专利名称：粉煤灰建筑保温隔热涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种保温隔热涂料，特别涉及一种粉煤灰建筑保温隔热涂料及其制备方法。
背景技术：
20世纪70年代，世界性能源危机，环境污染以及矿物资源的枯竭等强烈地激发了粉煤灰利用的研究和开发，粉煤灰资源化利用就一直成为世界各国政府和专家学者极为关注的问题。据有关资料表明，我国年排放粉煤灰总存量已超过10亿吨，并且还在以每年
I.2亿吨速度增加，而利用率还不到年排放的50%。相对德国粉煤灰利用率65%、法国粉煤灰利用率75%、日本粉煤灰利用率100%而言，我国粉煤灰的利用率还很低，大部分堆积在贮灰场，不仅污染环境，而且耗费了大量的土地资源。因此，我国粉煤灰资源化具有紧迫性。 目前，粉煤灰的综合利用途径主要体现在粉煤灰加气混凝土、粉煤灰混凝土空心砌块、水泥粉煤灰膨胀珍珠岩混凝土保温砌块、粉煤灰混凝土路面砖、粉煤灰砖、粉煤灰陶粒及混凝土制品及粉煤灰混凝土轻质隔墙板等七种建材产品和合成肥料，废水、废气絮凝剂等化工广品。由于粉煤灰中大部分微珠具有中空、球形形貌、耐热、化学性质稳定以及价廉等特点，在涂料中的应用潜力越来越受到重视，特别是保温隔热、防水等功能性涂料。例如，US6872440公开了一种含有粉煤灰的热反射涂层材料，李文丹等人采用TiO2包覆粉煤灰漂珠为隔热填料，研制出低成本、高热反射率的外墙隔热涂料，US 6500560公开了一种含有粉煤灰的浙青防水材料等。值得注意的是，粉煤灰中的中空微珠部分可作为一种良好的保温隔热材料在建筑保温隔热涂料中的应用可实现建筑节能。具体而言，一是粉煤灰得到利用，变废为宝，减少环境污染和对人体的伤害，减少国民经济建设和生态环境的压力，减少环境治理带来的经济压力；二是应用粉煤灰中的中空微珠部分开发的建筑涂料具有保温隔热功能，降低建筑使用过程中的空调制冷取暖能耗，属于建筑节能产品。目前，粉煤灰中空微珠作为隔热填料应用在建筑隔热涂料的研究报道较多；粉煤灰中空微珠作为保温隔热骨料应用在建筑保温隔热涂料的研究报道很少，一般作为填料填充保温隔热骨料之间的空隙，使涂膜致密，提高附着力。粉煤灰一般为灰色，具有很强的着色效果，作为隔热填料应用在建筑隔热涂料存在配色问题，而且粉煤灰具有很强的吸水性，所配制涂料贮存周期短。粉煤灰的导热系数一般为O. 25w/m-k左右，作为保温隔热骨料应用在建筑保温隔热涂料存在国家建筑节能不达标问题。但是粉煤灰中空微珠作为保温隔热骨料应用在建筑保温隔热涂料中可以使粉煤灰的利用率提高至50-60%，所配制的建筑保温隔热涂料性能可替代水泥砂浆。
发明内容
本发明目的是提供一种粉煤灰利用率高、无配色问题、贮存周期长、满足国家建筑节能目标和性能可替代水泥砂浆的粉煤灰建筑保温隔热涂料及其制备方法。为了达到上述目的，本发明粉煤灰建筑保温隔热涂料按质量份数包括400份碱性苯丙乳液、140份碱性硅溶胶、280-360份改性粉煤灰中空微珠、20-30份粉煤灰基石蜡复合相变材料、20-30份玻璃微珠、50-70份滑石粉、50-70份立德粉、16-20份醇酯_12、8份氨水、4-10份四甲基硅氧烷、2-4份异噻唑酮类防腐剂、2-4份聚羧酸类减水剂和O. 5-1份和纤维素类保水剂。本发明的制备方法如下I)首先，在搅拌作用下按质量份数将8份氨水、16-20份醇酯-12加入400份碱性苯丙乳液中，待搅拌均匀后再向其中加入140份碱性硅溶胶得混合物；2)然后，向混合物中加入2-5份四甲基硅氧烷、2-4份异噻唑酮类防腐剂、2-4份聚羧酸类减水剂和O. 