CN103468099A - 一种水性隔热保温防静电涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性隔热保温防静电涂料及其制备方法，属于隔热保温防护功能涂层技术领域。该涂料主要由环氧乳液、聚苯胺乳液、阳离子苯丙乳液、空心微珠、成膜交联助剂组成。本发明涂料由于采用环氧乳液与苯-丙乳液、聚苯胺乳液复合固化成膜，所以涂层具有良好的隔热保温、抗静电及电磁波、防腐蚀等功能。此外，本发明涂料制备工艺简单，成本低廉、实用性强，属于节能环保产品，因而具有广阔的应用前景。

Description

一种水性隔热保温防静电涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于隔热保温防护功能涂层技术领域，具体涉及一种水性隔热保温防静电涂料及其制备方法。 

发明内容

随着能源的紧缺，节能降耗材料引起了人们越来越多的关注。在涂料应用方面，具有隔热保温涂料通过有效地反射太阳光的能量，阻碍热量的热传导，从而起到隔热保温的效果，是一种有广阔前景的涂料，但是市场上大部分都是溶剂型的涂料,这种涂料不但对环境会造成污染,会人类身体健康也有不良影响,因此发展水性的环保隔热保温涂料是必然的趋势；水性具有隔热透明玻璃涂料应运而生，它还有一些不尽如人意的地方，如水性功能涂料存在附着力差、涂膜致密度低等缺陷，通常采用丙烯酸乳液为成膜物，如中国专利CN102086329A公开了以弹性丙烯酸乳液、环氧树脂、空心玻璃微珠、功能性填料等组成的一种透明玻璃隔热保温涂料，解决了水性无毒、防紫外线和红外线等问题，但是存在制备过程中环氧树脂难以与丙烯酸乳液直接相溶（必须要先乳化环氧树脂）、制备工艺复杂、没有防静电功能等缺点，另外丙烯酸乳液制备成本高、其本身低温易变脆,高温易发粘的不足，而苯丙乳液可以克服此缺点。 

目前，聚苯胺抗静电材料、聚苯胺金属防腐蚀材料、电磁屏蔽材料占80％以上，还可以作为添加剂与塑料、橡胶、纤维结合，制备出抗静电材料及电磁屏蔽材料，如何将聚苯胺在功能性水性涂料中的应用已成为此技术领域研究热门话题,如中国专利CN102604456A公开了一种光固化纳米聚苯胺～环氧丙烯酸树脂互穿网络防静电涂料，是先通过苯胺的原位聚合得到纳米级聚苯胺，再与环氧丙烯酸树脂的混合，此方法存在制备聚苯胺时需要二甲苯等有机溶剂，并且经过破乳、洗涤、分离、干燥等步骤复杂问题的不足，同时涂料中添加500～800目的填料也影响纳米级聚苯胺的使用效果。 

发明内容 

本发明目的在于提供一种适用范围广、制备工艺简单、隔热保温又能防静电的水性功能涂料。 

为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。 

本发明提供了一种水性隔热保温防静电涂料，该涂料以质量百分数计，其配方组成为： 

其中：所述环氧乳液是双酚A型环氧树脂制备的；所述聚苯胺乳液是采用混合掺杂剂正相微乳氧化法制备的；所述空心微珠是以SiO₂和Al2O₃为主要成分组成的空心微颗粒，其颗粒直径0.05—25um；所述成膜交联助剂是乙二醇***或乙二醇丁醚；所述分散稳定剂是醋丙乳液与5%聚乙烯醇的混合物；所述消泡剂是磷酸三丁酯。 

进一步的，所述分散稳定剂中醋丙乳液与5%聚乙烯醇的质量比是2:1。 

本发明同时提供了上述水性隔热保温防静电涂料的制备方法，该方法包括以下步骤： 

（1）在烧瓶中先将20～30g环氧乳液与20～30g阳离子苯丙乳液混合并加入10～15g去离子水，再加入4～6g的空心微珠在常温下搅拌15～20分钟，为乳液A； 

（2）在烧瓶中加入5～10g聚苯胺乳液，用等质量的去离子水稀释，搅拌均匀后再加入3～6g分散稳定剂，在常温下搅拌5～10分钟，为乳液B； 

（3）将乳液B倒入乳液A中充分搅拌均匀再分别加入1～2g成膜交联助剂、0.05～0.1g消泡剂和2～8g去离子水，在30～40℃下搅拌30分钟后得到目标产品:水性隔热保温防静电涂料。 

