本发明涉及一种隔热保温涂料，特别是一种建筑外墙用隔热保温涂料及其制备方法，属于化学组合物及其制备技术领域。
背景技术：
由于世界工业日益发达以及人类对大自然的破坏，节能降耗工作已引起了世界各国的关注和重视，我国的建筑能耗占人类能源消耗的30％以上，提高建筑物保温隔热性能、提高建筑物使用功能、节能降耗是目前建筑选材设计又一重要考虑因素。在建筑涂料领域国内外的发展目标也是向着高效、节省能源和资源、无害化、无污染方向发展。近年开发出的建筑热反射隔热涂料不仅具有装饰性，而且具有热反射隔热效果，应用在建筑屋面和内外墙面对光和热具有很好的阻断及反射作用，在炎热的夏季可抵抗大阳光和环境热对建筑物的烘烤，使室内温度显著降低，在冬季减少热穿墙损耗，达到冬暖夏凉的效果，对建筑节能具有一定贡献。
建筑节能是我国节能工作的重点之一，而外墙外保温已成为建筑节能的主产品。对于热工设计时以保温为主的地区，如严寒地区和寒冷地区，外墙外保温不仅合理，而且适用，发展较快。而对于热工设计时一般只考虑隔热的夏热冬暖地区，或热工设计时以隔热为主的夏热冬冷地区，目前的一些外墙外保温存在进一步完善的空间。针对不同地区的气候特点，合理选择和使用各种隔热保温涂料，组成复合体系，既保温又隔热，达到室内热环境舒适和节能降耗的目的。在隔热保温涂料方面，检索到有关的文献如下：
1、中国专利，名称: 弹性氟碳隔热涂料及其制备方法、使用方法；申请（专利）号:CN201110411371.5 ，申请（专利权）人: 深圳市广田环保涂料有限公司；公开了一种弹性氟碳隔热涂料及其制备方法、使用方法，这种弹性氟碳隔热涂料，是由主剂和固化剂组成，其主剂由如下重量配比的组分制成：氟树脂55-65，分散剂0.5-1.5，消泡剂0.2—0.4，防沉剂0.3-0.5，流平剂0.3-0.5，钛白粉15-20，空心玻璃微珠4-8，空心高分子聚合物l-1.5，混合溶剂15-20；其固化剂由如下重量配比的组分制成：E405-80T90，乙酸丁酯5，乙二醇丁醚乙酸酯5；且所述主剂与固化剂的重量配比按照氟树脂的经值和固化剂的NCO含量计算，取OH／NCO＝1：(1.05-1.15)。该弹性氟碳隔热涂料具有杰出的耐候性，并具有优异的抗玷污性、耐洗刷性以及优异的装饰性能等，且该涂料具有良好的常温和低温弹性，可抵抗细微裂纹，同时由于保温隔热效果的提高，有助于运输和安置。
2、中国专利，名称: 建筑外表面用热反射隔热涂料及其制备方法 申请（专利）号:CN201010044807.7 申请（专利权）人:福建欧诺漆科技有限公司 摘要：本发明公开了一种建筑外表面用热反射隔热涂料，它包括以下成分：水性无皂聚合共聚乳液、钛白粉、含硼玻璃微珠、陶瓷粉、填料、润湿剂、分散剂、增稠剂、消泡剂、成膜助剂、丙二醇、水，以及该涂料的制备方法。本发明提供的建筑外表面用热反射隔热涂料涂装于建筑表面不仅增强了外墙对太阳光热的反射性能，减少了外墙对太阳光热辐射的吸收，从而降低了建筑物的表温度，达到了隔热节能的效果，而且该涂料以水作为溶剂，不合重金属、无毒无污染、施工工艺简单方便、性价比高，是一种环境友好型多功能节能涂料。
