專利名稱：一種水性隔熱阻燃多功能納米涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種水性隔熱阻燃多功能納米涂料及其制備方法。屬于納米功能涂 料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國建筑保溫隔熱涂料是在20世紀(jì)80年代末開始發(fā)展和應(yīng)用的，當(dāng)時主要研制 應(yīng)用于一些形狀不規(guī)則的高溫管道、設(shè)備表面的保溫隔熱涂料。投入應(yīng)用的商品有“涂敷 型復(fù)合硅酸鹽絕熱材料”、“復(fù)合硅酸鹽保溫涂料”、“硅酸鎂保溫材料”、“稀土保溫涂料”等。 由于這類涂料需要耐高溫，因而一般不能使用有機(jī)基料，而是使用能夠耐一定溫度的無機(jī) 硅酸鹽類材料，例如水泥和水玻璃等，再加上所使用的絕熱填料也主要是一些硅酸鹽類材 料，例如石棉纖維、膨脹珍珠巖和海泡石粉等，因而這類涂料被稱為“硅酸鹽復(fù)合保溫隔熱 涂料”。隨著環(huán)保日益受到重視，到20世紀(jì)90年代初人們在硅酸鹽復(fù)合保溫隔熱涂料的 基礎(chǔ)上開發(fā)了用于內(nèi)墻墻面的隔熱涂料，并根據(jù)內(nèi)墻墻面的環(huán)境情況，改變了基料以無機(jī) 類材料為主的情況，而是采用聚乙烯醇縮醛膠、合成樹脂乳液等有機(jī)基料為主的膠黏材料， 有的涂料將無機(jī)粗質(zhì)輕填料改變?yōu)橛袡C(jī)材料。例如聚苯乙烯泡沫顆粒并適量地應(yīng)用了廢棄 材料，使涂料的成本降低，絕熱性能提高。當(dāng)今建筑物主要是混凝土、磚墻結(jié)構(gòu)，而這種材料對光的吸收范圍廣，蓄熱量大， 散熱慢，導(dǎo)致建筑物里面升溫快，高溫持續(xù)時間長。特別是在夏季，大氣溫度高，太陽輻射強(qiáng) 度大，從建筑物的屋頂和墻體吸收的輻射熱導(dǎo)致室內(nèi)溫度上升，空調(diào)的負(fù)荷增加，消耗更多 的一次性能源。建筑物頂和外墻的滲漏也是住戶關(guān)注的問題，同時涂層的耐沾污和耐老化 性能已引起人們的關(guān)注與重視。而目前采用的隔熱涂料更多的是利用涂層的低導(dǎo)熱系數(shù)， 通過阻隔熱的傳導(dǎo)使室內(nèi)溫度降低。這類涂料存在的主要問題是涂層較后，施工要求高，隔 熱效果不夠顯著；其次，由于涂層的空隙率高，盡管上述隔熱涂料的涂層較厚，但其防水性 能仍難以滿足要求。另外這些隔熱涂料對于涂層的耐沾污性也都沒有重視。專利申請?zhí)枮?CN200410048047. 1的專利，是通過加入空心陶瓷來減小導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到隔熱效果的，但是該 涂料使用了溶劑二甲苯，對于環(huán)境有害。專利申請?zhí)枮镃N02134827.8的專利是使用苯丙乳 液的水性隔熱涂料；專利申請?zhí)枮镃N03147361.X的專利僅以高嶺土為主要填料來達(dá)到隔 熱，隔熱效果較差；專利申請?zhí)枮镃N95101625. 3的專利是通過使用滑石粉和防水隔熱粉達(dá) 到隔熱效果的。但是這些已有的發(fā)明對于涂料的耐沾污性和耐侯性考慮的很少，另外防水 性能也不能達(dá)到要求。綜上所述，單一功能的隔熱涂料都存在各自不同的優(yōu)缺點(diǎn)，因此，研制多種隔熱機(jī) 理綜合作用的復(fù)合型隔熱涂料，集阻熱、反射和輻射三種功能于一體，具有高輻射率的薄層 多功能隔熱保溫涂料是未來建筑隔熱涂料的發(fā)展趨勢，而上述涂料的研究在國內(nèi)外尚未見 報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種加工工藝簡單，組分配比合 理，所制備的涂料具有熱阻大、反射率高，輻射傳熱性能好，具備一定防火性能，高效隔熱、 涂膜的機(jī)械及化學(xué)性能優(yōu)良的水性隔熱阻燃多功能納米涂料及其制備方法。本發(fā)明一種水性隔熱阻燃多功能納米涂料，包括以下重量份的組份
