本发明涉及环保材料
技术领域：
，尤其涉及一种水性绝热保温自清洁涂料及其制备方法。
背景技术：
据有关部门统计，我国近50％的城市出现中度以上污染，其中18％的城市出现重度污染。这些越来越严重的雾霾、烟雾、工业废气、酸雨等给建筑物外墙带来了很大的污染问题，大大影响了建筑物的美观性、功能性和耐久性。耐玷污性已经成为考察建筑外墙涂料的重要指标。同时，公共建筑被确定为节能降耗主要领域，住建部确定近40座城市为节能改造重点城市。按照规定，每个城市未来两年内须完成改造建筑面积不少于400万平方米，按100元/㎡计算，就意味着每座城市未来将提供4亿元的市场需求，40座就是160亿。目前我国每年新增的建筑面积约20亿平方米，占世界一半，居全球首位，单位建筑面积采暖能耗为发达国家的2-3倍。反映出我国建筑领域节能减排的紧迫性，传统的隔热保温材料中，如岩棉毡、无机保温砂浆、聚苯泡沫板、发泡聚氨酯等厚度必须达到一定要求，才能有较好的保温性能，且在防水、抗裂、施工性等方面存在不足；有机高分子发泡材料耐燃性差，存在火灾隐患。技术实现要素：有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种环保，绝热保温效果好，同时又具备自清洁功能的水性绝热保温自清洁涂料。为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种水性绝热保温自清洁涂料，其特征在于，包括如下质量分数的成分：纳米sio2气凝胶25-35份、硅丙乳液30-40份、软木粉10-25份、纳米tio23-5份、纳米al2o32-5份、纳米sb2o32-6份、陶瓷空心微珠5-15份、云母粉1-3份、抗静电助剂1-3份、无水乙醇10-20份、去离子水5-20份、润湿分散剂2-5份、消泡剂0.1-1份、杀菌剂0.1-0.3份、增稠剂0.1-0.5份及防冻剂1-3份，其中：所述润湿分散剂包括第一润湿分散剂和第二润湿分散剂，所述第一润湿分散剂为聚丙烯酸铵盐类润湿分散剂，所述第二分散剂为嵌段共聚物高分子类润湿分散剂。在一些较佳的实施例中，所述纳米sio2气凝胶中纳米sio2粉体的质量分数为10-15％。在一些较佳的实施例中，所述陶瓷空心微珠为硅铝基陶瓷空心微珠，所述硅铝基陶瓷空心微珠的粒径为8-15um。在一些较佳的实施例中，所述抗静电助剂为basflq01。在一些较佳的实施例中，所述第一润湿分散剂与所述第二润湿分散剂的质量分数比为1-3:1。在一些较佳的实施例中，所述聚丙烯酸铵盐类润湿分散剂为o-disperse3507、proxb03中的一种，所述嵌段共聚物高分子类润湿分散剂为byk183。在一些较佳的实施例中，所述消泡剂为矿物油类消泡剂，所述矿物油类消泡剂为f-111、nxz中的至少一种。在一些较佳的实施例中，所述杀菌剂为5-氯-2-甲基-2h-异噻唑-3-酮或者1，2-苯并异噻唑啉-3-酮中的至少一种，所述增稠剂为tego3060，所述防冻剂为乙二醇、丙二醇及二醇醚类中的至少一种。另外，本发明还提供了水性绝热保温自清洁涂料的制备方法，包括下述步骤：制备纳米tio2、纳米al2o3及纳米sb2o3的混合分散液；将无水乙醇和去离子水混合均匀后加入第一润湿分散剂搅拌分散10-20min，再依次加入纳米tio2、纳米al2o3、纳米sb2o3及第二润湿分散剂，再加热至40-50℃，继续超声分散0.5-1小时，并用氨水调节ph至8-9，得到纳米tio2、纳米al2o3及纳米sb2o3的混合分散液；将硅丙乳液、抗静电助剂、消泡剂、杀菌剂、增稠剂、防冻剂、云母粉、纳米sio2气凝胶、软木粉、陶瓷空心微珠混合均匀，得到混合溶液；将所述纳米tio2、纳米al2o3及纳米sb2o3的混合分散液与所述混合溶液混合后搅拌分散15-30min，得到所述水性绝热保温自清洁涂料；其中：纳米sio2气凝胶25-35份、硅丙乳液30-40份、软木粉10-25份、纳米tio23-5份、纳米al2o32-5份、纳米sb2o32-6份、陶瓷空心微珠5-15份、云母粉1-3份、抗静电助剂1-3份、无水乙醇10-20份、去离子水5-20份、润湿分散剂2-5份、消泡剂0.1-1份、杀菌剂0.1-0.3份、增稠剂0.1-0.5份及防冻剂1-3份。本发明采用上述技术方案的优点是：本发明提供的水性绝热保温自清洁涂料，以氧化硅气凝胶、软木粉、纳米al2o3、纳米sb2o3、陶瓷空心微珠及云母粉作为绝热保温填料，以硅丙乳液和纳米二氧化钛填料作为自清洁基体树脂和功能填料，采用上述材料制备得到的水性绝热保温自清洁涂料，具有较低的导热系数以及涂膜表面能及纳米粒子效应，其保温性能好。