3、中国专利，一种水性多彩保温涂料及其制备方法 申请（专利）号:2009l0248588.1 申请（专利权）人：大连海事大学 摘要：一种水性多彩保温涂料及其制备方法。是以丙烯酸乳液(25-45％)、多彩空心陶瓷微珠(50-15％)、轻质碳酸钙(50-20％)、钛白粉(10-25％)、分散剂(0.5-1.5％)、增稠剂(0.5-1.2％)、消泡剂(0.5-0.8％)和水(20-40％)为原料，将丙烯酸乳液、水、钛白粉、轻质碳酸钙混合、搅拌分散，经磨砂机磨研混合均匀，多彩空心陶瓷微珠经分散剂润湿后，分次加入到乳液中，再加入消泡剂、增稠剂混合均匀而成。本发明的涂料色彩来源于含有彩色空心陶瓷微珠，不合苯、甲醛等挥发性有机溶剂，兼具隔热保温节能和装饰性，有利于环保，并且具有突出的保温性能和保色性能，具有明显的环境、社会效益。
4、中国专利，名称：水性阻燃隔热保温涂料及其制备方法 申请（专利）号:200910l12619.0 申请（专利权）人：厦门大学 摘要：水性阻燃隔热保温涂料及其制备方法，涉及一种建筑涂料，提供一种集阻燃性能、保温性能及装饰作用于一体的建筑保温涂料。 涂料由乳液、阻燃剂、钛白粉、空心玻璃微珠、水及助剂组成，各组分按质量份数为乳液35～40、阻燃剂20～30、钛白粉15～ 20、空心玻璃微珠5～10、水19～2l、助剂11～l5。用多种无机类、磷类、氮类阻燃剂，利用不同阻燃剂之间的协同作用，能在用量较少的情况下达到阻燃效果，同时不影响涂料涂层的物理性能；另通过玻璃微珠减少热传导率、热对流和热辐射，获得保温性能，涂层厚度约为1mm就能达到很好的保温效果。涂料的保温和阻燃性能体现为导热系数≤0.090W／(m·k)，氧指数≥28.0％。
但要制备一种具有轻质、高耐火、高耐候、环保、不易老化、长效性的外保温隔热的涂料，进而达到建筑节能的目的，还没有很成熟的技术，因此目前人们还在不断的研究试验。
技术实现要素：
本发明的目的提供一种建筑外墙用隔热保温涂料及其制备方法，该涂料具有隔热保温效果好、高耐候、环保、不易老化、长效的效果。
本发明是这样实现的：
建筑外墙用隔热保温涂料，制成该涂料由以下重量份数的原料组成：
乳液 40～50份；
N-羟甲基丙烯酰胺 1～2份；
钛白粉 6～9份；
水 4～6份；
钛酸酯偶联剂 1～2份；
助剂 8～16份；
混合溶剂 7～9份；
隔热保温材料 9～12份；
所述的乳液采用振洲化工集团的A-102 硅丙乳液（网址为http://www.zzhgjt.com）与A-99 纯丙乳液（网址为http://www.zzhgjt.com）的混合液，两者重量份数比例依次为1.5：1。A-102硅丙乳液系丙烯酸酯和有机硅材料利用现代高科技技术共聚而成的阴离子型乳液，为乳白微带蓝光色液体，固含量48±1wt%,pH为7-9，粘度为1000-3000mpa.s，玻璃化温度Tg为30℃,最低成膜温度25℃，48h不分层不破乳。该乳液具有细小的粒径和优异的冻融稳定性、机械稳定性及钙离子稳定性，其涂膜具有机优的耐水性、耐碱性、附着力和封闭性能，并且具有突出的抗污性，可应用于高档外墙乳胶漆、高档封闭底漆、真石漆罩面剂、水性彩瓦漆。A-99纯丙建筑乳液系以甲基丙烯酸单体共聚而成的阴离子型乳液，呈蓝光半透明乳白色液体，固含量为50±1wt%，25℃的pH为7-8.5，粘度为1000-3000mpa.s，玻璃化温度Tg为30℃,最低成膜温度20℃，在机械稳定性（2000r/min,搅拌45min）的条件下，不絮凝，不破乳，不分层。A-99纯丙建筑乳液具有粒径细小，粘度适宜，漆膜坚硬、耐候、耐碱、耐擦洗性好，粘结力和附着力强，有良好的颜填料承载力，颜料的展色性和各种稳定性好等特点，可应用于高耐候性外墙乳胶漆、内墙高性能平光到高光乳胶漆、水泥瓦漆。
