专利名称：一种水性相变微球内墙保温涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及保温涂料领域，尤其涉及一种用于建筑物内墙表面的水性相变微球内墙保温涂料及其制备方法。
背景技术：
节能降耗、提高经济效益是科学研究和技术开发的基本目标之一，涂料技术也不例外。20世纪70年代后，世界气候变暖，地球能源日趋枯竭。因此，开发保温涂料，尤其是与人类生活密切相关的建筑保温涂料具有较大的现实意义。在我国能源消耗中，建筑能耗大约占全国能源消耗的1/4，而建筑用保温材料约占总量的11%左右，可见建筑节能潜力很大。在国外大力普及保温材料的背景下，可以预知，我国将逐步出台对新住宅需要采取隔热保温措施的法规。目前保温涂料主要采用调节涂层的吸收/辐射比、增大涂层的热阻和红外辐射致冷等机理和模式，但在实际使用中存在涂层过厚、温控效果受大气和灰尘的影响、对不同波段的温控效果不同等缺点。针对上述问题，人们积极寻求基于其他机理和模式的保温涂料。因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水性相变微球内墙保温涂料及其制备方法，旨在解决现有技术中涂料保温效果差、抵抗裂纹性能差、耐水、耐候性差、 易受大气环境、涂层及波段等制约的问题。本发明的技术方案如下
一种水性相变微球内墙保温涂料，其中，所述水性相变微球内墙保温涂料，按重量百分比计，主要由以下组分组成
丙烯酸乳液2(Γ40%、润湿剂0.广5%、分散剂0.广5%、硅藻土 5 20%、石蜡相变微球 5 10%、钛白粉5 25%、增稠剂0.广5%、高岭土广10%、不透明聚合物3 10%、余量为水。所述的水性相变微球内墙保温涂料，其中，所述石蜡相变微球由封入的石蜡和聚合物外壳组成；所述石蜡封装于聚合物外壳内。所述的水性相变微球内墙保温涂料，其中，所述石蜡相变微球的平均直径为6 45 微米。所述的水性相变微球内墙保温涂料，其中，所述不透明聚合物为空心聚合物球体；
所述空心聚合物球体的外壳为丙烯酸酯和苯乙烯组成的聚合物。所述的水性相变微球内墙保温涂料，其中，所述润湿剂为聚氧乙烯醚类润湿剂。所述的水性相变微球内墙保温涂料，其中，所述分散剂为高分子量聚丙烯酸铵盐分散剂。所述的水性相变微球内墙保温涂料，其中，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
所述的水性相变微球内墙保温涂料，其中，所述增稠剂为碱溶胀性类和疏水改性聚氨酯类增稠剂。 所述的水性相变微球内墙保温涂料，其中，所述水性相变微球内墙保温涂料中还包括其他助剂广5% ；
所述助剂为防霉剂、防腐剂、抗菌剂或防冻剂中的一种或几种。上述的水性相变微球内墙保温涂料的制备方法，其中，所述水性相变微球内墙保温涂料的制备方法包括以下步骤
先按照配方比例称取原料，低速阶段依次加入部分的水和全部的润湿剂、分散剂、金红石型钛白粉、硅藻土及高岭土，中速搅拌；加入部分的疏水改性聚氨酯增稠剂，待以上原料加入完毕，高速分散；继续在中速搅拌下，加入丙烯酸乳液、石蜡相变微球、不透明聚合物、 碱溶胀类增稠剂和剩下的疏水改性聚氨酯增稠剂、剩余的水和其他成分，中速搅拌，再经过滤，称重包装。有益效果本发明提供的水性相变微球保温涂料及其制备方法，由于引入了石蜡相变微球材料，其保温效果好，耐候性优良，能有效抵抗裂纹，提高了墙体的保温能力，节省了能耗，提高了舒适度，还从根本上解决了保温涂料易受大气环境、涂层及波段等的制约问题，应用十分广泛。
图1为本发明水性相变微球保温涂料的保温性能测试曲线图。
