本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种防水保温涂料及其制备方法。
背景技术：
现今社会科学技术与社会生产的快速发展，能源和环境成为人们日益瞩目的两大问题，所以对节能和环保提出了更高的要求。据此保温隔热涂料应运而生，它能在不消耗任何外在能源的情况下，有效降低物体表面温度及内部温度，达到节省能源，降低能耗，提高安全性的目的。我国现有建筑面积达到400多亿m2，95％以上属于高能耗建筑，建筑能耗已达到社会总能源消耗的30％以上，成为我国经济发展的软肋，推行建筑节能迫在眉睫。
目前建筑外墙一般使用中空玻璃微珠型的保温涂料，可以有效降低建筑物表面及内部的温度，并能缓解建筑物表面的温度，对建筑物有良好的保护作用，其应用对于改善生活环境和节约能源有重要的意义。目前的外墙用保温涂料的原料主要是乳液、中空玻璃微珠及其他的填料、助剂等，加入中空玻璃微珠虽然隔热保温效果显著，但它属于硬质材料，易破损，反射效率大大降低；并且加入中空玻璃微珠后的涂料的漆膜较厚，涂层表面粗糙，装饰性差；漆膜表面多孔，漆膜致密性不够，导致漆膜耐水性差；中空玻璃微珠在涂料的制备过程中易粉化，在存储过程中容易离析，涂料的存储期短，容易变稠，成膏状，影响施工，涂覆以后与基层的粘结力弱，容易脱落，耐久性差，进而影响其防水保温性能。
专利申请号cn201110313407.6公开了一种水性外保温涂料，由以下组分按重量比组成：功能填料25～50份；乳液30～50份；填料20～35份；成膜助剂8～20份；润湿分散剂1～3份；丙二醇1～2份；消泡剂1～2份；防霉剂0.5～1.5份；增稠剂1～5份；水10～20份。本发明合成的涂料的漆膜较厚，涂层表面粗糙，装饰性差；漆膜表面多孔，漆膜致密性不够，导致漆膜耐水性差，涂料的稳定性和耐久性差，容易变稠，成膏状，影响施工，进而影响其防水防腐保温性能。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种防水保温涂料及其制备方法。
本发明提供一种防水保温涂料，包括如下质量百分含量的各组份：苯丙乳液20-30％，硅丙乳液30-40％，中空玻璃微珠4-8％，填料18-27％，纳米隔热保温粉0.5-1％，气凝胶0.5-2％，乙二醇0.2-1.5％，羟乙基纤维素0.1-0.3％，多功能助剂amp-950.08-0.12％，成膜助剂0.8-1％，增稠剂0.05-0.15％，添加剂0.8-1.8％，触变剂硅酸镁铝0.1-0.3％，硫化铝0.5-1％，4-苯基丁基甲基二氯硅烷1-2％，去离子水5-10％。
优选的，所述的防水保温涂料包括如下质量百分含量的各组份：苯丙乳液20％，硅丙乳液30％，中空玻璃微珠5％，填料27％，纳米隔热保温粉0.5％，气凝胶2％，乙二醇0.2％，羟乙基纤维素0.1％，多功能助剂amp-950.1％，成膜助剂1％，增稠剂0.15％，添加剂1.8％，触变剂硅酸镁铝0.1％，硫化铝0.5％，4-苯基丁基甲基二氯硅烷1.55％，去离子水10％。
优选的，所述中空玻璃微珠的细度为100-300目。
优选的，所述填料为金红石型钛白粉、煅烧高岭土和云母粉的混合物。
优选的，所述云母粉的细度为1000-1400目。
优选的，所述纳米隔热保温粉的粒径为8-12nm。
优选的，所述添加剂为润湿剂、分散剂、消泡剂、防腐剂、流平剂和色浆这六种物质的混合物。