所述的N-羟甲基丙烯酰胺，为白色结晶粉末，熔点74～75℃， 易溶于水、乙醇，溶于脂肪酸酯类，不溶于烃、卤代烃等疏水性溶剂。当水溶液有酸存在时，加热会迅速聚合成不溶的树脂。由于分子结构中含有聚合性能的乙烯基和缩合性能的羟甲基，因此使线型聚合物交联最为有效。如果与丙烯酸酯类单体共聚合，羟甲基被引入，仅加热即可交联。
所述的钛白粉为金红石型二氧化钛，由于金红石型二氧化钛反射系数≥80，折射率为2.71，通过加入二氧化钛（金红石型）材料，能增强光线的折射与散射。因此，具有较优的反射和隔热性能，还具有很好的光线遮盖效果和很高的着色力，从而反射太阳近红外波段，提高太阳热辐射反射，降低太阳热吸收，不让太阳在物体表面累计升温。
所述的钛酸酯偶联剂为单烷氧基焦磷酸酯型，适用于本发明含湿量较高的填充剂体系，如云母粉、滑石粉等，在这个体系中，除单烷氧基与填充剂表面的羟基反应形成偶联外，焦磷酸酯基还可以分解形成磷酸酯基，结合一部份水。应用在水溶性聚氨酯涂料行业，可增大颜料填料量，分散性能提高，具有防沉效果，可防发花，漆膜强度得到提高，色泽鲜艳，还具有催干特性，对烘漆还可以降低烘烤温度和缩短烘烤时间。钛酸酯偶联剂通过它的烷氧基直接和填料表面所吸附的微量羧基或羟基进行化学作用而偶联。焦磷酰氧基还有阻燃，防锈，和增强粘接的性能。在本涂料中，钛酸酯偶联剂的R基可与无机填料表面的羟基反应，形成偶联剂的单分子层，从而起到化学偶联作用。钛酸酯偶联剂分子中的长链部分，起到与聚合物分子的缠结作用和混溶性，提高材料的冲击强度，降低填料的表面能，体系的黏度也显著降低，并具有良好的润滑性和流变性能。
所述的助剂为杀菌防霉剂、流平剂、颜料分散剂、增稠剂和成膜助剂，各组分的质量份数为杀菌防霉剂1～2份、流平剂1～3份、颜料分散剂1～2份、增稠剂1～3份、成膜助剂4～6份。所述的杀菌防霉剂是双硫代氨基甲酸酯或五氯苯酚。涂料中加入杀菌防霉剂后通过阻碍菌体呼吸，或干扰病原菌的生物合成、破坏细胞壁的合成、阻碍类酯的合成等达到杀菌防霉的目的。所述的流平剂为醋酸丁酸纤维素，它具有优良抗湿，耐紫外光、耐寒、柔韧、透明、电绝缘等性能，并能与树脂和高沸点增塑剂有较好的相容性，还能做可剥涂料、绝缘漆、耐候高档漆和人造纤维。所述的增稠剂为羟乙基纤维素，其是一种白色或淡黄色，无味、无毒的纤维状或粉末状固体，具有增稠、悬浮、粘合、乳化、分散、保持水分及保护胶体等性能。所述的成膜助剂为醇酯十二成膜助剂，该成膜助剂的水解稳定性非常好，加入乳胶漆中时，被吸收在乳液粒子上，软化粒子并且在涂漆时能引起更好的融合。该成膜助剂可有效地聚结乳液粒子，容易掺入乳液中，且在较高的含量下不影响涂料的稳定性，除此之外，该助剂还是乳液聚合物的强溶剂。颜料分散剂采用威海晨源分子新材料有限公司的树枝状聚合物－颜料分散剂，网址为http://www.whcyd.com/index.php/product/show/sid/607/id/339.html，其含有大量的端基锚固基团可增加颜料的分散性和附着力，空间位阻作用可稳定分散颜料；对有机颜料和无机颜料都有很好的分散性能，可防止沉降，解决无机颜料浮色问题；产品改性后具有一定的消光性能，不需要添加消光剂，可以很好的应用到半光泽面涂以及汽车中涂中，并且表现出很好的防止流挂性，可用于工业用船舶涂料、集装箱涂料、户外钢结构厚膜涂装涂料；对颜料有很好的控制能力，更加有利于对批次间色差、不同施工条件下色差的控制。