将所制备目标产品采用喷涂或刷涂的方法涂覆在玻璃、塑料或金属板材上作为隔热保温防辐射涂层，再检测涂膜的主要性能，具有隔热效果明显、涂膜的附着力、硬度、防水性能良好。 

如将所制备的水性隔热保温防静电涂料涂覆于玻璃上，完全干燥测涂膜性能可见表1： 

表1 本发明水性隔热保温防静电涂料主要性能 

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果： 

1、本发明涂料采用环氧乳液与苯丙乳液、聚苯胺乳液的复合固化成膜，目的是将其原料“各尽其才，扬长避短”。由于苯乙烯-丙烯酸树脂以良好的耐候性、保色性而受推崇，环氧树脂具有非常高的附着力和成膜的致密性能，再加上聚苯胺具有抗静电性能，颗粒直径在0.05—25um范围的空心微珠与复合乳液的科学复配，可以使成膜物与微细颗粒均匀涂膜致密而且交联密度增加，具体表现在涂膜的耐水、耐酸性能分别可达171h和50h,制备的水性涂料产生了意想不到的固化成膜效果及良好隔热保温防静电性能。且环境友好,能在常温下自干,使用效果极佳,克服了丙烯酸聚合物耐水性、耐沾污性差，同时也避免了环氧树脂涂膜耐候性、保色性差的弱点，从而达到相互“取长补短”的目的。 

2、由于采用添加复合纳米或亚纳米的空心微珠及聚苯胺微粒，涂膜干燥后，纳米因子会自动排列形成连续致密的隔热膜，有效阻止室内外能量的对流，具有优异的隔热、保温作用，因为掺杂的聚苯胺的存在，漆膜透明性能好，附着力高，抗刮耐磨有着高效隔热节能的成效，能有效的抗静电和屏蔽紫外线和反射红外线功能，避免人体和被涂物损害，真正起到“节能环保、经济健康”的作用。 

3、本发明的涂料既可以涂覆在玻璃、塑料制品、各种板材上又可用于金属或墙体表面上作为隔热保温防辐射涂料，具有广泛的应用价值。 

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步的描述，但本发明不局限于下述实施例。 

实施例1 

（1）在烧瓶先将25g环氧乳液与25g阳离子苯丙乳液混合并加10g去离子水，再加入5g空心微珠在常温下搅拌15～20分钟，为乳液A。 

（2）在烧瓶中加入8g聚苯胺乳和8g去离子水稀释，搅拌均匀再加入3g分散稳定剂，在常温下搅拌5～10分钟，为乳液B。 

（3）将乳液B倒入乳液A中充分搅拌均匀再分别加入1g乙二醇***、0.05g磷酸三丁酯和2g去离子水，在30～40℃下搅拌30分钟后得到目标产品水性隔热保温防静电涂料。 

实施例2 

（1）在烧瓶先将30g环氧乳液与20g阳离子苯丙乳液混合并加15g去离子水，再加入 5g空心微珠在常温下搅拌15～20分钟，为乳液A。 

（2）在烧瓶中加入8g聚苯胺乳和8g去离子水稀释，搅拌均匀再加入3g分散稳定剂，在常温下搅拌5～10分钟，为乳液B。 

（3）将乳液B倒入乳液A中充分搅拌均匀再分别加入2g乙二醇丁醚、01g磷酸三丁酯和7g去离子水，在30～40℃下搅拌30分钟后得到目标产品水性隔热保温防静电涂料。 

实施例3 

（1）在烧瓶先将20g环氧乳液与25g阳离子苯丙乳液混合并加10g去离子水，再加入4g空心微珠在常温下搅拌15～20分钟，为乳液A。 

（2）在烧瓶中加入5g聚苯胺乳和5g去离子水稀释，搅拌均匀再加入6g分散稳定剂，在常温下搅拌5～10分钟，为乳液B。 

（3）将乳液B倒入乳液A中充分搅拌均匀再分别加入2g乙二醇丁醚、0.08g磷酸三丁酯和5g去离子水，在30～40℃下搅拌30分钟后得到目标产品水性隔热保温防静电涂料。 

实施例4 

（1）在烧瓶先将25g环氧乳液与30g阳离子苯丙乳液混合并加15g去离子水，再加入6g空心微珠在常温下搅拌15～20分钟，为乳液A。 

（2）在烧瓶中加入10g聚苯胺乳和10g去离子水稀释，搅拌均匀再加入6g分散稳定剂，在常温下搅拌5～10分钟，为乳液B。 

（3）将乳液B倒入乳液A中充分搅拌均匀再分别加入2g乙二醇***、0.07g磷酸三丁酯和5g去离子水，在30～40℃下搅拌30分钟后得到目标产品水性隔热保温防静电涂料。 