本发明还提供了一种防水保温涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量百分含量称取5-10％的去离子水，在150-200r/min的低速搅拌下依次加入0.2-1.5％的乙二醇，0.8-1.8％的添加剂，在800-1200r/min的高速搅拌下分散均匀，得到混合料；
2)在500-600r/min的中速搅拌下，往混合料中依次加入0.4-0.5％的成膜助剂，18-27％的填料，0.5-1％的纳米隔热保温粉，0.5-2％的气凝胶，0.1-0.3％的羟乙基纤维素，0.1-0.3％的触变剂硅酸镁铝，0.5-1％的硫化铝，1-2％的4-苯基丁基甲基二氯硅烷，高速搅拌分散均匀后，加入砂磨机中进行砂磨；
3)砂磨后的混合物加入分散机中，在中速搅拌下加入4-8％的中空玻璃微珠，分散均匀后，低速搅拌，再加入20-30％的苯丙乳液，30-40％的硅丙乳液，0.4-0.5％的成膜助剂，0.08-0.12％的多功能助剂amp-95，待搅拌均匀后，在中速搅拌下加入0.05-0.15％的增稠剂，分散均匀，得到防水保温涂料。
优选的，所述步骤3)中砂磨后的混合物的细度为45-55μm。
本发明所述填料的组成及在整个防水防腐隔热涂料中的质量百分含量为金红石型钛白粉10-12％，煅烧高岭土5-10％，云母粉3-5％。
本发明所述添加剂的组成及在整个防水防腐隔热涂料中的质量百分含量为润湿剂0.1-0.15％，分散剂0.3-0.8％，消泡剂0.1-0.15％，防腐剂0.1-0.3％，流平剂0.1-0.2％，色浆0.1-0.2％。
本发明所述的防水保温涂料，包括如下质量百分含量的各组份：苯丙乳液20％，硅丙乳液30％，中空玻璃微珠5％，金红石型钛白粉12％，煅烧高岭土10％，云母粉5％，纳米隔热保温粉0.5％，气凝胶2％，乙二醇0.2％，羟乙基纤维素0.1％，多功能助剂amp-950.1％，成膜助剂1％，增稠剂0.15％，0.2％的乙二醇，润湿剂0.15％，分散剂0.8％，消泡剂0.15％，防腐剂0.3％，流平剂0.2％，色浆0.2％，触变剂硅酸镁铝0.1％，硫化铝0.5％，4-苯基丁基甲基二氯硅烷1.55％，去离子水10％。
本发明中所述中空玻璃微珠为上海翊创新材料科技有限公司供应的型号为s38hs。
本发明中所述金红石型钛白粉为郑州广辰贸易有限公司供应的。
本发明中所述煅烧高岭土为山西金洋煅烧高岭土有限公司供应的型号为db-80。
本发明中所述云母粉为广州晟珠日用颜料有限公司供应的。
本发明中所述纳米隔热保温粉为安徽宣城晶瑞新材料有限公司供应的vk-r30e隔热粉。
本发明所述气凝胶为河北格瑞玻璃棉制品有限公司供应的型号为qf。
本发明所述多功能助剂amp-95为广州恒宇化工有限公司供应的。
本发明中所述的成膜助剂为上海摩田化学有限公司供应的型号为ncp-2。
本发明中所述的增稠剂为广州市灏洋水处理材料有限公司供应的型号为hy-800碱溶性增稠剂。
本发明中所述的分散剂为上海明达化工有限公司供应的型号为sn-5040。
本发明中所述的消泡剂为成都祥和涂料有限公司供应的型号为w-w103。
本发明中所述的防腐剂为潍坊乾隆造纸助剂有限公司供应的型号为zh-03杀菌防腐剂。
本发明中所述的流平剂为上海德予得贸易有限公司供应的型号为byk333流平剂。
煅烧高岭土就是将高岭土在煅烧炉中烧结到一定的温度和时间，使其的物理化学性能产生一定的变化，以满足一定的要求。煅烧高岭土与未煅烧高岭土相比，低温煅烧高岭土的结合水含量减少，二氧化硅和三氧化铝含量均增大，活性点增加，结构发生变化，粒径较小且均匀。