具体实施例方式本发明提供一种水性相变微球内墙保温涂料及其制备方法，为使本发明的目的、 技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，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。利用相变材料的潜热蓄热功能达到建筑调温、余热存储、辅助蓄热、太阳能储存利用等作用，是目前最受瞩目的实现建筑节能的有效方法和研究方向之一。微胶囊技术是一种用成膜材料把液体或固体包覆，使之形成微米或毫米颗粒的技术。将相变材料包覆于微胶囊所形成的颗粒称为相变材料微胶囊，它具有特殊的温度调节功能。微胶囊芯的相变材料随外界温度可以发生相变，但表面包覆的高分子膜则保持为固态。在环境温度升高过程中，当温度高于相变温度，囊心中的相变材料吸收环境中的热量，发生相变，直至全部由固态转变为液态；而在环境温度低于相变温度时，囊芯的相变材料放出吸收的热量，发生液固相转变。这种吸热和放热功能，可以使微胶囊表面的温度在一定时间内保持相对恒定。微胶囊相变材料的优点在于减少或避免相变材料与环境的反应、增加传热面积、确保相变发生在壁材内。由于基于相变材料的保温涂料独特的热性能，它是赋予物体温度调节功能最便宜和最简便的方法。这类保温涂料具有巨大的市场需求。随着保温涂料技术的成熟，完全由涂刷保温涂料代替做保温层的方法已经开始进入实用阶段，它将改变传统保温保冷方式。保温涂料技术在车辆、船舶、储油(气)罐、冷冻设备和空调设备上的应用，将大大地减少保温层的厚度和简化施工工艺，提高能源使用效率，节约设备用于保温的体积和空间。本发明将相变材料引入内墙保温涂料中，制备一种基于相变机理的温控涂料，从而从根本上解决保温涂料受大气环境、涂层和波段的制约，相变材料(PCM)在相变过程中具有两大特点伴随大量的潜热和温度保持恒定。相变材料分为固一固相变材料和固一液相变材料两大类。固一固相变材料主要是交联结晶高分子，如聚烯烃和聚乙二醇，其特点是相变过程中保持固体状态，相变温度高。固一液相变材料有水合无机盐、烃类、高级脂肪酸和高级脂肪醇，其特点是相变热大、相变温度适宜和相变过程液化。由于固_固相变材料相变温度高，在室温下难以实现，因此，本发明采用固-液相变材料，具体采用石蜡相变微球。它是一种小球型热塑性微粒，当外界温度升高时，固体石蜡吸收热量，吸热足够后发生相变，固体石蜡转化为液体石蜡；当外界温度降低后，液体石蜡释放热量，释放足够后发生相变，液体石蜡转化为固体。这种吸热和放热功能，可以使石蜡相变微球表面的温度在一定时间内保持相对恒定。
本发明水性相变微球内墙保温涂料采用的石蜡相变微球，是由封入的石蜡和聚合物外壳组成，即由该聚合物外壳把石蜡包裹封装，形成石蜡相变微球。该聚合物外壳成分为密胺树脂或丙烯酸树脂，该树脂成膜性好，化学稳定性好，不仅具有良好的韧性和抗渗透性，还具有良好的耐磨性、耐水性和耐热性。本发明的石蜡相变微球可防止石蜡由固体转化为液体时带来的泄露问题，还由于将封装的石蜡与其他基体隔离，有效地保护了石蜡的化学性质，并且该相变微球还具有弹性优异、质轻、耐化学品、低透气性、良好的机械强度等优点，极适用于建筑用涂料。本发明水性相变微球内墙保温涂料采用的石蜡相变微球的平均直径为6-45微米，可有效增加石蜡相变微球的比表面积和导热系数，从而使石蜡可快速感应温度的变化而进行吸热和放热过程，还增强了石蜡相变微球的储热能力，进一步提高了涂料的保温性能。本发明可通过调节石蜡相变微球中的石蜡碳链长度控制相变温度，本发明采用的石蜡相变微球相变温度约为20-25°C，相变焓> 100J/g，该温度适用于大多数地方，即当外界温度高于相变温度时，石蜡吸热并发生相变，固体石蜡转化为液体石蜡，当外界温度低于相变温度时，石蜡放热并发生相变，液体石蜡转化为固体石蜡，从而使外界温度在一定时间内保持在相变温度附近。本发明水性相变微球内墙保温涂料，按重量百分比计，主要由以下组分组成
