本发明涉及建筑涂料领域，具体涉及一种水性环保防霉控温型建筑涂料及其制备方法。
背景技术：
传统的溶剂型建筑所挥发出来的有机化合物是造成环境污染的一个主要因素，与此同时挥发性有机化合物voc直接进入空气，会造成空气污染，对溶剂型涂料的生产者、施工者以及使用者造成健康损害。随着国家倡导的环保要求以及人们环保意识的增强，溶剂型涂料已经不能满足人们的日常生活要求，水性涂料替代溶剂涂料已为趋势。
随着人们生活水平的提高，人们对居住环境的舒适性要求也逐渐提高，随着空调和暖气等的大量使用，造成了严重的能源损耗，相应的建筑能耗大大提高。
目前相变材料在建筑材料领域方面的应用大多以开放的形式直接掺入水泥，存在相变过程中相变材料泄漏的问题，或者采用有机壳材对相变材料进行包覆，例如：三聚氰胺-甲醛树脂等，存在壳材强度不高，导热性差，导致相变微胶囊的控温效果差。
例如，公开号cn102190932a的专利文献报道的直接将相变材料与膨胀珍珠岩直接复合构成复合型相变储能材料，再与苯丙乳液、纯丙乳液、乙丙乳液的一种或几种混合形成建筑涂料，该相变储能复合材料用物理吸附法直接将相变材料吸入膨胀珍珠岩的多孔结构中，在多次循环使用过程中存在相变材料的泄露问题，因此相变材料的调温效果不佳。
例如，公开号cn201210052510的专利文献报道的相变材料为三聚氰胺完全封端型树脂胶囊，直接用于建筑节能涂料的制备，虽然解决了相变材料在使用过程中的泄漏问题，但其导热系数相对较低，因此影响相变微胶囊的控温效果。
例如，公开号cn200610021970的专利文献报道了用三聚氰胺-甲醛树脂作为壳材的相变微胶囊，用于建筑节能涂料的制备，虽然在壳材中添加了无机成分，但其导热系数相对于无机壳材二氧化硅仍然较低，同样影响相变微胶囊的控温效果。
公开号cn105238361b公开了一种基于银/二氧化硅双层壁材的多功能微胶囊相变材料及其制备方法。该专利通过构建巯基二氧化硅单层壁材诱导银离子组装形成双壳材相变材料。但银是金属且易氧化，容易对微胶囊材料整体性能引起变化。
传统的建筑涂料要起到防霉功效，需要单独喷涂或者在涂料中添加防霉剂，而市面上的防霉剂主要是碘化甲醛、碘化丙炔衍生物等碘系化合物以及硼酸金属盐、三丁基锡等有机锡化合物，存在持久性不好、有毒或者价格贵等各种缺点，公开号cn104017453a公开了一种无毒水性微胶囊防霉保温涂料及其制备方法，也是采用防污剂环氧甲萘醌起到防霉的作用。
基于建筑行业对新型环保防霉控温涂料的需求，本发明提供一种二氧化硅/磷酸银复合壳材，相变材料作为囊材的微胶囊，结合有机硅改性丙烯酸树脂乳液等跟其他成分的涂料，其中相变微胶囊相比于传统的相变材料，其材料的比表面积增大，二氧化硅/磷酸银复合壳材相比于有机壳材，相变微胶囊的导热系数得到了极大提升，由于二氧化硅壳容易形成微孔结构，sds作为阴离子表面活性剂，银离子通过静电作用吸附在二氧化硅孔隙中，随着磷酸银的生长，微孔结构逐渐被填充，从而增强了复合壳材的机械强度和致密性，避免了石蜡类相变材料在使用过程中的泄漏问题。和银单质不同，磷酸银属于半导体，能够吸收光子产生自由基，使得其具有抗菌性能的同时防霉功能。这些在建筑涂料行业的现有技术中未见报道。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种水性环保防霉控温型建筑涂料及其制备方法，该涂料的制备中直接以水作为溶剂，能够有效降低挥发性有机化合物voc的排放，达到国家环保的要求。
该水性涂料在制备过程当中加入了相变微胶囊，其中相变微胶囊是“核-壳”结构的微球，粒径在3-5微米，相变微胶囊的芯材选用相变温度为25-26℃的石蜡类相变材料，壳材为二氧化硅/磷酸银复合材料。相变微胶囊用于建筑材料当中，可以通过其温度调节功能来调控居住环境温度，降低建筑能耗，达到节能环保的效果。
本发明为了实现上述目的可以通过以下技术方法实现：