实施例5 

（1）在烧瓶先将30g环氧乳液与20g阳离子苯丙乳液混合并加15g去离子水，再加入5g空心微珠在常温下搅拌15～20分钟，为乳液A。 

（2）在烧瓶中加入10g聚苯胺乳和10g去离子水稀释，搅拌均匀再加入4g分散稳定剂，在常温下搅拌5～10分钟，为乳液B。 

（3）将乳液B倒入乳液A中充分搅拌均匀再分别加入1g乙二醇***、0.09g磷酸三丁酯和5g去离子水，在30～40℃下搅拌30分钟后得到目标产品水性隔热保温防静电涂料。 

实施例6 

（1）在烧瓶先将20g环氧乳液与30g阳离子苯丙乳液混合并加10g去离子水，再加入5g空心微珠在常温下搅拌15～20分钟，为乳液A。 

（2）在烧瓶中加入5g聚苯胺乳和5g去离子水稀释，搅拌均匀再加入4g分散稳定剂，在常温下搅拌5～10分钟，为乳液B。 

（3）将乳液B倒入乳液A中充分搅拌均匀再分别加入1g乙二醇***、0.05g磷酸三丁酯和5g去离子水，在30～40℃下搅拌30分钟后得到目标产品水性隔热保温防静电涂料。 

实施例7 

（1）在烧瓶先将25g环氧乳液与20g阳离子苯丙乳液混合并加12.5g去离子水，再加入4g空心微珠在常温下搅拌15～20分钟，为乳液A。 

（2）在烧瓶中加入5g聚苯胺乳和5g去离子水稀释，搅拌均匀再加入4g分散稳定剂，在常温下搅拌5～10分钟，为乳液B。 

（3）将乳液B倒入乳液A中充分搅拌均匀再分别加入1g乙二醇***、0.1g磷酸三丁酯和7.5g去离子水，在30～40℃下搅拌30分钟后得到目标产品水性隔热保温防静电涂料。 

实施例8 

（1）在烧瓶先将30g环氧乳液与25g阳离子苯丙乳液混合并加12.5g去离子水，再加入4g空心微珠在常温下搅拌15～20分钟，为乳液A。 

（2）在烧瓶中加入7g聚苯胺乳7g去离子水稀释，搅拌均匀再加入5g分散稳定剂，在常温下搅拌5～10分钟，为乳液B。 

（3）将乳液B倒入乳液A中充分搅拌均匀再分别加入1g乙二醇丁醚、0.1g磷酸三丁酯和7.5g去离子水，在30～40℃下搅拌30分钟后得到目标产品水性隔热保温防静电涂料。 

表2实施例1～8制备的水性隔热保温防静电涂料的主要性能 

注：温度降低是指被涂物平面组成立方体内整体温度下降的温度。 

Claims (3)

1.一种水性隔热保温防静电涂料，其特征在于：该涂料以质量百分数计，其配方组成为：

其中：所述环氧乳液是双酚A型环氧树脂制备的；所述聚苯胺乳液是采用混合掺杂剂正相微乳氧化法制备的；所述空心微珠是以SiO₂和Al2O₃为主要成分组成的空心微颗粒，其颗粒直径0.05—25um；所述成膜交联助剂是乙二醇***或乙二醇丁醚；所述分散稳定剂是醋丙乳液与5%聚乙烯醇的混合物；所述消泡剂是磷酸三丁酯。

2.如权利要求1所述的水性隔热保温防静电涂料，其特征在于：所述分散稳定剂中醋丙乳液与5%聚乙烯醇的质量比是2:1。

3.一种如权利要求1所述的水性隔热保温防静电涂料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）在烧瓶中先将20～30g环氧乳液与20～30g阳离子苯丙乳液混合并加入10～15g去离子水，再加入4～6g的空心微珠在常温下搅拌15～20分钟，为乳液A；

（2）在烧瓶中加入5～10g聚苯胺乳液，用等质量的去离子水稀释，搅拌均匀后再加入3～6g分散稳定剂，在常温下搅拌5～10分钟，为乳液B；

（3）将乳液B倒入乳液A中充分搅拌均匀再分别加入1～2g成膜交联助剂、0.05～0.1g消泡剂和2～8g去离子水，在30～40℃下搅拌30分钟后得到目标产品:水性隔热保温防静电涂料。