多功能助剂amp-95为质量分数95％的-2-氨基-2-甲基-1-丙醇,是目前少数具有低分子量和高碱性的工业胺之一。amp-95可以作为各种类型乳胶漆的多功能助剂，在配方中用amp-95作为强力共分散剂可以防止颜料再凝聚。多功能助剂amp-95是一种强力共分散剂，最终在干燥时会从涂膜中挥发掉，这意味着它不会残留在涂膜中，从而不会影响光泽。另外，使用amp-95以后，使颜料分散性更为充分，也有助于提高光泽。本发明加入多功能助剂amp-95，有效控制ph值，当与传统分散剂配合使用时可减少分散剂的用量，由于分散剂用量减少而使泡沫降低，使颜料发挥最优化的分散效果,具有优异的保色性，改进增稠剂的性能，降低涂料气味，降低成本。
本发明中的触变剂为硅酸镁铝，硅酸镁铝(崩解剂)，具有独特的三维空间链式结构及特殊的针、棒状晶体结构，在水介质中形成"卡片宫"式的缔合网络结构，该缔合结构在水性体系中具有强烈的束缚、隔离、悬浮、托举包括固体颗粒、乳液、气体在内的各类微细物质的能力，具有低剪切高粘度、高剪切低粘度的高触变性，因而有不同寻常的胶体和吸附性能，被广泛应用于油漆涂料行业。
中空玻璃微珠是一种中空的圆球粉末状性能优异的超轻质无机非金属新材料，表面光洁坚硬，对各种介质几乎不吸收，能很好地反射光、热等入射波，它的密度低，导热系数小，隔热性能好。将中空玻璃微珠用作保温涂料的填料，利用其球形结构，能提高涂料的绝热性能，也赋予涂料更好的增白遮蔽效果，防止成膜物质的降解，延长使用寿命；还能够增强涂料的流平性。目前的外墙用保温涂料的原料主要是乳液、中空玻璃微珠及其他的填料、助剂等，加入中空玻璃微珠虽然隔热保温效果显著，但它属于硬质材料，易破损，反射效率大大降低；并且加入中空玻璃微珠后的涂料的漆膜较厚，涂层表面粗糙，装饰性差；漆膜表面多孔，漆膜致密性不够，导致漆膜耐水性差；中空玻璃微珠在涂料的制备过程中易粉化，在存储过程中容易离析，涂料的存储期短，容易变稠，成膏状，影响施工，涂覆以后与基层的粘结力弱，容易脱落，耐久性差，进而影响其防水保温性能。为了解决这些问题，专利申请号cn201110095018.0中采用单晶硅粉体来代替中空玻璃微珠，得到的外墙涂料的漆膜致密性良好，漆膜干后耐水耐污性优，成品漆储存期长。但是单晶硅粉体的价格要大大高于中空玻璃微珠，利用单晶硅具有极强的紫外吸收和红外反射能力，所得涂料的隔热效果显著，但其保温效果不佳。
本发明将苯丙乳液、硅丙乳液、中空玻璃微珠、硫化铝、4-苯基丁基甲基二氯硅烷、煅烧高岭土及其它原料混合，并且运用本发明的制备方法得到的涂料能够克服现有外墙用保温涂料的缺陷，其不仅具有传统外墙涂料的装饰性，附着性，更有着优异的防水性和保温隔热效果，涂层致密柔性性好，耐酸碱渗透，防水防腐效果好，克服了中空玻璃微珠在涂料的制备过程中易粉化，在存储过程中容易离析的缺点，所得涂料的存储期长，稳定性高，涂覆以后与基层的粘结力强，耐久性好，可以涂刷在温变频繁、热膨胀系数大或是震动频繁的物体表面上隔热保温，避免物体温变膨胀、收缩或是长时间震动时隔热保温层出现裂纹脱落。
本发明中的涂料在制备过程中首先加入去离子水，在低速搅拌下，加入乙二醇和添加剂分散均匀，能够避免带入大量的空气形成气泡，保证涂料质量；高速搅拌均匀后在中速搅拌下加入一半的成膜助剂、填料、隔热保温粉、气凝胶、触变剂硅酸镁铝、羟乙基纤维素、硫化铝和4-苯基丁基甲基二氯硅烷，在成膜助剂、触变剂和羟乙基纤维素的作用下使得填料和保温粉能够均匀分散，然后加入砂磨机中砂磨，使得混合液体中的液滴在剪切力的作用下破碎，各原料之间混合更加均匀；然后加入中空玻璃微珠分散均匀后，在低速搅拌下加入苯丙乳液、硅丙乳液、一半的成膜助剂和多功能助剂amp-95，再加入增稠剂，调节涂料的黏度，符合实际应用要求，得到防水防腐隔热涂料。