丙烯酸乳液2(Γ40%、润湿剂0.广5%、分散剂0.广5%、硅藻土 5 20%、石蜡相变微球 5 10%、钛白粉5 25%、增稠剂0.广5%、高岭土广10%、不透明聚合物3 10%、余量为水。所述水性相变微球内墙保温涂料中还可以包括下组分 其他涂料助剂(如防霉剂、防腐剂、抗菌剂、防冻剂等)1 5%。本发明水性相变微球内墙保温涂料采用的丙烯酸乳液为聚合乳液，其具有优异的弹性和良好的耐玷污性能，所形成的涂膜能有效抵抗裂纹，而且耐候性优良。本发明水性相变微球内墙保温涂料中加入了能够有效降低涂料体积密度和热导率的高岭土。由于高岭土本身热导率低，并且具有微孔结构，密度小、机械性能好、疏水性强，能够有效地降低涂料的体积密度，成膜时能在涂层内部锁住更多的静止空气，从而有效地降低涂料热导率和阻隔空气的热对流。这就极大地增强了涂料的保温效果。本发明水性相变微球内墙保温涂料采用的不透明聚合物优选为空心聚合物球体， 该球体外壳为以丙烯酸酯和苯乙烯组成的聚合物，该聚合物的玻璃化温度很高，该空心聚合物球体能提供遮盖力，可以替换部分钛白粉，同时不参与成膜。本发明水性相变微球内墙保温涂料采用的不透明聚合物具有极好的遮盖性能，能提高涂膜的耐水和耐候性能。本发明 水性相变微球内墙保温涂料采用的钛白粉优选为金红石型钛白粉，该钛白粉具有高光泽、遮盖和分散性能优异等特点。本发明水性相变微球内墙保温涂料采用的硅藻土具有良好的隔热性、充填性和分散性能，可进一步提高本发明保温涂料的性能。 本发明水性相变微球内墙保温涂料采用的润湿剂优选为聚氧乙烯类润湿剂。本发明水性相变微球内墙保温涂料采用的分散剂为高分子量的聚丙烯酸铵盐分散剂。本发明水性相变微球内墙保温涂料采用的增稠剂主要为碱溶胀性类和疏水改性聚氨酯类增稠剂。本发明水性相变微球内墙保温涂料还包括助剂，助剂主要由防霉剂、防腐剂、抗菌剂或防冻剂等中的一种或多种组成。本发明水性相变微球内墙保温涂料的制造方法
先按照配方比例称取原料，低速阶段依次加入部分的水和全部的润湿剂、分散剂、金红石型钛白粉、硅藻土及高岭土，中速搅拌3 5min ；加入部分的疏水改性聚氨酯增稠剂，待以上原料加入完毕，高速分散15min ；继续在中速搅拌下，加入丙烯酸乳液、石蜡相变微球、不透明聚合物、碱溶胀类增稠剂和剩下的疏水改性聚氨酯增稠剂、剩余的水和其他成分，再中速搅拌15min，再经过滤，称重包装。其中，所述低速搅拌是指搅拌叶片的转速在500转/分钟、00转/分钟之间，高速搅拌是指搅拌叶片的转速在1000转/分钟 1500转/分钟之间，中速搅拌是指搅拌叶片的转速在800转/分钟 1000转/分钟之间。本发明提供的水性相变微球内墙保温涂料由于采用水性乳液，对人体和环境没有危害，属于绿色环保产品。产品具有加热时升温慢、散热时降温也慢的特点。在南方炎热夏天，该涂料可以有效地阻隔热能从墙壁传递进入室内，使室内保持在相对较低的温度；在北方寒冷冬天，当暖气使室内温度升高，能有效阻隔热量向室外散发，减少热量的损失，而当室内温度降低时，能缓慢释放热能，补强热量的损失。即能适度地调节室内温度，使居住环境更加舒适。该产品施工十分方便，通过添加不同其他色浆，能提供多种颜色选择，具有良好的装饰和保护功能。下面，对本发明的较佳实施例做进一步说明 实施例一
具体实施例方式新型保温涂料，其配方配比为(重量百分比)
去离子水32. 8I不透明聚合物5—
分散剂0. 5_碱溶胀类增稠剂0. 2_
金红石型钛白粉10 疏水改性聚氨酯增稠剂1
高岭土 3_石蜡相变微球10_