同时，本发明提供的水性绝热保温自清洁涂料不含泡沫塑料保温材料、矿纤、玻璃棉等有害的垃圾残留，无害无毒，不含挥发性有害化合物的环保产品，成本低，施工方便，可广泛用于内墙、外墙、金属表面、塑料、水泥、砖石以及其它建材表面，前景较大。具体实施方式下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。本发明提供的水性绝热保温自清洁涂料，包括如下质量分数的成分：纳米sio2气凝胶25-35份、硅丙乳液30-40份、软木粉10-25份、纳米tio23-5份、纳米al2o32-5份、纳米sb2o32-6份、陶瓷空心微珠5-15份、云母粉1-3份、抗静电助剂1-3份、无水乙醇10-20份、去离子水5-20份、润湿分散剂2-5份、消泡剂0.1-1份、杀菌剂0.1-0.3份、增稠剂0.1-0.5份及防冻剂1-3份，其中：所述润湿分散剂包括第一润湿分散剂和第二润湿分散剂，所述第一润湿分散剂为聚丙烯酸铵盐类润湿分散剂，所述第二分散剂为嵌段共聚物高分子类润湿分散剂。在一些较佳的实施例中，所述纳米sio2气凝胶中纳米sio2粉体的质量分数为10-15％。由于纳米sio2气凝胶是由胶体粒子或高聚物分子相互聚结构成的一种纳米孔网络结构，sio2气凝胶的热量传递通过固体热传导、气体热传导和辐射热传导3种方式共同完成，由于sio2气凝胶是世界上密度最小的固体，仅有0.003-0.3g/cm3，并具有高达80％-99.8％的孔隙率，且其孔径均为纳米网络骨架相互联结围绕所构成的2～50nm之间的介孔尺寸，因此，这种特殊结构导致了sio2气凝胶具有优异的绝热性能。在一些较佳的实施例中，硅丙乳液是将含有不饱和键的有机硅单体与丙烯酸类单体加入合适的助剂，通过核壳包覆聚合工艺聚合而成的乳液。可以理解，硅丙乳液结合了有机硅耐高温性、耐候性、耐化学品性，疏水、表面能低不易污染性和丙烯酸类树脂的高保色性、柔韧性、附着力好的优点，再通过复配纳米tio2，利用了纳米粒子具有表面效应、小尺寸效应及量子尺寸效应等特殊效应，使得自清洁效更加显著。在一些较佳的实施例中，所述陶瓷空心微珠为硅铝基陶瓷空心微珠，所述硅铝基陶瓷空心微珠的粒径为8-15um。进一步地，所述硅铝基陶瓷空心微珠的质量分数为10份。可以理解，本发明采用硅铝基陶瓷空心微珠，由于硅铝基陶瓷空心微珠内部呈微小的多孔性空心结构，抗压强度为4000～7000kg/cm2，导热系数为0.07～0.12w/(m·k)，耐热温度达到1500℃，将硅铝基陶瓷空心微珠与sio2气凝胶混合使用，可达到优异的绝热保温效果。可以理解，本发明上述水性绝热保温自清洁涂料，还添加有云母粉，从而可增加涂膜的坚韧性，减少涂层的透水性，抗紫外线，耐侯性好，防开裂。在一些较佳的实施例中，所述抗静电助剂为basflq01。可以理解，由于抗静电助剂的加入可以降低静电作用的影响，从而减少吸附性污染。在一些较佳的实施例中，所述聚丙烯酸铵盐类润湿分散剂与所述嵌段共聚物高分子类润湿分散剂的质量分数比为1-3:1。所述聚丙烯酸铵盐类润湿分散剂为o-disperse3507、proxb03中的一种，所述嵌段共聚物高分子类润湿分散剂为byk183。在一些较佳的实施例中，所述消泡剂为矿物油类消泡剂，所述矿物油类消泡剂为f-111、nxz中的至少一种。在一些较佳的实施例中，所述杀菌剂为5-氯-2-甲基-2h-异噻唑-3-酮或者1，2-苯并异噻唑啉-3-酮中的至少一种，所述增稠剂为tego3060，所述防冻剂为乙二醇、丙二醇及二醇醚类中的至少一种。本发明提供的水性绝热保温自清洁涂料，以氧化硅气凝胶、软木粉、纳米al2o3、纳米sb2o3、陶瓷空心微珠及云母粉作为绝热保温填料，以硅丙乳液和纳米二氧化钛填料作为自清洁基体树脂和功能填料，采用上述材料制备得到的水性绝热保温自清洁涂料，具有较低的导热系数以及涂膜表面能及纳米粒子效应，其保温性能好。同时，本发明提供的水性绝热保温自清洁涂料不含泡沫塑料保温材料、矿纤、玻璃棉等有害的垃圾残留，无害无毒，不含挥发性有害化合物的环保产品，成本低，施工方便，可广泛用于内墙、外墙、金属表面、塑料、水泥、砖石以及其它建材表面，前景较大。以下结合具体实施例对本发明进行详细说明。按照表1的各组分配比做实施例1-3。