由于中空玻璃微珠属于硬质材料，易破损，因此为了防止其被搅拌破碎，现有的保温涂料在制备过程中，中空玻璃微珠是在加入乳液以后加入的，此种加入顺序使得中空玻璃微珠的优势没有得到充分发挥，对于改善涂料的流动性和流平性效果不明显。本发明通过先加入气凝胶、羟乙基纤维素、硫化铝和4-苯基丁基甲基二氯硅烷，能够保护中空玻璃微珠，不容易破损，从而实现在加入乳液之前加入，能够极大的增加混合液体的流动性，减少收缩率，增强涂料的流动性和流平性，使得苯丙乳液和硅丙乳液能够更好的与上述混合液混合，加入强力分散剂多功能助剂amp-95，使得各材料之间不容易凝聚。并且本发明的成膜助剂是分两次加入的，分别在加入填料之前和加入乳液之后，第一次加入能够使填料更好的润湿分散，避免直接加乳液而润湿不良返粗，团聚的问题；第二次加入是在加入乳液之后，相比于专利申请号cn201110313407.6中在乳液之前加入，能够避免被粉体吸收造成成膜助剂的效率下降，加到乳液后面能够增加成膜助剂对乳液粒子的吸附，减少成膜助剂的用量。本发明中的原料采用此种添加顺序，并且搅拌速度也相应变化，能够使各原料之间均匀混合，所得涂料的稳定性良好，性能达到最优。
本发明的有益效果是：
1、本发明将苯丙乳液、硅丙乳液、中空玻璃微珠、硫化铝、4-苯基丁基甲基二氯硅烷、煅烧高岭土及其它原料混合，并且运用本发明的制备方法得到的涂料能够克服现有外墙用保温涂料的缺陷，其有着优异的防水性和保温隔热效果，涂层致密柔性性好，耐酸碱渗透，防水防腐效果好，所得涂料的存储期长，稳定性高，涂覆以后与基层的粘结力强，耐久性好，可以涂刷在温变频繁、热膨胀系数大或是震动频繁的物体表面上隔热保温，避免物体温变膨胀、收缩或是长时间震动时隔热保温层出现裂纹脱落。
2、本发明的防水保温涂料对各种基材均具有良好的附着力，在不影响遮盖力的情况下，使得涂层质感更细腻美观，更轻薄薄，单涂面积更大，保温效果更好。在应用于建筑外墙保温防水装饰工程中，不仅降低了工程造价，也为建筑使用者节约了大量的能源支出，也为社会带来了巨大的环保效益。
3、本发明的防水保温涂料制备过程中各原料按一定的顺序添加，并且搅拌速度也随之改变，能够使各原料之间均匀混合，并且所得涂料的稳定性良好，性能达到最优。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围内。
实施例1
1)按质量百分含量称取5％的去离子水，在200r/min的低速搅拌下依次加入1.5％的乙二醇，润湿剂0.1％，分散剂0.3％，消泡剂0.1％，防腐剂0.1％，流平剂0.1％，色浆0.1％，在1200r/min的高速搅拌下分散均匀，得到混合料；
2)在500r/min的中速搅拌下，往混合料中依次加入0.4％的成膜助剂，金红石型钛白粉10％，煅烧高岭土5％，云母粉3％，1％的纳米隔热保温粉，0.5％的气凝胶，0.3％的羟乙基纤维素，0.2％的触变剂硅酸镁铝，0.77％的硫化铝，1％的4-苯基丁基甲基二氯硅烷，在1200r/min的高速搅拌下分散均匀后，加入砂磨机中进行砂磨，砂磨后的混合物的细度为45μm；
3)砂磨后的混合物加入分散机中，在500r/min的中速搅拌下加入8％的中空玻璃微珠，分散均匀后，在200r/min的低速搅拌下，再加入30％的苯丙乳液，32％的硅丙乳液，0.4％的成膜助剂，0.12％的多功能助剂amp-95，待搅拌均匀后，在500r/min的中速搅拌下加入0.05％的增稠剂，分散均匀，得到防水保温涂料。
实施例2
