CN107841221A - 一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料，其原料按重量份包括以下组分：硅丙乳液50‑60份、空心玻璃微珠2‑5份、硅藻土8‑15份、纳米二氧化硅5‑10份、空心陶瓷微珠6‑10份、纳米远红外陶瓷粉3‑6份、热反射隔热粉5‑10份、云母粉5‑10份、氧化铝粉2‑5份、钛白粉5‑10份、pH调节剂0.1‑0.3份、分散剂0.5‑1.0份、消泡剂0.2‑0.5份、成膜助剂1.0‑2.5份、增稠剂0.5‑0.8份、防冻剂1‑3份、流平剂0.1‑0.3份、防腐剂0.1‑0.3份、去离子水20‑50份。本发明还提供其制备方法，该涂料具有良好的纳米粒子、抗菌性、耐碱性、耐洗刷性、耐粘污性和抗老化性，反射隔热性、环保性、美观性、户外耐候性、导热系数低等优点。

Description

一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种外墙隔热涂料，具体涉及一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料及其制备方法。

背景技术

隔热涂料根据隔热机理可分为阻隔型、反射型及辐射型3 种，其中阻隔型隔热涂料属厚质传统涂料, 其隔热机理是阻抗热传递, 技术已相对成熟；辐射型隔热涂料是通过辐射的形式把建筑物吸收的日照光线热量以一定的波长发射到空气中达到隔热降温；反射型隔热涂料的隔热机理是反射太阳光。

建筑反射隔热涂料是近年来得到一定应用并受到重视的新型功能性建筑涂料。在我国夏季气温过高的夏热冬暖、夏热冬冷气候区，该涂料除了具有普通外墙涂料的装饰效果外，还能够反射太阳辐射热而降低涂膜表面温度，并减轻因夏季涂膜表面温度过高而带来的一系列问题。建筑反射隔热涂料虽然研究很多，但是在实际应用中还存在诸多问题，如：性能不稳定，专利200510028388 .7报道的反射隔热涂料尽管具有相当好的太阳反射率，但是红外辐射率较差；颜色单一，主要以白色或浅色涂料为主，局限性较大等。因此，现有的建筑用反射隔热涂料制约着其在建筑节能领域的应用。目前，外墙反射隔热涂料种类繁多，在许多领域都得到广泛的应用。在现有涂料中大部分都是单一功效的涂料比较多，还没有一款合格的、安全性能高的、既有纳米粒子还有复合外墙隔热涂料的销售。

发明内容

本发明的目的就是针对现有问题，提供一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料，该一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料以硅丙乳液为成膜物质，添加的纳米粒子、复合隔热功能填料，并加入部分助剂，制备得到的一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料。该种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料不但具有良好的纳米粒子、抗菌性、耐碱性、耐洗刷性、耐粘污性和抗老化性，而且具有良好的涂层耐温变性、反射隔热性、环保性、美观性、高热辐射、高热反射、高热阻、户外耐候性、导热系数低等优点。

本发明的另一目的是提供该种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料的制备方法。

为实现本发明上述目的，本发明一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料采用以下技术方案：一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料，其原料按重量份包括以下组分：硅丙乳液50-60 份、空心玻璃微珠2-5份、硅藻土8-15份、纳米二氧化硅5-10 份、空心陶瓷微珠6-10份、纳米远红外陶瓷粉3-6份、热反射隔热粉5-10份、云母粉5-10 份、氧化铝粉2-5份、钛白粉5-10 份、pH 调节剂0.1-0.3份、分散剂0.5-1.0 份、消泡剂0.2-0.5 份、成膜助剂1.0-2.5 份、增稠剂0.5-0.8 份、防冻剂1-3 份、流平剂0.1-0.3份、防腐剂0.1-0.3份、去离子水20-50 份。

进一步地，所述的空心陶瓷微珠为粒径10 ～ 100μm 的中空微珠。

进一步地，所述的空心玻璃微珠为粒径50 ～ 150μm 的中空微珠。

进一步地，所述的pH 调节剂为氨水。

进一步地，所述的钛白粉为纳米金红石型钛白粉，粒径为100 ～ 150μm。

进一步地，所述的分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺中的一种或多种。

进一步地，所述的增稠剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚丙烯酸或聚丙烯酸钠中的一种或多种。

进一步地，其制备方法包括以下步骤：

S10、将分散剂和一半的消泡剂等助剂加入水中，放到电动搅拌器上低速搅拌10-15min，然后将纳米二氧化硅、复合隔热功能填料、钛白粉等按密度先小后大的顺序缓慢加入，高速搅拌10-20min(以空心微珠为功能填料时，应在其他颜料‘填料高速分散后加入，并低速搅拌混合均匀)。高速搅拌结束后，同时根据情况加入适量消泡剂，以减少搅拌过程中产生的气泡，然后缓慢加入成膜助剂及部分增稠剂，低速搅拌均匀后再移到高速搅拌分散机，加入剩余的部分增稠剂，高速分散约20-30min即得浆料；