表1原材料实施例1实施例2实施例3纳米sio2气凝胶253530硅丙乳液403035软木粉101525无水乙醇101520润湿分散剂1321润湿分散剂2111纳米tio2354纳米al2o3532纳米sb2o3263陶瓷空心微珠101510云母粉123抗静电助剂312去离子水51020消泡剂0.110.6杀菌剂0.30.10.2增稠剂0.50.30.1防冻剂213实施例1按照表1中实施例1的质量份数，制备水性外墙绝热保温自清洁涂料,其制备方法如下：第一步：制备纳米tio2，纳米al2o3及纳米sb2o3的混合分散液。按照表1中的配比，量取无水乙醇和去离子水，混合均匀，先加入聚丙烯酸铵盐类润湿分散剂，搅拌分散10min，依次加入纳米tio2，纳米al2o3及纳米sb2o3，随后加嵌段共聚物高分子类润湿分散剂，加热至40℃，继续超声分散0.5小时，并用氨水调节ph至8，得到纳米tio2,纳米al2o3及纳米sb2o3的混合分散液。第二步：将硅丙乳液、抗静电助剂、消泡剂、杀菌剂、增稠剂及防冻剂加入分散缸中，搅拌均匀；第三步：依次加入云母粉、纳米sio2气凝胶、软木粉、陶瓷空心微珠，搅拌分散0.5h，最后加入第一步制备好的混合纳米粒子分散液，继续搅拌分散15min,即得到所述水性外墙绝热保温自清洁涂料。其中，纳米sio2气凝胶中纳米sio2粉体的质量分数为10％，陶瓷空心微珠为硅铝基陶瓷空心微珠，粒径为8um。实施例2按照表1中实施例2的质量份数，制备一种水性外墙绝热保温自清洁涂料,其制备方法如下：第一步：制备纳米tio2，纳米al2o3及纳米sb2o3的混合分散液。按照表1中的配比，量取无水乙醇和去离子水，混合均匀，先加入聚丙烯酸铵盐类润湿分散剂，搅拌分散20min，依次加入纳米tio2，纳米al2o3及纳米sb2o3，随后加嵌段共聚物高分子类润湿分散剂，加热至50℃，继续超声分散1小时，并用氨水调节ph至9，得到纳米tio2,纳米al2o3及纳米sb2o3的混合分散液。第二步：将硅丙乳液、抗静电助剂、消泡剂、杀菌剂、增稠剂及防冻剂加入分散缸中，搅拌均匀；第三步：再依次加入云母粉、纳米sio2气凝胶、软木粉、陶瓷空心微珠，搅拌分散1h，最后加入第一步制备好的混合纳米粒子分散液，继续搅拌分散30min,即得到所述水性外墙绝热保温自清洁涂料。其中，纳米sio2气凝胶中纳米sio2粉体的质量分数为15％，陶瓷空心微珠为硅铝基陶瓷空心微珠，粒径为15um。实施列3按照表1中实施例3的质量份数，制备一种水性外墙绝热保温自清洁涂料,其制备方法如下：第一步：制备纳米tio2，纳米al2o3及纳米sb2o3的混合分散液。按照表1中的配比，量取无水乙醇和去离子水，混合均匀，先加入聚丙烯酸铵盐类润湿分散剂，搅拌分散20min，依次加入纳米tio2，纳米al2o3及纳米sb2o3，随后加嵌段共聚物高分子类润湿分散剂，加热至45℃，继续超声分散40min，并用氨水调节ph至8.5，得到纳米tio2,纳米al2o3及纳米sb2o3的混合分散液。第二步：将硅丙乳液、抗静电助剂、消泡剂、杀菌剂、增稠剂及防冻剂加入分散缸中，搅拌均匀；第三步：再依次加入云母粉、纳米sio2气凝胶、软木粉、陶瓷空心微珠，搅拌分散40min，最后加入第一步制备好的混合纳米粒子分散液，继续搅拌分散30min,即得到所述水性外墙绝热保温自清洁涂料。其中，纳米sio2气凝胶中纳米sio2粉体的质量分数为12％，陶瓷空心微珠为硅铝基陶瓷空心微珠，粒径为10um。上述3个实施列的水性外墙绝热保温自清洁涂料的性能指标见表2。表2检测项目国标实施例1实施例2实施例3耐水性96h，无异常2000h,无异常2000h,无异常2000h,无异常接触角(°)≤20°6°6°5°导热系数(w/(m·k))0.050.0310.0320.029耐温变性(次数)5次，无异常10次，无异常10次，无异常10次，无异常耐人工老化(h)600h，无异常1000h,无异常1000h,无异常1000h,无异常附着力(级)≤1级0级0级0级耐碱性48h无异常2000h,无异常2000h,无异常2000h,无异常可以看出，本发明所制备的涂料，具有极小的接触角5°及较低的导热系数，0.029w/(m·k)，说明自清洁效果及绝热保温效果非常优异。当然本发明的水性绝热保温自清洁涂料还可具有多种变换及改型，并不局限于上述实施方式的具体结构。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。当前第1页12