所述的混合溶剂是乙二醇丁醚加水的混合物，重量份数比例为2:10，乙二醇丁醚由于其分子结构中既有醚基又有羟基，因而它的溶解性能十分优异，主要用于硝基纤维素、醋酸纤维素，合成树脂、油漆的溶剂，涂料工业用于配制油漆稀释剂、脱漆剂及制造喷漆的原料，乙二醇丁醚在涂料制作过程中加入可以起到成膜助剂的作用。
所述的隔热保温材料为空心玻璃微珠、膨胀珍珠岩和硅酸铝纤维的混合物，三者重量分数比例依次为1:1:1；所述的空心玻璃微珠采用中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司建筑涂料适应型号T32，T40，T46。紧密排列的空心玻璃微珠内部含有稀薄的气体，其导热系数低，对建筑起到非常好隔热保温效果，利用微小球形微珠比表面积小及低吸油率的特点，可大大减少树脂的用量及涂料中其他各生产成份的使用量，在高填充量的前提下，涂料的黏度增加不明显，可减少溶剂的使用量，降低涂料在使用过程中有毒气体的排放量，有效降低VOC指标。空心玻璃微珠是球形的微粒，起到轴承的作用，摩擦力小，可以增强涂料的流动涂抹性能，使施工更方便。本发明采用中空孔结构的膨胀珍珠岩，其颗粒直径在l0—l00纳米之间。膨胀珍珠岩是一种具有高性能的无机轻质绝热材料，密度小(70～250kg／m3)，使用温度范围为—200～800℃，温度在0～l00℃范围内的导热系数为O.024～O.058w／(m·k)，具有导热率低、无毒、无味、不腐、阻燃、吸音的优点，可用作高效保温、保冷填充材料。硅酸铝纤维又叫陶瓷纤维是一种新型轻质耐火材料，该材料具有容重轻、耐高温、热稳定性好，热传导率低、热容小、抗机械振动好、受热膨胀小、隔热性能好等优点，广泛用于冶金、电力、机械、化工的热能设备上的保温。本发明采用的硅酸铝纤维为60-300目的短纤维。
本发明所述的一种建筑外墙用隔热保温涂料，其生产方法包括以下步骤：
(1)在混合器中依次加入配方量的水和配方量的助剂，启动搅拌，转速为1000-1200转／分，高速分散5-10min；
(2) 按重量份数将钛酸酯偶联剂溶解在2ml甲苯溶剂中，将配方量金红石型二氧化钛、隔热保温材料加入混合器中，启动搅拌，转速为1000-1200转／分，升温到70℃-80℃，然后采用滴加法均匀加入钛酸酯偶联剂溶液，滴加速率控制在1min/1滴，滴加时间为10-20min；加完后继续搅拌20-30min，使每个隔热保温材料、二氧化钛颗粒都能包覆上一层偶联剂；
(3)最后投入配方量的乳液，N-羟甲基丙烯酰胺和混合溶剂，转速为500-600转／分，低速分散5-10min。
本发明的积极效果是：
1、本发明生产出来的建筑外墙用保温涂料成膜物由于在硅丙乳液和纯丙乳液中加入N-羟甲基丙烯酰胺、钛白粉、钛酸酯偶联剂、助剂、混合溶剂等材料以后，能够起到很好的化学交联作用，从而使成膜物的粘接强度增强、拉伸强度大，保温性能得到提高，而且延长涂料寿命。