1)按质量百分含量称取10％的去离子水，在150r/min的低速搅拌下依次加入0.2％的乙二醇，润湿剂0.15％，分散剂0.8％，消泡剂0.15％，防腐剂0.3％，流平剂0.2％，色浆0.2％，在800r/min的高速搅拌下分散均匀，得到混合料；
2)在600r/min的中速搅拌下，往混合料中依次加入0.5％的成膜助剂，金红石型钛白粉12％，煅烧高岭土10％，云母粉5％，0.5％的纳米隔热保温粉，2％的气凝胶，0.1％的羟乙基纤维素，0.1％的触变剂硅酸镁铝，0.5％的硫化铝，1.55％的4-苯基丁基甲基二氯硅烷，在800r/min的高速搅拌下分散均匀后，加入砂磨机中进行砂磨，砂磨后的混合物的细度为50μm；
3)砂磨后的混合物加入分散机中，在600r/min的中速搅拌下加入5％的中空玻璃微珠，分散均匀后，在150r/min的低速搅拌下，再加入20％的苯丙乳液，30％的硅丙乳液，0.5％的成膜助剂，0.1％的多功能助剂amp-95，待搅拌均匀后，在600r/min的中速搅拌下加入0.15％的增稠剂，分散均匀，得到防水保温涂料。
实施例3
1)按质量百分含量称取7.82％的去离子水，在150r/min的低速搅拌下依次加入0.8％的乙二醇，润湿剂0.12％，分散剂0.5％，消泡剂0.13％，防腐剂0.2％，流平剂0.15％，色浆0.2％，在1000r/min的高速搅拌下分散均匀，得到混合料；
2)在600r/min的中速搅拌下，往混合料中依次加入0.5％的成膜助剂，金红石型钛白粉10％，煅烧高岭土6％，云母粉4％，0.5％的纳米隔热保温粉，1％的气凝胶，0.1％的羟乙基纤维素，0.3％的触变剂硅酸镁铝，1％的硫化铝，2％的4-苯基丁基甲基二氯硅烷，在1000r/min的高速搅拌下分散均匀后，加入砂磨机中进行砂磨，砂磨后的混合物的细度为55μm；
3)砂磨后的混合物加入分散机中，在600r/min的中速搅拌下加入4％的中空玻璃微珠，分散均匀后，在150r/min的低速搅拌下，再加入20％的苯丙乳液，40％的硅丙乳液，0.5％的成膜助剂，0.08％的多功能助剂amp-95，待搅拌均匀后，在600r/min的中速搅拌下加入0.1％的增稠剂，分散均匀，得到防水保温涂料。
对比例1
1)按质量百分含量称取10％的去离子水，在150r/min的低速搅拌下依次加入0.2％的乙二醇，润湿剂0.15％，分散剂0.8％，消泡剂0.15％，防腐剂0.3％，流平剂0.2％，色浆0.2％，在800r/min的高速搅拌下分散均匀，得到混合料；
2)在600r/min的中速搅拌下，往混合料中依次加入0.5％的成膜助剂，金红石型钛白粉12％，煅烧高岭土10％，云母粉5％，0.5％的纳米隔热保温粉，2％的气凝胶，0.1％的羟乙基纤维素，0.1％的触变剂硅酸镁铝，0.5％的硫化铝，在800r/min的高速搅拌下分散均匀后，加入砂磨机中进行砂磨，砂磨后的混合物的细度为50μm；
3)砂磨后的混合物加入分散机中，在600r/min的中速搅拌下加入5％的中空玻璃微珠，分散均匀后，在150r/min的低速搅拌下，再加入21.55％的苯丙乳液，30％的硅丙乳液，0.5％的成膜助剂，0.1％的多功能助剂amp-95，待搅拌均匀后，在600r/min的中速搅拌下加入0.15％的增稠剂，分散均匀，得到防水保温涂料。
对比例2
1)按质量百分含量称取10％的去离子水，在150r/min的低速搅拌下依次加入0.2％的乙二醇，润湿剂0.15％，分散剂0.8％，消泡剂0.15％，防腐剂0.3％，流平剂0.2％，色浆0.2％，在800r/min的高速搅拌下分散均匀，得到混合料；