S11、将乳液缓慢加入调制好的浆料中，低速搅拌30-40min，调节黏度和PH值，既得到所需纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料。

与现有技术对比，本发明具有如下优点：

1、本发明中采用纳米二氧化钛和纳米远红外陶瓷粉对太阳辐射起到很好的反射作用，减少热量的累积，空心陶瓷微珠、空心玻璃微珠具有较低的导热系数，在涂料中加入上述物料起到隔热保温的作用；

2、本发明中加入了纳米二氧化钛屏蔽紫外线作用强，防止紫外线的侵害，提高了涂料的使用寿命。同时，其较高的硬度、密度、介电常数及折射率，有助于提高涂料的遮盖力和着色力，而且对阳光中的热辐射有很好的反射作用；

3、本发明中添加了陶瓷空心微珠、玻璃空心微珠、硅藻土，导热率低，能对建筑起到保温隔热的作用，当有热源靠近时能起到隔热的作用；本发明将纳米二氧化硅和纳米二氧化钛有效地分散在涂料体系中，利用纳米粒子比表面积大、表面活性大、容易与体系中的其他组分产生化学键合、以及纳米粒子对紫外光的散射和吸收作用，使涂料在墙体上成膜后对太阳光红外波段能量的反射能力大幅度提高，并且涂料的储存稳定性、耐擦洗性、附着力、硬度、耐候性等各方面防护性能和装饰性能都得到提高；

4、本发明中加入的纳米远红外陶瓷粉不仅隔热保温，在太阳光（尤其是紫外线）照射下生成OH-，能有效除去室内外的苯、甲醛、硫化物、氨和臭味物质，并具有杀菌功能，为绿色环保涂料；

5、本发明的一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料。该一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料不但具有良好的纳米粒子、抗菌性、耐碱性、耐洗刷性、耐粘污性和抗老化性，而且具有良好的涂层耐温变性、反射隔热性、环保性、美观性、高热辐射、高热反射、高热阻、户外耐候性、导热系数低等优点。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明

进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料，其原料按重量份包括以下组分：硅丙乳液50份、空心玻璃微珠2份、硅藻土8份、纳米二氧化硅5份、空心陶瓷微珠6份、纳米远红外陶瓷粉3份、热反射隔热粉5份、云母粉5份、氧化铝粉2份、钛白粉5份、pH 调节剂0.1份、分散剂0.5份、消泡剂0.2份、成膜助剂1.0份、增稠剂0.5份、防冻剂1份、流平剂0.1份、防腐剂0.1份、去离子水20份。

所述的空心陶瓷微珠为粒径10 μm 的中空微珠。

所述的空心玻璃微珠为粒径50 μm 的中空微珠。

所述的pH 调节剂为氨水。

所述的钛白粉为纳米金红石型钛白粉，粒径为100 μm。

所述的分散剂为三聚磷酸钠。

所述的增稠剂为甲基纤维素。

其制备方法包括以下步骤：

S10、将分散剂和一半的消泡剂等助剂加入水中，放到电动搅拌器上低速搅拌10min，然后将纳米二氧化硅、复合隔热功能填料、钛白粉等按密度先小后大的顺序缓慢加入，高速搅拌10min(以空心微珠为功能填料时，应在其他颜料‘填料高速分散后加入，并低速搅拌混合均匀)。高速搅拌结束后，同时根据情况加入适量消泡剂，以减少搅拌过程中产生的气泡，然后缓慢加入成膜助剂及部分增稠剂，低速搅拌均匀后再移到高速搅拌分散机，加入剩余的部分增稠剂，高速分散约20min即得浆料；

S11、将乳液缓慢加入调制好的浆料中，低速搅拌30min，调节黏度和PH值，既得到所需纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料。

实施例2

一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料，其原料按重量份包括以下组分：硅丙乳液60 份、空心玻璃微珠5份、硅藻土15份、纳米二氧化硅10 份、空心陶瓷微珠10份、纳米远红外陶瓷粉6份、热反射隔热粉10份、云母粉10 份、氧化铝粉5 份、钛白粉10 份、pH 调节剂0.3份、分散剂1.0 份、消泡剂0.5 份、成膜助剂2.5 份、增稠剂0.8 份、防冻剂3 份、流平剂0.3份、防腐剂0.3份、去离子水50 份。

