述顏填料為鈦白粉和云母粉中的一種或兩種的混合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料，其特征在于，所述隔熱功能填料包括阻隔型隔熱功能填料、反射型隔熱功能填料和輻射型隔熱功能填料三種的混合物。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料，其特征在于，所述阻隔型隔熱功能填料、反射型隔熱功能填料、輻射型隔熱功能填料的重量配比為15-50：40-75：5-25。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料，其特征在于，所述阻隔型隔熱功能填料為閉孔珍珠巖、空心陶瓷微珠中的一種或兩種的混合；所述反射型隔熱功能填料為空心玻璃微珠、陶瓷微粉、二氧化鈦中的一種或至少兩種的混合；所述輻射型隔熱功能填料為納米級(jí)氧化錫、氧化錫銻、氧化鋅鋁中的一種或至少兩種的組合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料，其特征在于，所述分散劑為硅烷偶聯(lián)劑、丙烯酸酯類(lèi)分散劑中的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)隔熱功能填料的預(yù)處理；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料的制備方法，其特征在于，所述預(yù)處理選用分散劑對(duì)粉體的表面進(jìn)行潤(rùn)濕分散，靜置浸泡后再采用機(jī)械攪拌和超聲分散相結(jié)合的方式將粉體均勻的分散。