CN114045092A - 一种新型纳米隔热保温防腐装饰涂料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涂料技术领域，提出了一种新型纳米隔热保温防腐装饰涂料，原料包括以下重量份组分：环氧丙烯酸树脂100～120份、硅溶胶30～40份、氟碳树脂20～30份、成膜助剂5～10份、流平剂5～10份、润湿剂2～4份、分散剂5～7份、偶联剂1～5份、消泡剂1～4份、水性硅丙乳液80～100份、改性六钛酸钾20～40份、纳米二氧化硅150～200份、水300～450份；所述改性六钛酸钾为十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐改性六钛酸钾。通过上述技术方案，解决了现有技术中的涂料容易开裂、防腐效果差的问题。

Description

一种新型纳米隔热保温防腐装饰涂料及制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体的，涉及一种新型纳米隔热保温防腐装饰涂料及制备方法。

背景技术

随着经济的快速发展，建筑行业成为国民经济支柱行业之一，而目前，建筑外墙外保温***的涂料通常采用海泡石和珍珠岩作为保温添加剂，并添加常用的乳液作为成膜材料。当外部环境温差变大时，涂膜会开裂，导致保温层开裂，影响整个建筑外墙外保温***的使用寿命。

保温涂料与建筑围护结构复合后，可使建筑达到保温隔热的目的。它是建筑节能中的常用材料，其中纳米隔热保温涂料是我国今年来发展的新型功能涂料，其特点主要表现在薄层施工即可达到隔热的保温效果，这对于减少冷却负荷和能源消耗具有重要意义，以其经济、使用方便、保温效果好等优点越来越受到广大用户的欢迎和青睐。

但目前国内产品只能用于混凝土结构表面，因起不到防腐的作用不能用于铁质的基材，亦或者是应用于金属基材时防腐效果较差。

发明内容

本发明提出一种新型纳米隔热保温防腐装饰涂料及制备方法，解决了相关技术中的涂料容易开裂、防腐效果差的问题。

本发明的技术方案如下：

一种新型纳米隔热保温防腐装饰涂料，原料包括以下重量份组分：环氧丙烯酸树脂 100～120份、硅溶胶30～40份、氟碳树脂20～30份、成膜助剂5～10份、流平剂5～10份、润湿剂2～4份、分散剂5～7份、偶联剂1～5份、消泡剂1～4份、水性硅丙乳液80～100份、改性六钛酸钾20～40份、纳米二氧化硅150～200份、水300～450份；

所述改性六钛酸钾为十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐改性六钛酸钾。

作为进一步的技术方案，所述改性六钛酸钾的制备方法包括以下步骤：将六钛酸钾、水、十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐搅拌混合，升温反应后降温至室温，离心洗涤至中性，干燥研磨得改性六钛酸钾。

作为进一步的技术方案，所述六钛酸钾、水、十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐的质量比为 5:100:2。

作为进一步的技术方案，升温至60～65℃反应3～4h。

作为进一步的技术方案，所述分散剂为蓖麻油酰胺丙基乙基二甲基硫酸乙酯铵、三乙醇胺，两者的质量比为(4～6):1。

作为进一步的技术方案，所述成膜助剂为十二碳醇酯、丙二醇丁醚、己二醇丁醚醋酸酯、二丙二醇单丁醚中的一种或多种。

本发明还提出一种新型纳米隔热保温防腐装饰涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将改性六钛酸钾、分散剂、偶联剂、消泡剂与一半水搅拌；

S2、加入润湿剂、纳米二氧化硅剩余的水继续搅拌；

S3、加入环氧丙烯酸树脂、氟碳树脂、水性硅丙乳液、成膜助剂、流平剂、硅溶胶，加入pH调节剂调节pH；

S4、加入增稠剂，调节粘度，即得所述纳米隔热保温防腐装饰涂料。

作为进一步的技术方案，所述步骤S3中，调节pH至8～9。

作为进一步的技术方案，所述步骤S4中，调节粘度至75～80KU。

本发明的有益效果为：

1、本发明不但能够有效的达到隔热保温的效果，还能适应各种基材起到防腐耐老化装饰的效果。涂料主体为纳米二氧化硅，本发明中使用环氧丙烯酸树脂和氟碳树脂，既能通过控热调温，把外界的高温传导开，使得本发明不但有良好的附着力、还有好的耐候性以及耐盐雾性。本发明的保温隔热涂料既能消耗热量，热量传导到表面将热量反射一部分，可以将温度降到一半左右，还可以储热功能，将热量保留，本体温度局部高，热传导慢。而由于纳米二氧化硅，六钛酸钾的添加，使得涂料还可以吸收热量，通过纳米材料，将温度超过特定温度可以吸收热能控制温度，将温度降到28±2℃。本发明实现了隔热保温防腐装饰的多重作用，即使用在铁质基材、即使用在户外也不易老化以及被腐蚀。