一种水性环保防霉控温建筑涂型料，包括以下重量分数的原料：相变微胶囊30-60份、有机硅改性丙烯酸树脂乳液80-100份、云母粉15-20份、成膜助剂5-9份、消泡剂0.5-0.8份、分散剂3-5份、增稠剂3-6份、润湿剂0.5-0.7份、去离子水30-50份。
成膜助剂为十二碳醇酯、己二醇、苯甲醇或者3-乙氧基丙酸乙酯中的一种或多种；消泡剂为二甲基硅油、聚醚或者高碳醇中的一种或多种；分散剂为十二烷基磺酸钠或者十二烷基苯磺酸钠，增稠剂为羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素或者羧甲基纤维素中的一种或多种；润湿剂为聚硅氧烷聚合物。
一种水性环保防霉控温建筑涂型料的制备方法，包括如下步骤：
第一步，用界面聚合法制备以石蜡为芯材，二氧化硅/磷酸银为复合壳材的相变微胶囊；
第二步，通过有机硅对水溶性丙烯酸树脂改性，得到水溶性有机硅改性丙烯酸树脂乳液；
第三步，分别将相变微胶囊和有机硅改性的丙烯酸树脂乳液加入一定量的去离子水中，再分别添加分散剂、润湿剂、消泡剂、云母粉、增稠剂、成膜助剂等，在一定温度下通过机械搅拌最终制得水性环保控温型建筑涂料。
其中，所述的相变微胶囊的制备方法是：将30～60份的石蜡与30份的正硅酸乙酯混合均匀，加入含有1～2.5％的复合表面活性剂ctab和sds的甲酰胺溶液中充分乳化，反应温度为45℃，转速为1000rpm/min；待乳化完全，随即缓慢滴入一份冰醋酸，反应12小时后加入3份的agno3，继续搅拌1h后滴加一份na3po4溶液，搅拌5h后停止搅拌，沉化24小时后分别用去离子水和无水乙醇洗涤，干燥得到石蜡为芯材，二氧化硅/磷酸银为复合壳材的相变微胶囊。
在对石蜡进行乳化形成水包油乳液时用甲酰胺替代水相，表面活性剂选用复合表面活性剂ctab和sds，ctab与sds的摩尔比为1:1～1：2。
水性有机硅改性丙烯酸树脂乳液的制备方法，包括以下步骤：
将10份丙烯酸丁酯和10份甲基丙烯酸甲酯加入提前搅拌均匀的含有4.2％吐温-80和0.8％op-10的复合乳化剂的水溶液中，同时加入2.4份过硫酸铵；保持搅拌，温度为80℃，2h后第二次分别投入38份丙烯酸丁酯和38份甲基丙烯酸甲酯；继续保温搅拌1h，第三次分别投入40份丙烯酸丁酯、40份甲基丙烯酸甲酯、2.4份过硫酸铵和硅烷偶联剂kh-570；保温3h后加入20份过硫酸铵水溶液，保温反应12h后结束反应，得到水性有机硅改性丙烯酸树脂乳液。
此外，一种水性环保防霉控温建筑涂型料的制备方法中最后一步的混合过程温度为40～50℃，搅拌速率为1000rpm/min。
本发明的有益效果是：
(1)该涂料为水性涂料，以水为溶剂，节约了生产成本，降低了对环境的污染，减少了对生产者、施工者和使用者的身体危害。
(2)以水性有机硅改性丙烯酸树脂为基础原料，赋予了该涂料优异的耐磨性、耐候性和耐水性，且在建筑表面成膜性能优异；其中云母粉作为填料，赋予了该涂料更好的耐候性、抗渗透能力和耐磨性。
(3)以相变微胶囊为基础原料，复合壳材中磷酸银的存在赋予了材料良好的抗菌防霉功能，半导体磷酸银吸收光子产生自由基能够有效抑制墙面霉菌生长，不需要额外添加有机防霉剂；相变材料的存在赋予了该涂料优异的温度调节功能，当白天温度升高时，相变材料开始熔融吸热，从而降低环境温度，当晚上温度开始降低时，相变材料开始结晶放热，从而升高环境温度，有利于室内温度的调控，提高居住的舒适性。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不限制本发明。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
其中所有实施例中机硅改性丙烯酸树脂的制备过程如下：
第一步，将10份丙烯酸丁酯和10份甲基丙烯酸甲酯加入提前搅拌均匀的含有乳化剂4.2％吐温-80和含有0.8％op-10的水溶液中，同时加入2.4份过硫酸铵；
第二步，保持搅拌，温度为80℃，2h后第二次分别投入38份丙烯酸丁酯和38份甲基丙烯酸甲酯；