所述的空心陶瓷微珠为粒径100μm 的中空微珠。

所述的空心玻璃微珠为粒径150μm 的中空微珠。

所述的pH 调节剂为氨水。

所述的钛白粉为纳米金红石型钛白粉，粒径为150μm。

所述的分散剂为六偏磷酸钠。

所述的增稠剂为羟丙基甲基纤维素。

其制备方法包括以下步骤：

S10、将分散剂和一半的消泡剂等助剂加入水中，放到电动搅拌器上低速搅拌15min，然后将纳米二氧化硅、复合隔热功能填料、钛白粉等按密度先小后大的顺序缓慢加入，高速搅拌20min(以空心微珠为功能填料时，应在其他颜料‘填料高速分散后加入，并低速搅拌混合均匀)。高速搅拌结束后，同时根据情况加入适量消泡剂，以减少搅拌过程中产生的气泡，然后缓慢加入成膜助剂及部分增稠剂，低速搅拌均匀后再移到高速搅拌分散机，加入剩余的部分增稠剂，高速分散约30min即得浆料；

S11、将乳液缓慢加入调制好的浆料中，低速搅拌40min，调节黏度和PH值，既得到所需纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料。

实施例3

一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料，其原料按重量份包括以下组分：硅丙乳液56 份、空心玻璃微珠3份、硅藻土12份、纳米二氧化硅8份、空心陶瓷微珠8份、纳米远红外陶瓷粉5份、热反射隔热粉9份、云母粉8份、氧化铝粉3份、钛白粉8份、pH 调节剂0.2份、分散剂0.7份、消泡剂0.3份、成膜助剂1.5份、增稠剂0.6份、防冻剂2份、流平剂0.2份、防腐剂0.2份、去离子水35份。

所述的空心陶瓷微珠为粒径80μm 的中空微珠。

所述的空心玻璃微珠为粒径90μm 的中空微珠。

所述的pH 调节剂为氨水。

所述的钛白粉为纳米金红石型钛白粉，粒径为120μm。

所述的分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠任意配比组合。

所述的增稠剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺任意配比组合。

其制备方法包括以下步骤：

S10、将分散剂和一半的消泡剂等助剂加入水中，放到电动搅拌器上低速搅拌12min，然后将纳米二氧化硅、复合隔热功能填料、钛白粉等按密度先小后大的顺序缓慢加入，高速搅拌16min(以空心微珠为功能填料时，应在其他颜料‘填料高速分散后加入，并低速搅拌混合均匀)。高速搅拌结束后，同时根据情况加入适量消泡剂，以减少搅拌过程中产生的气泡，然后缓慢加入成膜助剂及部分增稠剂，低速搅拌均匀后再移到高速搅拌分散机，加入剩余的部分增稠剂，高速分散约25min即得浆料；

S11、将乳液缓慢加入调制好的浆料中，低速搅拌35min，调节黏度和PH值，既得到所需纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料。

Claims (9)

1.一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：硅丙乳液50-60 份、空心玻璃微珠2-5份、硅藻土8-15份、纳米二氧化硅5-10 份、空心陶瓷微珠6-10份、纳米远红外陶瓷粉3-6份、热反射隔热粉5-10份、云母粉5-10 份、氧化铝粉2-5 份、钛白粉5-10 份、pH 调节剂0.1-0.3份、分散剂0.5-1.0 份、消泡剂0.2-0.5 份、成膜助剂1.0-2.5 份、增稠剂0.5-0.8 份、防冻剂1-3 份、流平剂0.1-0.3份、防腐剂0.1-0.3份、去离子水20-50 份。

2.根据权利要求1 所述的一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料，其特征在于：所述的空心陶瓷微珠为粒径10 ～ 100μm 的中空微珠。

3.根据权利要求1 所述的一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料，其特征在于：所述的空心玻璃微珠为粒径50 ～ 150μm 的中空微珠。

4.根据权利要求1 所述的一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料，其特征在于：所述的pH 调节剂为氨水。

5.根据权利要求1 所述的一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料，其特征在于：所述的钛白粉为纳米金红石型钛白粉，粒径为100 ～ 150μm。

6.根据权利要求1 所述的一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料，其特征在于：所述的分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺中的一种或多种。

7.根据权利要求1 所述的一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料，其特征在于：所述的增稠剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚丙烯酸或聚丙烯酸钠中的一种或多种。

8.根据权利要求1 所述的一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：

S10、将分散剂和一半的消泡剂等助剂加入水中，放到电动搅拌器上低速搅拌10-15min，然后将纳米二氧化硅、复合隔热功能填料、钛白粉等按密度先小后大的顺序缓慢加入，高速搅拌10-20min(以空心微珠为功能填料时，应在其他颜料‘填料高速分散后加入，并低速搅拌混合均匀)。

9.高速搅拌结束后，同时根据情况加入适量消泡剂，以减少搅拌过程中产生的气泡，然后缓慢加入成膜助剂及部分增稠剂，低速搅拌均匀后再移到高速搅拌分散机，加入剩余的部分增稠剂，高速分散约20-30min即得浆料；

S11、将乳液缓慢加入调制好的浆料中，低速搅拌30-40min，调节黏度和PH值，既得到所需纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料。