5-1份纤维素类保水剂，280-360份改性粉煤灰中空微珠、50-70份滑石粉和50-70份立德粉预混合均匀得浆料； 3)最后，向浆料中加入2-5份四甲基硅氧烷，20-30份粉煤灰基石蜡复合相变材料、20-30份玻璃微珠混合10分钟后即可。所述的改性粉煤灰中空微珠是将粉煤灰经干燥、筛选、磁选、浮选和表面漂白封闭处理而成的粒径为40-100目、导热系数小于O. 2w/m · k、白度为20-40、近红外反射率为50-70%,吸水率 20-30%。所述的粉煤灰基石蜡复合相变材料是以粉煤灰基石蜡为核、丙烯酸酯类单体为壳的核-壳乳液聚合出乳液经喷雾干燥而成，其相变温度为45-55°C，相变焓为20-60J/g，其中粉煤灰基石蜡是粉煤灰和石蜡以5:1-1:1的质量比于60-70°C机械共混l_2h而成；所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯一种或几种的混合物，核-壳乳液聚合体系中水油质量比为5:1_3:1,引发剂为氧化_还原体系。本发明制成的涂料为粘稠状，生产设备为高粘度螺带式搅拌机或带刮刀框式搅拌机。所生产涂料可使粉煤灰直接利用率达50-60%以上，而且性能可替代水泥砂浆，缓解了粉煤灰作为保温隔热骨料应用在建筑保温隔热涂料中存在的配色问题、贮存周期短以及国家建筑节能不达标问题。
图I是本发明制备的粉煤灰建筑保温隔热涂料所形成的漆膜断面形貌图。
具体实施例方式实施例I :I)首先，在搅拌作用下按质量份数将8份氨水、16份醇酯-12加入400份碱性苯丙乳液中，待搅拌均匀后再向其中加入140份碱性硅溶胶得混合物；2)然后，向混合物中加入2份四甲基硅氧烷、2份异噻唑酮类防腐剂、2份聚羧酸类减水剂和O. 5份纤维素类保水剂，300份改性粉煤灰中空微珠、55份滑石粉和55份立德粉预混合均匀得浆料；3)最后，向浆料中加入2份四甲基硅氧烷，20份粉煤灰基石蜡复合相变材料、20份玻璃微珠混合10分钟后即可。所述的改性粉煤灰中空微珠是将粉煤灰经干燥、筛选、磁选、浮选和表面漂白封闭处理而成的粒径为40-100目、导热系数小于O. 2w/m · k、白度为20-40、近红外反射率为50-70%,吸水率 20-30%。所述的粉煤灰基石蜡复合相变材料是以粉煤灰基石蜡为核、丙烯酸酯类单体为壳的核-壳乳液聚合出乳液经喷雾干燥而成，其相变温度为45-55°C，相变焓为20-60J/g，其中粉煤灰基石蜡是粉煤灰和石蜡以I: I的质量比于65°C机械共混l_2h而成；所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯，核-壳乳液聚合体系中水油质量比为5:1，引发剂为氧化-还原体系。实施例2 I)首先，在搅拌作用下按质量份数将8份氨水、18份醇酯-12加入400份碱性苯·丙乳液中，待搅拌均匀后再向其中加入140份碱性硅溶胶得混合物；2)然后，向混合物中加入5份四甲基硅氧烷、3份异噻唑酮类防腐剂、2. 5份聚羧酸类减水剂和O. 8份纤维素类保水剂，280份改性粉煤灰中空微珠、70份滑石粉和65份立德粉预混合均匀得浆料；3)最后，向浆料中加入3份四甲基硅氧烷，25份粉煤灰基石蜡复合相变材料、28份玻璃微珠混合10分钟后即可。所述的改性粉煤灰中空微珠是将粉煤灰经干燥、筛选、磁选、浮选和表面漂白封闭处理而成的粒径为40-100目、导热系数小于O. 2w/m · k、白度为20-40、近红外反射率为50-70%,吸水率 20-30%。