合成水性樹脂48-52份，納米顏填料漿料30-50份，成膜助劑0.5-5份，纖維水鎂石1-5份，偶聯(lián)劑0.1-5份，消泡劑0.1-2份，流平劑0.1-2份，潤濕劑0.1-2份，其中，納米顏填料漿料包括以下重量百分比的組份納米二氧化鈦1_5%，納米二氧化鈦包覆的空心玻璃微球1_5%，納米二氧化鈦包覆的空心陶瓷微珠1_5%，納米摻銻二氧化錫(ATO)粒子1_5%，水30-40%，乙醇 7. 5-12.5%，異丙醇7. 5-12. 5%，正丁醇7. 5-12. 5%，丙二醇甲醚醋酸酯7. 5-12.5%，分散劑0. 075-0. 125%,且固含量納米漿料的30-50%，固含量的納米材料粒徑在20-50納米之間。本發(fā)明中，所述分散劑為十六烷基苯磺酸鈉。本發(fā)明中，所述合成水性樹脂選自聚氨酯、環(huán)氧樹脂、硅丙樹脂和純丙樹脂，聚磷 酸銨、三聚氰胺、季戊四醇中的一種或多種。本發(fā)明一種水性隔熱阻燃多功能納米涂料的制備方法，包括下述步驟第一步制備納米顏填料漿料按納米顏填料漿料中各組份的重量百分比稱取納米二氧化鈦、納米二氧化鈦包覆 的空心玻璃微球、納米二氧化鈦包覆的空心陶瓷微珠、納米摻銻二氧化錫(ATO))、纖維水鎂 石的納米粉體，水，乙醇，異丙醇，正丁醇，丙二醇甲醚醋酸酯和分散劑，首先，將作為溶劑的 水、乙醇、異丙醇、正丁醇和丙二醇甲醚醋酸酯加入分散機(jī)中，然后，加入分散劑，最后加入 納米粉體分散2小時，即得到所需重量份的納米顏填料漿料；在涂料中占的重量份、以及納 米漿料；第二步按合成水性樹脂、納米顏填料漿料、成膜助劑、纖維水鎂石粉體、偶聯(lián)劑、 消泡劑、流平劑和潤濕劑的重量份稱取各組分，首先，將第一步制得的納米顏填料漿料滴加 到合成水性樹脂中，然后再加入成膜助劑、纖維水鎂石、偶聯(lián)劑、潤濕劑、消泡劑和流平劑，攪拌10-30分鐘，即得到本發(fā)明一種水性隔熱阻燃多功能納米涂料。本發(fā)明通過對水性耐熱粘結(jié)劑進(jìn)行水不溶性轉(zhuǎn)化和常溫固化，應(yīng)用納米材料對顏 填料進(jìn)行功能化性能改性，研制出性能優(yōu)良的隔熱阻燃耐沾污耐侯的多功能復(fù)合型建筑隔 熱保溫涂料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的生產(chǎn)工藝，包括后期的涂膜制作工藝都非常簡單，不需要昂貴的設(shè)備投 資，生產(chǎn)和制作成本都較低；加上本發(fā)明所述涂料所采用材料的成本都比較低，這樣就制得 的涂料成本比較低，而且使用該涂料生產(chǎn)成本也較低。而且，涂料能夠自動流平，表面平整 光滑。除此之外，本發(fā)明所述的涂料可以直接用于涂膜，也可以根據(jù)實(shí)際施工要求用水稀 釋，非常環(huán)保，從而避免了以前的涂料需要用有機(jī)溶劑稀釋的缺點(diǎn)，而且涂膜之后，自然硬 化，不用烘烤，使用十分方便。涂料成膜后的導(dǎo)熱系數(shù)低、熱反射率高，能有效地降低輻射傳 熱及熱傳導(dǎo)，起到隔熱保溫的作用。而且可以直接用于涂膜，自然硬化，使用十分方便。并且 還具有極好的耐水性、自清潔性能、抗?jié)B性、耐候性、柔韌性及與基層好的粘接強(qiáng)度等功能， 涂料的穩(wěn)定性高、光澤、流變性和耐候性好等優(yōu)點(diǎn)。綜上所述，本發(fā)明加工工藝簡單，組分配比合理，所制備的涂料具有熱阻大、反射率高，輻射傳熱性能好，具備一定防火性能，高效隔熱、涂膜的機(jī)械及化學(xué)性能優(yōu)良，環(huán)境友 好，耐沾污，阻燃，節(jié)能環(huán)保。適用于外墻、建筑屋頂?shù)韧獠吭O(shè)備的涂裝。