2、加入空心玻璃微珠、膨胀珍珠岩和硅酸铝纤维的混合物作为隔热保温材料，这三种物质的导热率低，对建筑起到非常好的隔热保温效果。该隔热保温材料通过反射太阳光来达到隔热目的，能有效抑制并屏蔽红外线的辐射热和热量的传导，从而保证本发明涂料的隔热保温性能。本发明涂料的热反射率高达90％，导热系数为0.034W/m.K，能有效抑制太阳和红外线的辐射热和传导热，隔热抑制效率可达90％左右，能保持70%物体空间里的热量不流失。
3、本发明的涂料添加反射系数≥80，折射率为2.71的金红石型二氧化钛，其具有较优的反射和隔热性能，还具有很好的光线遮盖效果和很高的着色力，提高太阳热辐射反射，降低太阳热吸收，不让太阳在物体表面累计升温，从而发挥隔热作用。
4、隔热保温涂料对既有居住建筑节能改造具有广泛的社会效益。在夏季能阻隔太阳辐射89%以上，可以抑制绝大部分太阳热的吸收，在冬季可反射室内红外热85%以上，使得室内热量不会轻易流失。因此，无需长时间的开着空调，也能很好的保持室内适宜的温度，让居室冬暖夏凉。由于隔热保温涂料的特征，将建筑物表面太阳光反射到大气中，使建筑物表面不吸收热能，对降低城市热岛效应，具有重大意义。
具体实施方式
实施例1
首先按重量份数将40份乳液（A-102 硅丙乳液与A-99 纯丙乳液的混合液，两者重量份数比例依次为1.5：1），1份N-羟甲基丙烯酰胺，6份金红石型钛白粉，4份水，1份钛酸酯偶联剂，8份助剂（1份双硫代氨基甲酸酯，1份醋酸丁酸纤维素，1份羟乙基纤维素，1份颜料分散剂，4份醇酯十二成膜助剂），7份混合溶剂（乙二醇丁醚加水的混合物，重量份数比例为2:10），9份隔热保温材料（空心玻璃微珠、膨胀珍珠岩和硅酸铝纤维的混合物，三者重量份数比例依次为1:1:1，其中，空心玻璃微珠采用中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司建筑涂料适应型号T32），将进行备料；
一种建筑外墙用隔热保温涂料，其生产方法包括以下步骤:
(1)在混合器中依次加入配方量的水和配方量的助剂，启动搅拌，转速为1000转／分，高速分散5min；
(2) 按重量份数将钛酸酯偶联剂溶解在2ml甲苯溶剂中，将配方量金红石型二氧化钛、隔热保温材料加入混合器中，启动搅拌，转速为1000转／分，升温到70℃-80℃，然后采用滴加法均匀加入钛酸酯偶联剂溶液，滴加速率控制在1min/1滴，滴加时间为10min；加完后继续搅拌20min，使每个隔热保温材料、二氧化钛颗粒都能包覆上一层偶联剂；
(3)最后投入配方量的乳液，N-羟甲基丙烯酰胺和混合溶剂，转速为500转／分，低速分散5min。
实施例2
首先按重量份数将45份乳液（A-102 硅丙乳液与A-99 纯丙乳液的混合液，两者重量份数比例依次为1.5：1），1.5份N-羟甲基丙烯酰胺，7份金红石型钛白粉，5份水，1.5份钛酸酯偶联剂，12份助剂（1.5份五氯苯酚，2份醋酸丁酸纤维素，2份羟乙基纤维素，1.5份颜料分散剂，5份醇酯十二成膜助剂），8份混合溶剂（乙二醇丁醚加水的混合物，重量份数比例为2:10），10份隔热保温材料（空心玻璃微珠、膨胀珍珠岩和硅酸铝纤维的混合物，三者重量份数比例依次为1:1:1，其中，空心玻璃微珠采用中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司建筑涂料适应型号T40），将进行备料；