硅藻土 5_湿润剂0. 5_
丙烯酸乳液29. 5 I其他助剂2. 5
先按照配方比例称取原料，低速阶段依次加入去离子水15份、润湿剂0. 5份、分散剂
0. 5份、金红石型钛白粉10份、硅藻土 5份及高岭土 3份，中速搅拌3 5min，加入疏水改性
聚氨酯增稠剂0. 5份，待以上原料加入完毕，高速分散15min，之后继续在中速搅拌下，加入丙烯酸乳液29. 5份、石蜡相变微球10份、不透明聚合物5份、碱溶胀类增稠剂0. 2份和疏水改性聚氨酯增稠剂0. 5份、剩余的水和其他成分，再中速搅拌15min，再经过滤，称重包装。实施例二
具体实施例方式新型保温涂料，其配方配比为(重量百分比)
权利要求
1.一种水性相变微球内墙保温涂料，其特征在于，所述水性相变微球内墙保温涂料，按重量百分比计，主要由以下组分组成丙烯酸乳液2(Γ40%、润湿剂0.广5%、分散剂0.广5%、硅藻土 5 20%、石蜡相变微球 5 10%、钛白粉5 25%、增稠剂0.广5%、高岭土广10%、不透明聚合物3 10%、余量为水。
2.根据权利要求1所述的水性相变微球内墙保温涂料，其特征在于，所述石蜡相变微球由封入的石蜡和聚合物外壳组成；所述石蜡封装于聚合物外壳内。
3.根据权利要求2所述的水性相变微球内墙保温涂料，其特征在于，所述石蜡相变微球的平均直径为6 45微米。
4.根据权利要求1所述的水性相变微球内墙保温涂料，其特征在于，所述不透明聚合物为空心聚合物球体；所述空心聚合物球体的外壳为丙烯酸酯和苯乙烯组成的聚合物。
5.根据权利要求1所述的水性相变微球内墙保温涂料，其特征在于，所述润湿剂为聚氧乙烯醚类润湿剂。
6.根据权利要求1所述的水性相变微球内墙保温涂料，其特征在于，所述分散剂为高分子量聚丙烯酸铵盐分散剂。
7.根据权利要求1所述的水性相变微球内墙保温涂料，其特征在于，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
8.根据权利要求1所述的水性相变微球内墙保温涂料，其特征在于，所述增稠剂为碱溶胀性类和疏水改性聚氨酯类增稠剂。
9.根据权利要求1所述的水性相变微球内墙保温涂料，其特征在于，所述水性相变微球内墙保温涂料中还包括其他助剂广5% ；所述助剂为防霉剂、防腐剂、抗菌剂或防冻剂中的一种或几种。
10.一种权利要求1所述的水性相变微球内墙保温涂料的制备方法，其特征在于，所述水性相变微球内墙保温涂料的制备方法包括以下步骤先按照配方比例称取原料，低速阶段依次加入部分的水和全部的润湿剂、分散剂、金红石型钛白粉、硅藻土及高岭土，中速搅拌；加入部分的疏水改性聚氨酯增稠剂，待以上原料加入完毕，高速分散；继续在中速搅拌下，加入丙烯酸乳液、石蜡相变微球、不透明聚合物、 碱溶胀类增稠剂和剩下的疏水改性聚氨酯增稠剂、剩余的水和其他成分，中速搅拌，再经过滤，称重包装。
全文摘要
本发明公开一种水性相变微球内墙保温涂料，其特征在于，包括以下重量百分比的组份丙烯酸乳液20~40%、润湿剂0.1~5%、分散剂0.1~5%、硅藻土5~20%、石蜡相变微球5~10%、钛白粉5~20%、增稠剂0.1~5%、高岭土1~10%、不透明聚合物3~10%、余量为水。本发明由于引入了石蜡相变微球材料，其保温效果好，耐候性优良，能有效抵抗裂纹，还从根本上解决了保温涂料易受大气环境、涂层和波段等的制约问题，应用十分广泛。
文档编号C09D7/12GK102352159SQ201110334600
公开日2012年2月15日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日
发明者程红旗, 陈孟, 黎冬辉 申请人:中华制漆(深圳)有限公司