第三步，继续保温搅拌1h，第三次分别投入40份丙烯酸丁酯、40份甲基丙烯酸甲酯、2.4份过硫酸铵和硅烷偶联剂kh-570；
第四步，保温3h后加入20份过硫酸铵水溶液，保温反应12h后结束反应，得到水性有机硅改性丙烯酸树脂。
实施例1
相变微胶囊制备：
采用界面聚合法制备相变微胶囊，将30份的石蜡与30份的正硅酸乙酯混合均匀，加入含有1％的复合表面活性剂ctab和sds的甲酰胺溶液中充分乳化，反应温度为45℃，转速为1000rpm/min；待乳化完全，随即缓慢滴入一份冰醋酸，反应12小时后加入3份的agno3，继续搅拌1h后滴加一份的na3po4溶液，搅拌5h后停止搅拌，陈化24小时后分别用去离子水和无水乙醇洗涤，干燥得到石蜡为芯材，二氧化硅/磷酸银为复合壳材的相变微胶囊。
本实施例提供了一种水性环保防霉控温型建筑涂料及其制备方法，建筑涂料配方如下：
将上述原料按照以下步骤混合，其中混合温度为40℃，搅拌速度为1000rpm/min：
第一步，将分散剂、消泡剂、润湿剂分别加入去离子水中，通过机械搅拌持续搅拌1h混合均匀备用；
第二步，将相变微胶囊、有机硅改性丙烯酸树脂和云母粉加入去离子水中搅拌均匀，随后加入第一步的混合液，搅拌均匀后加入增稠剂继续搅拌30min，加入成膜助剂，搅拌20-30min，得到水性环保防霉控温建筑涂料。该建筑涂料粉刷墙面后日常光照下可部分抑制黑曲菌、根霉，支顶孢属菌，交链孢属菌等等，同时具有一定温度调节能力。
实施例2
相变微胶囊制备：
采用界面聚合法制备相变微胶囊，将40份的石蜡与30份的正硅酸乙酯混合均匀，加入含有2％的复合表面活性剂ctab和sds的甲酰胺溶液中充分乳化，反应温度为45℃，转速为1000rpm/min；待乳化完全，随即缓慢滴入一份冰醋酸，反应12小时后加入3份的agno3，继续搅拌1h后滴加一份的na3po4溶液，搅拌5h后停止搅拌，陈化24小时后分别用去离子水和无水乙醇洗涤，干燥得到石蜡为芯材，二氧化硅/磷酸银为复合壳材的相变微胶囊。
本实施例提供了一种水性环保防霉控温型建筑涂料及其制备方法，建筑涂料配方如下：
将上述原料按照以下步骤混合，其中混合温度为50℃，搅拌速度为1000rpm/min：
第一步，将分散剂、消泡剂、润湿剂分别加入去离子水中，通过机械搅拌持续搅拌1h混合均匀备用；
第二步，将相变微胶囊、有机硅改性丙烯酸树脂和云母粉加入去离子水中搅拌均匀，随后加入第一步的混合液，搅拌均匀后加入增稠剂继续搅拌30min，加入成膜助剂，搅拌20-30min，得到水性环保防霉控温建筑涂料。该建筑涂料粉刷墙面后日常光照下可有效抑制黑曲菌、根霉，支顶孢属菌，交链孢属菌等等，同时具有一定温度调节能力。
实施例3
相变微胶囊制备：
采用界面聚合法制备相变微胶囊，将60份的石蜡与30份的正硅酸乙酯混合均匀，加入含有2.5％的复合表面活性剂ctab和sds的甲酰胺溶液中充分乳化，反应温度为45℃，转速为1000rpm/min；待乳化完全，随即缓慢滴入一份冰醋酸，反应12小时后加入3份的agno3，继续搅拌1h后滴加一份的na3po4溶液，搅拌5h后停止搅拌，陈化24小时后分别用去离子水和无水乙醇洗涤，干燥得到石蜡为芯材，二氧化硅/磷酸银为复合壳材的相变微胶囊。
本实施例提供了一种水性环保防霉控温型建筑涂料及其制备方法。建筑涂料配方如下：
将上述原料按照以下步骤混合，其中混合温度为45℃，搅拌速度为1000rpm/min：
第一步，将分散剂、消泡剂、润湿剂分别加入去离子水中，通过机械搅拌持续搅拌1h混合均匀备用；
第二步，将相变微胶囊、有机硅改性丙烯酸树脂和云母粉加入去离子水中搅拌均匀，随后加入第一步的混合液，搅拌均匀后加入增稠剂继续搅拌30min，加入成膜助剂，搅拌20-30min，得到水性环保防霉控温型建筑涂料。该建筑涂料粉刷墙面后日常光照下可有效抑制黑曲菌、根霉，支顶孢属菌，交链孢属菌等等，同时具有一定温度调节能力。