所述的粉煤灰基石蜡复合相变材料是以粉煤灰基石蜡为核、丙烯酸酯类单体为壳的核-壳乳液聚合出乳液经喷雾干燥而成，其相变温度为45-55°C，相变焓为20-60J/g，其中粉煤灰基石蜡是粉煤灰和石蜡以3:1的质量比于63°C机械共混l_2h而成；所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸乙酯，核-壳乳液聚合体系中水油质量比为3:1，引发剂为氧化-还原体系。实施例3 I)首先，在搅拌作用下按质量份数将8份氨水、17份醇酯-12加入400份碱性苯丙乳液中，待搅拌均匀后再向其中加入140份碱性硅溶胶得混合物；2)然后，向混合物中加入3份四甲基硅氧烷、4份异噻唑酮类防腐剂、3. 5份聚羧酸类减水剂和O. 6份纤维素类保水剂，320份改性粉煤灰中空微珠、50份滑石粉和70份立德粉预混合均匀得浆料；3)最后，向浆料中加入5份四甲基硅氧烷，28份粉煤灰基石蜡复合相变材料、23份玻璃微珠混合10分钟后即可。所述的改性粉煤灰中空微珠是将粉煤灰经干燥、筛选、磁选、浮选和表面漂白封闭处理而成的粒径为40-100目、导热系数小于O. 2w/m · k、白度为20-40、近红外反射率为50-70%,吸水率 20-30%。所述的粉煤灰基石蜡复合相变材料是以粉煤灰基石蜡为核、丙烯酸酯类单体为壳的核-壳乳液聚合出乳液经喷雾干燥而成，其相变温度为45-55°C，相变焓为20-60J/g，其中粉煤灰基石蜡是粉煤灰和石蜡以5:1的质量比于60°C机械共混l_2h而成；
所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸丁酯，核-壳乳液聚合体系中水油质量比为4:1，引发剂为氧化-还原体系。实施例4 I)首先，在搅拌作用下按质量份数将8份氨水、20份醇酯-12加入400份碱性苯丙乳液中，待搅拌均匀后再向其中加入140份碱性硅溶胶得混合物；2)然后，向混合物中加入4份四甲基硅氧烷、2. 5份异噻唑酮类防腐剂、3份聚羧酸类减水剂和O. 9份纤维素类保水剂，360份改性粉煤灰中空微珠、65份滑石粉和50份立德粉预混合均匀得浆料；3)最后，向浆料中加入4份四甲基硅氧烷，23份粉煤灰基石蜡复合相变材料、25份玻璃微珠混合10分钟后即可。 所述的改性粉煤灰中空微珠是将粉煤灰经干燥、筛选、磁选、浮选和表面漂白封闭处理而成的粒径为40-100目、导热系数小于O. 2w/m · k、白度为20-40、近红外反射率为50-70%,吸水率 20-30%。所述的粉煤灰基石蜡复合相变材料是以粉煤灰基石蜡为核、丙烯酸酯类单体为壳的核-壳乳液聚合出乳液经喷雾干燥而成，其相变温度为45-55°C，相变焓为20-60J/g，其中粉煤灰基石蜡是粉煤灰和石蜡以2:1的质量比于68°C机械共混l_2h而成；所述丙烯酸酯类单体为丙烯酸甲酯与丙烯酸乙酯的混合物，核-壳乳液聚合体系中水油质量比为3. 5:1，引发剂为氧化-还原体系。实施例5 I)首先，在搅拌作用下按质量份数将8份氨水、19份醇酯-12加入400份碱性苯丙乳液中，待搅拌均匀后再向其中加入140份碱性硅溶胶得混合物；2)然后，向混合物中加入3份四甲基硅氧烷、3. 5份异噻唑酮类防腐剂、4份聚羧酸类减水剂和I份纤维素类保水剂，340份改性粉煤灰中空微珠、60份滑石粉和60份立德粉预混合均匀得浆料；3)最后，向浆料中加入3份四甲基硅氧烷，30份粉煤灰基石蜡复合相变材料、30份玻璃微珠混合10分钟后即可。所述的改性粉煤灰中空微珠是将粉煤灰经干燥、筛选、磁选、浮选和表面漂白封闭处理而成的粒径为40-100目、导热系数小于O. 2w/m · k、白度为20-40、近红外反射率为50-70%,吸水率 20-30%。