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明要求保護(hù)的的范圍并不局限于 實(shí)施例表述的范圍。實(shí)施例1 首先稱取納米粉體(二氧化鈦、納米二氧化鈦包覆的空心玻璃微球、納米二氧化 鈦包覆的空心陶瓷微珠、納米摻銻二氧化錫(ATO))各50克，水400克，乙醇100克，異丙 醇100克，正丁醇100克，丙二醇甲醚醋酸酯100克和分散劑1克，然后將水、乙醇、異丙醇、 正丁醇和丙二醇甲醚醋酸酯加入分散機(jī)中，然后，再加入分散劑，最后加入納米粉體，分散2 小時之后，即可得到1001克分散性良好的納米漿料，漿料中的固體含量大約為30% ；再稱取聚氨酯制備的合成水性樹脂7500克，成膜助劑200克，纖維水鎂石粉體100 克，偶聯(lián)劑200克，消泡劑100克，流平劑100克和潤濕劑100克，然后將制得的納米漿料滴 加到水性樹脂中，再加入成膜助劑、纖維水鎂石粉體、偶聯(lián)劑、潤濕劑、消泡劑和流平劑，攪 拌30分鐘，即得到水性隔熱阻燃多功能納米涂料。在生產(chǎn)過程中，可以添加微量的水，調(diào)整 所述水性隔熱阻燃多功能納米涂料的粘度。實(shí)施例2:首先稱取納米粉體(二氧化鈦、納米二氧化鈦包覆的空心玻璃微球、納米二氧化 鈦包覆的空心陶瓷微珠、納米摻銻二氧化錫(ATO))各50克，水300克，乙醇80克，異丙醇 80克，正丁醇80克，丙二醇甲醚醋酸酯80克和分散劑1克，然后將水、乙醇、異丙醇、正丁醇 和丙二醇甲醚醋酸酯加入分散機(jī)中，然后，再加入分散劑，最后加入納米粉體，分散2小時， 即可得到1001克分散性良好的納米錮錫氧化物漿料，漿料中的固體含量大約為40% ；稱取環(huán)氧樹脂、硅丙樹脂、純丙樹脂各1000克制備的合成水性樹脂3000克，成膜 助劑200克，纖維水鎂石粉體100克，偶聯(lián)劑200克，消泡劑100克，流平劑100克和潤濕劑100克，然后將制得的納米漿料滴加到水性樹脂中，再加入成膜助劑、纖維水鎂石粉體、偶聯(lián)劑、潤濕劑、消泡劑和流平劑，攪拌20分鐘，即得到水性隔熱阻燃多功能納米涂料。在生產(chǎn) 過程中，可以添加微量的水，調(diào)整所述水性隔熱阻燃多功能納米涂料的粘度。實(shí)施例3 首先稱取納米粉體(二氧化鈦、納米二氧化鈦包覆的空心玻璃微球、納米二氧化 鈦包覆的空心陶瓷微珠、納米摻銻二氧化錫(ATO))各50克，水200克，乙醇60克，異丙醇 60克，正丁醇60克，丙二醇甲醚醋酸酯60克和分散劑2克，然后將水、乙醇、異丙醇、正丁醇 和丙二醇甲醚醋酸酯加入分散機(jī)中，然后，再加入分散劑，最后加入納米粉體，分散2小時， 即可得到1001克分散性良好的納米漿料，漿料中的固體含量大約為50% ；稱取硅丙樹脂、聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四醇各350克制備的合成水性樹脂1400 克，成膜助劑100克，纖維水鎂石粉體50克，偶聯(lián)劑50克，消泡劑50克，流平劑50克和潤 濕劑50克，然后將制得的納米漿料滴加到水性樹脂中，再加入成膜助劑、纖維水鎂石粉體、 偶聯(lián)劑、潤濕劑、消泡劑和流平劑，攪拌10分鐘，即得到水性隔熱阻燃多功能納米涂料。在 生產(chǎn)過程中，可以添加微量的水，調(diào)整所述水性隔熱阻燃多功能納米涂料的粘度。本發(fā)明所述的水性隔熱阻燃多功能納米涂料，克服了以往開發(fā)的涂料雖有隔熱性 但不阻燃，無自潔功能、沒有耐候性能，該涂料將多種優(yōu)點(diǎn)集于一身，上述三個實(shí)施例制備 的水性隔熱阻燃多功能納米涂料，在涂層為Imm時，對可見光反射率高達(dá)90%，近紅外反射 率為80%。涂層的隔熱指數(shù)超過60%。本涂料的生產(chǎn)工藝，包括后期的涂膜制作工藝都非常簡單，不需要昂貴的設(shè)備投 資，生產(chǎn)和制作成本都較低；加上本發(fā)明所述涂料所采用材料的成本都比較低，這樣就制得 的涂料成本比較低，而且使用該涂料生產(chǎn)成本也較低。而且，涂料能夠自動流平，表面平整 光滑。除此之外，本發(fā)明所述的涂料可以直接用于涂膜，也可以根據(jù)實(shí)際施工要求用水稀 釋，非常環(huán)保，從而避免了以前的涂料需要用有機(jī)溶劑稀釋的缺點(diǎn)，而且涂膜之后，自然硬 化，不用烘烤，使用十分方便。