一种建筑外墙用隔热保温涂料，其生产方法包括以下步骤:
(1)在混合器中依次加入配方量的水和配方量的助剂，启动搅拌，转速为1100转／分，高速分散7min；
(2) 按重量份数将钛酸酯偶联剂溶解在2ml甲苯溶剂中，将配方量金红石型二氧化钛、隔热保温材料加入混合器中，启动搅拌，转速为1100转／分，升温到70℃-80℃，然后采用滴加法均匀加入钛酸酯偶联剂溶液，滴加速率控制在1min/1滴，滴加时间为15min；加完后继续搅拌25min，使每个隔热保温材料、二氧化钛颗粒都能包覆上一层偶联剂；
(3)最后投入配方量的乳液，N-羟甲基丙烯酰胺和混合溶剂，转速为550转／分，低速分散7min。
实施例3
首先按重量份数将50份乳液（A-102 硅丙乳液与A-99 纯丙乳液的混合液，两者重量份数比例依次为1.5：1），2份N-羟甲基丙烯酰胺，9份金红石型钛白粉，6份水，2份钛酸酯偶联剂，16份助剂（2份双硫代氨基甲酸酯，3份醋酸丁酸纤维素，3份羟乙基纤维素，2份颜料分散剂，6份醇酯十二成膜助剂），9份混合溶剂（乙二醇丁醚加水的混合物，重量份数比例为2:10），12份隔热保温材料（空心玻璃微珠、膨胀珍珠岩和硅酸铝纤维的混合物，三者重量份数比例依次为1:1:1，其中，空心玻璃微珠采用中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司建筑涂料适应型号T46），将进行备料；
一种建筑外墙用隔热保温涂料，其生产方法包括以下步骤:
(1)在混合器中依次加入配方量的水和配方量的助剂，启动搅拌，转速为1200转／分，高速分散10min；
(2) 按重量份数将钛酸酯偶联剂溶解在2ml甲苯溶剂中，将配方量金红石型二氧化钛、隔热保温材料加入混合器中，启动搅拌，转速为1200转／分，升温到70℃-80℃，然后采用滴加法均匀加入钛酸酯偶联剂溶液，滴加速率控制在1min/1滴，滴加时间为20min；加完后继续搅拌30min，使每个隔热保温材料、二氧化钛颗粒都能包覆上一层偶联剂；
(3)最后投入配方量的乳液，N-羟甲基丙烯酰胺和混合溶剂，转速为600转／分，低速分散10min。
利用该涂料(质量200克)制作的涂层，分别进行以下性能检测：
1、导热系数测试：按照GB／T10294—88、GB／T13475-92和JGJ 51-2002标准中的规定，使用导热系数测试仪测试涂料导热系数，导热系数小，说明导热性能差。
2、表面太阳反射比测试：按照GJB 9001A—200l质量管理体系要求，测定涂料在光谱范围250-2800nm之间的反射率和半球反射率。
3、隔热温差测试：将涂料涂在10mm x 10mm的铁板上做成样板。把制备的测试样板与参考样板放入温差测试仪中，对两种样品同时加热，分别即时记录加热箱温度、样板后箱温度和参考样板后箱温度。同时加热到1min，测试样板后箱温度与参考样板后箱温度的温度差。
4、耐久性测试：(参照标难GB／T1865—1997)在人工耐老化仓内进行耐老化性能测试，以本例产品为测试样品，以商购性能较好的水性乳胶涂料(德国盾牌陶瓷隔热涂料)为对照样品。测试结果，对照样品褪色粉化时间为600h，而测试样品的耐老化时间为2500h不褪色、不粉化。说明本发明获得的溶剂型涂料具有很好的耐久性。
本发明的测试结果如下表所示：