所述的粉煤灰基石蜡复合相变材料是以粉煤灰基石蜡为核、丙烯酸酯类单体为壳的核-壳乳液聚合出乳液经喷雾干燥而成，其相变温度为45-55°C，相变焓为20-60J/g，其中粉煤灰基石蜡是粉煤灰和石蜡以4:1的质量比于70°C机械共混l_2h而成；所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯的混合物，核-壳乳液聚合体系中水油质量比为4. 5:1，引发剂为氧化-还原体系。按本发明制备方法制成的粉煤灰建筑保温隔热涂料所形成漆膜硬度大于3H，附着力O级，抗压强度大于12Mpa，表面光滑，参见图1，漆膜内部为多孔结构，隔热温差大于15°C ,导热系数小于O. 15w/m · k。
权利要求
1.一种粉煤灰建筑保温隔热涂料，其特征在于按质量份数包括400份碱性苯丙乳液、140份碱性硅溶胶、280-360份改性粉煤灰中空微珠、20-30份粉煤灰基石蜡复合相变材料、20-30份玻璃微珠、50-70份滑石粉、50-70份立德粉、16-20份醇酯_12、8份氨水、4-10份四甲基硅氧烷、2-4份异噻唑酮类防腐剂、2-4份聚羧酸类减水剂和O. 5-1份和纤维素类保水剂。
2.一种粉煤灰建筑保温隔热涂料的制备方法，其特征在于 O首先，在搅拌作用下按质量份数将8份氨水、16-20份醇酯-12加入400份碱性苯丙乳液中，待搅拌均匀后再向其中加入140份碱性硅溶胶得混合物； 2)然后，向混合物中加入2-5份四甲基硅氧烷、2-4份异噻唑酮类防腐剂、2-4份聚羧酸类减水剂和O. 5-1份纤维素类保水剂，280-360份改性粉煤灰中空微珠、50-70份滑石粉和50-70份立德粉预混合均匀得浆料； 3)最后，向浆料中加入2-5份四甲基硅氧烷，20-30份粉煤灰基石蜡复合相变材料、20-30份玻璃微珠混合10分钟后即可。
3.根据权利要求2所述的粉煤灰建筑保温隔热涂料的制备方法，其特征在于所述的改性粉煤灰中空微珠是将粉煤灰经干燥、筛选、磁选、浮选和表面漂白封闭处理而成的粒径为40-100目、导热系数小于O. 2w/m · k、白度为20-40、近红外反射率为50_70%，吸水率20-30%ο
4.根据权利要求2所述的粉煤灰建筑保温隔热涂料的制备方法，其特征在于所述的粉煤灰基石蜡复合相变材料是以粉煤灰基石蜡为核、丙烯酸酯类单体为壳的核-壳乳液聚合出乳液经喷雾干燥而成，其相变温度为45-55°C，相变焓为20-60J/g，其中粉煤灰基石蜡是粉煤灰和石蜡以5:1-1:1的质量比于60-70°C机械共混l_2h而成； 所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯一种或几种的混合物，核-壳乳液聚合体系中水油质量比为5:1_3:1,引发剂为氧化_还原体系。
全文摘要
粉煤灰建筑保温隔热涂料及其制备方法，以碱性苯丙乳液和碱性硅溶胶为复合成膜物质，改性粉煤灰中空微珠为骨料，粉煤灰基石蜡复合相变材料和玻璃微珠为辅助骨料，滑石粉为填料，立德粉为颜料，配备少量的氨水、醇酯-12、四甲基硅氧烷、异噻唑酮类防腐剂、聚羧酸类减水剂和纤维素类保水剂等开发而成。该涂料不仅可使粉煤灰直接利用率达50-60%以上，而且性能可替代水泥砂浆，缓解了粉煤灰作为保温隔热骨料应用在建筑保温隔热涂料中存在的配色问题、贮存周期短以及国家建筑节能不达标问题。
文档编号C09D7/12GK102898901SQ20121040173
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者袁新强, 张营堂, 艾桃桃, 蒋鹏, 徐艺, 革海银 申请人:陕西理工学院, 汉中锌业有限责任公司