權(quán)利要求
一種水性隔熱阻燃多功能納米涂料，包括以下重量份的組份合成水性樹脂48-52份，納米顏填料漿料30-50份，成膜助劑0.5-5份，纖維水鎂石1-5份，偶聯(lián)劑0.1-5份，消泡劑0.1-2份，流平劑0.1-2份，潤濕劑0.1-2份，其中，納米顏填料漿料包括以下重量百分比的組份納米二氧化鈦1-5％，納米二氧化鈦包覆的空心玻璃微球1-5％，納米二氧化鈦包覆的空心陶瓷微珠1-5％，納米摻銻二氧化錫(ATO)粒子1-5％，水30-40％，乙醇7.5-12.5％，異丙醇7.5-12.5％，正丁醇7.5-12.5％，丙二醇甲醚醋酸酯7.5-12.5％，分散劑0.075-0.125％，且固含量納米漿料的30-50％，固含量的納米材料粒徑在20-50納米之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性隔熱阻燃多功能納米涂料，其特征在于所述分散 劑為十六烷基苯磺酸鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水性隔熱阻燃多功能納米涂料，其特征在于所述 合成水性樹脂選自聚氨酯、環(huán)氧樹脂、硅丙樹脂和純丙樹脂，聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四醇 中的一種或多種。
4.一種制備如權(quán)利要求1所述水性隔熱阻燃多功能納米涂料的方法，包括下述步驟 第一步制備納米顏填料漿料按納米顏填料漿料中各組份的重量百分比稱取納米二氧化鈦、納米二氧化鈦包覆的空 心玻璃微球、納米二氧化鈦包覆的空心陶瓷微珠、納米摻銻二氧化錫(ATO))、纖維水鎂石的 納米粉體，水，乙醇，異丙醇，正丁醇，丙二醇甲醚醋酸酯和分散劑，首先，將作為溶劑的水、 乙醇、異丙醇、正丁醇和丙二醇甲醚醋酸酯加入分散機(jī)中，然后，加入分散劑，最后加入納米 粉體分散2小時，即得到所需重量份的納米顏填料漿料；在涂料中占的重量份、以及納米漿 料。第二步按合成水性樹脂、納米顏填料漿料、成膜助劑、纖維水鎂石粉體、偶聯(lián)劑、消泡 齊IJ、流平劑和潤濕劑的重量份稱取各組分，首先，將第一步制得的納米顏填料漿料滴加到合 成水性樹脂中，然后再加入成膜助劑、纖維水鎂石、偶聯(lián)劑、潤濕劑、消泡劑和流平劑，攪拌 10-30分鐘，即得到本發(fā)明一種水性隔熱阻燃多功能納米涂料。
全文摘要
一種水性隔熱阻燃多功能納米涂料及其制備方法，包括以下重量份的組份48-52份的水性樹脂和30-50份的納米顏填料(納米二氧化鈦、納米二氧化鈦包覆的空心玻璃微球、納米二氧化鈦包覆的空心陶瓷微珠、納米摻銻二氧化錫(ATO)粒子)，漿料及成膜助劑，偶聯(lián)劑等輔料。其制備方法是先將納米填料漿料滴加到水性樹脂中，然后依次加入各種輔料，并攪拌，即得到隔熱阻燃多功能納米涂料。本發(fā)明加工工藝簡單，組分配比合理，所制備的涂料具有熱阻大、反射率高，輻射傳熱性能好，具備一定防火性能，高效隔熱、涂膜的機(jī)械及化學(xué)性能優(yōu)良，環(huán)境友好，耐沾污，阻燃，節(jié)能環(huán)保。適用于外墻、建筑屋頂?shù)韧獠吭O(shè)備的涂裝。
文檔編號C09D5/18GK101824270SQ201010160420
公開日2010年9月8日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者張明, 李妮, 楊金三, 胡偉, 陶勇, 龔斌琳 申請人:長沙新凱化工有限公司