2、本发明中，开创性的将其中蓖麻油酰胺丙基乙基二甲基硫酸乙酯铵与三乙醇胺复合协同作为分散剂，使得涂料整体的分散性较好，不易发生团聚等问题，各原料之间的性能能够最大程度的发挥，其中蓖麻油酰胺丙基乙基二甲基硫酸乙酯铵能够调节粘度，起到一定的润湿作用，并提供多种活性基团和吸附基团，进一步促进三乙醇胺的分散能力，使得无机粉末能够均匀的分散与基材中，提高涂料的各方面性能。

3、本发明中采用十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐改性六钛酸钾，引入更多活性基团，一方面使得在制备过程中，六钛酸钾在体系中不会发生团聚等问题，十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐改性六钛酸钾后，可以提高在聚合物基料中的亲和性，改善流动性，另一方面，十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐改性后的六钛酸钾，与金属进行涂覆时，与基体的吸附能力更强，提高了吸附力和抗冲击性能。

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

原料：环氧丙烯酸树脂100份、硅溶胶30份、氟碳树脂20份、丙二醇丁醚5份、流平剂LA50 5份、烷基聚氧乙烯醚2份、蓖麻油酰胺丙基乙基二甲基硫酸乙酯铵4份、三乙醇胺 1份、硅烷偶联剂KH570 1份、SPA202消泡剂1份、水性硅丙乳液80份、改性六钛酸钾20 份、纳米二氧化硅150份、水300份；

所述改性六钛酸钾的制备方法包括以下步骤：将六钛酸钾5份、水100份、十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐2份搅拌混合，升温60～65℃反应3h后降温至室温，离心洗涤至中性，干燥研磨得改性六钛酸钾；

制备方法：

S1、将改性六钛酸钾、蓖麻油酰胺丙基乙基二甲基硫酸乙酯铵、三乙醇胺、硅烷偶联剂 KH570、SPA202消泡剂与一半水搅拌；

S2、加入烷基聚氧乙烯醚、纳米二氧化硅剩余的水继续搅拌；

S3、加入环氧丙烯酸树脂、氟碳树脂、水性硅丙乳液、丙二醇丁醚、流平剂LA50、硅溶胶，加入2-氨基-2-甲基-1-丙醇调节pH至8；

S4、加入羟乙基纤维素，调节粘度75～76KU，即得所述纳米隔热保温防腐装饰涂料。

实施例2

原料：环氧丙烯酸树脂120份、硅溶胶40份、氟碳树脂30份、十二碳醇酯10份、流平剂LA50 10份、烷基聚氧乙烯醚4份、蓖麻油酰胺丙基乙基二甲基硫酸乙酯铵6份、三乙醇胺1份、硅烷偶联剂KH570 5份、SPA202消泡剂4份、水性硅丙乳液100份、改性六钛酸钾40份、纳米二氧化硅200份、水450份；

所述改性六钛酸钾的制备方法包括以下步骤：将六钛酸钾5份、水100份、十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐2份搅拌混合，升温60～65℃反应4h后降温至室温，离心洗涤至中性，干燥研磨得改性六钛酸钾；

制备方法：

S1、将改性六钛酸钾、蓖麻油酰胺丙基乙基二甲基硫酸乙酯铵、三乙醇胺、硅烷偶联剂 KH570、SPA202消泡剂与一半水搅拌；

S2、加入烷基聚氧乙烯醚、纳米二氧化硅剩余的水继续搅拌；

S3、加入环氧丙烯酸树脂、氟碳树脂、水性硅丙乳液、十二碳醇酯、流平剂LA50、硅溶胶，加入2-氨基-2-甲基-1-丙醇调节pH至9；

S4、加入羟乙基纤维素，调节粘度76～77KU，即得所述纳米隔热保温防腐装饰涂料。

实施例3

原料：环氧丙烯酸树脂110份、硅溶胶35份、氟碳树脂25份、己二醇丁醚醋酸酯8份、流平剂LA50 10份、烷基聚氧乙烯醚4份、蓖麻油酰胺丙基乙基二甲基硫酸乙酯铵6份、三乙醇胺1份、硅烷偶联剂KH570 3份、SPA202消泡剂3份、水性硅丙乳液90份、改性六钛酸钾30份、纳米二氧化硅180份、水380份；其中改性钛酸钾为实施例2中的改性钛酸钾；

制备方法：

S1、将改性六钛酸钾、蓖麻油酰胺丙基乙基二甲基硫酸乙酯铵、三乙醇胺、硅烷偶联剂 KH570、SPA202消泡剂与一半水搅拌；

S2、加入烷基聚氧乙烯醚、纳米二氧化硅剩余的水继续搅拌；

S3、加入环氧丙烯酸树脂、氟碳树脂、水性硅丙乳液、己二醇丁醚醋酸酯、流平剂LA50、硅溶胶，加入2-氨基-2-甲基-1-丙醇调节pH至9；

S4、加入羟乙基纤维素，调节粘度至79KU，即得所述纳米隔热保温防腐装饰涂料。

实施例4

原料：环氧丙烯酸树脂115份、硅溶胶35份、氟碳树脂28份、己二醇丁醚醋酸酯7份、流平剂LA50 8份、烷基聚氧乙烯醚3份、蓖麻油酰胺丙基乙基二甲基硫酸乙酯铵6份、三乙醇胺1份、硅烷偶联剂KH570 4份、SPA202消泡剂4份、水性硅丙乳液95份、改性六钛酸钾35份、纳米二氧化硅170份、水400份；其中改性钛酸钾为实施例2中的改性钛酸钾；