2)在600r/min的中速搅拌下，往混合料中依次加入0.5％的成膜助剂，金红石型钛白粉12％，煅烧高岭土10％，云母粉5％，0.5％的纳米隔热保温粉，2％的气凝胶，0.1％的羟乙基纤维素，0.1％的触变剂硅酸镁铝，在800r/min的高速搅拌下分散均匀后，加入砂磨机中进行砂磨，砂磨后的混合物的细度为50μm；
3)砂磨后的混合物加入分散机中，在600r/min的中速搅拌下加入5％的中空玻璃微珠，分散均匀后，在150r/min的低速搅拌下，再加入22.05％的苯丙乳液，30％的硅丙乳液，0.5％的成膜助剂，0.1％的多功能助剂amp-95，待搅拌均匀后，在600r/min的中速搅拌下加入0.15％的增稠剂，分散均匀，得到防水保温涂料。
对比例3
一种防水保温涂料，包括以下组份及各自质量百分含量：苯丙乳液20％，硅丙乳液30％，中空玻璃微珠5％，金红石型钛白粉12％，煅烧高岭土10％，云母粉5％，纳米隔热保温粉0.5％，气凝胶2％，乙二醇0.2％，羟乙基纤维素0.1％，多功能助剂amp-950.1％，成膜助剂1％，增稠剂0.15％，0.2％的乙二醇，润湿剂0.15％，分散剂0.8％，消泡剂0.15％，防腐剂0.3％，流平剂0.2％，色浆0.2％，触变剂硅酸镁铝0.1％，硫化铝0.5％，4-苯基丁基甲基二氯硅烷1.55％，去离子水10％。按照专利cn201110313407.6中的制备方法得到防水保温涂料。
对比例4
根据专利cn201110313407.6中的原料和方法得到的水性外保温涂料。
将实施例1-3和对比例1-4所得涂料的性能进行测试，结果如下表1。
其中，涂料的防水测试按检验标准q/hzgc01-2006《有机高分子防水涂料》中的规定进行；酸处理、碱处理和人工气候老化处理实验按照检验标准jg/t375-2012的规定进行；隔热性能按照jg/t235-2008的规定测试。
表1涂料性能测试结果
从上表中可以看出，采用本发明的原料及方法得到的防水保温涂料，其防水、防腐、隔热性能均优于对比例所得的涂料。与对比例1相比，本发明所得涂料的太阳反射比以及半球发射率高于对比例1，说明涂料的隔热性能较好，并且经过水、酸、碱及老化处理后的拉伸强度保持率都达到了120％以上，说明涂料的防水性及防腐性能优异，本发明涂料的稳定性要优于对比例1；也说明了未加入4-苯基丁基甲基二氯硅烷所得涂料的防水、防腐、隔热性能以及稳定性均会降低。与对比例2相比，本发明所得涂料的防水防腐隔热性能及稳定性良好，说明不加硫化铝及4-苯基丁基甲基二氯硅烷所得涂料的防水防腐隔热性能大大降低，涂料的稳定性较差，储存期短。与对比例3相比，本发明所得涂料的防水防腐隔热性能及稳定性良好，说明按照本发明中原料的加入顺序及搅拌速度，各原料之间分散良好，涂料的稳定性好，性能达到最优。与对比例4相比，本发明所得涂料的防水防腐隔热性能及稳定性良好，说明本发明将苯丙乳液、硅丙乳液、中空玻璃微珠、硫化铝、4-苯基丁基甲基二氯硅烷、煅烧高岭土及其它原料混合，并且运用本发明的制备方法得到的涂料能够克服现有外墙用保温涂料的缺陷，其不仅具有传统外墙涂料的装饰性，附着性，更有着优异的防水性和保温隔热效果，涂层致密柔性性好，耐酸碱渗透，防水防腐效果好，克服了中空玻璃微珠在涂料的制备过程中易粉化，在存储过程中容易离析的缺点，所得涂料的存储期长，稳定性高，涂覆以后与基层的粘结力强，耐久性好，可以涂刷在温变频繁、热膨胀系数大或是震动频繁的物体表面上隔热保温，避免物体温变膨胀、收缩或是长时间震动时隔热保温层出现裂纹脱落。