制备方法与实施例3相同。

实施例5

与实施例4相比，将蓖麻油酰胺丙基乙基二甲基硫酸乙酯铵替换为等量的三乙醇胺，其他与实施例4相同。

实施例6

与实施例4相比，将三乙醇胺替换为等量的蓖麻油酰胺丙基乙基二甲基硫酸乙酯铵，其他与实施例4相同。

对比例1

与实施例4相比，不添加三乙醇胺、蓖麻油酰胺丙基乙基二甲基硫酸乙酯铵，其他与实施例4相同。

对比例2

与实施例4相比，改性钛酸钾为十六烷基季胺盐改性钛酸钾，其他与实施例4相同，其中改性钛酸钾的制备方法与实施例4中改性钛酸钾的制备方法相同，不同点在于改性剂不同。

表1实施例和对比例的性能测试

本发明制备的涂料导热系数低，耐碱性腐蚀附着力高，有较高的力学性能，不仅有效的达到隔热保温的效果，还能适应各种基材起到防腐耐老化装饰的效果。

其中，实施例5中分散剂仅为三乙醇胺，实施例6中分散剂仅为蓖麻油酰胺丙基乙基二甲基硫酸乙酯铵，使得涂料的附着力、导热系数、耐冲击性与其他实施例相比都有所下降，这是由于分散剂的分散效果变差，导致无机材料、有机材料，固体物料与液体物料之间的分散性能变差。而本发明实施例1～4中，分散剂为蓖麻油酰胺丙基乙基二甲基硫酸乙酯铵和三乙醇胺两者的组合物，其中蓖麻油酰胺丙基乙基二甲基硫酸乙酯铵能够调节粘度，起到一定的润湿作用，并提供多种活性基团和吸附基团，进一步促进三乙醇胺的分散能力，使得无机粉末能够均匀的分散与基材中，提高涂料的各方面性能。

对比例2中对六钛酸钾采用了十六烷基季铵盐进行改性，与本发明实施例的十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐相比，制备得到的涂料耐冲击性、隔热性都有所降低。本发明认为，这可能是由于十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐改性的六钛酸钾，引入更多活性基团，一方面使得在制备过程中，六钛酸钾在体系中不会发生团聚等问题，十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐改性六钛酸钾后，可以提高在聚合物基料中的亲和性，改善流动性，另一方面，十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐改性后的六钛酸钾，与金属进行涂覆时，与基体的吸附能力更强，提高了吸附力和抗冲击性能。

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 (9)

1.一种新型纳米隔热保温防腐装饰涂料，其特征在于，原料包括以下重量份组分：环氧丙烯酸树脂100～120份、硅溶胶30～40份、氟碳树脂20～30份、成膜助剂5～10份、流平剂5～10份、润湿剂2～4份、分散剂5～7份、偶联剂1～5份、消泡剂1～4份、水性硅丙乳液80～100份、改性六钛酸钾20～40份、纳米二氧化硅150～200份、水300～450份；

所述改性六钛酸钾为十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐改性六钛酸钾。

2.根据权利要求1所述的新型纳米隔热保温防腐装饰涂料，其特征在于，所述改性六钛酸钾的制备方法包括以下步骤：将六钛酸钾、水、十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐搅拌混合，升温反应后降温至室温，离心洗涤至中性，干燥研磨得改性六钛酸钾。

3.根据权利要求2所述的新型纳米隔热保温防腐装饰涂料，其特征在于，所述六钛酸钾、水、十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐的质量比为5:100:2。

4.根据权利要求2所述的新型纳米隔热保温防腐装饰涂料，其特征在于，升温至60～65℃反应3～4h。

5.根据权利要求1所述的新型纳米隔热保温防腐装饰涂料，其特征在于，所述分散剂为蓖麻油酰胺丙基乙基二甲基硫酸乙酯铵、三乙醇胺，两者的质量比为(4～6):1。

6.根据权利要求1所述的新型纳米隔热保温防腐装饰涂料，其特征在于，所述成膜助剂为十二碳醇酯、丙二醇丁醚、己二醇丁醚醋酸酯、二丙二醇单丁醚中的一种或多种。

7.一种新型纳米隔热保温防腐装饰涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将改性六钛酸钾、分散剂、偶联剂、消泡剂与一半水搅拌；

S2、加入润湿剂、纳米二氧化硅剩余的水继续搅拌；

S3、加入环氧丙烯酸树脂、氟碳树脂、水性硅丙乳液、成膜助剂、流平剂、硅溶胶，加入pH调节剂调节pH；

S4、加入增稠剂，调节粘度，即得所述纳米隔热保温防腐装饰涂料。

8.根据权利要求7所述的新型纳米隔热保温防腐装饰涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，调节pH至8～9。

9.根据权利要求7所述的新型纳米隔热保温防腐装饰涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，调节粘度至75～80KU。