本发明涉及涂料领域，具体涉及一种粮仓墙体专用涂料及其制备方法。
背景技术
粮仓，即储藏粮食的专用建筑物。我国是一个农业大国，粮食的生产及储存具有悠久的历史，根据中国近五十年来大量出土的文物和历史考证，中国原始农业启蒙于旧石器时代晚期，发展于新时期时代（距今约一万年左右）。而粮食的储藏是农业栽培的继续，储藏技术是伴随着农业的发展而发展的。进入新时期时代以后，随着原始农业的发展，农业生产形成了一定的规模，粮食出现了剩余，才逐渐由粮食加工发展到储藏。
目前，我国的建筑行业为贯彻国家有关节约能源、环境保护的法规和政策，改善夏热冬冷居住建筑热环境，提高采暖和空调的能源利用率，国家要求在夏热冬冷地区对建筑外墙进行隔热保温工程。我国已经兴建的粮仓，应该按照隔热保室内低温的措施，进行粮仓四周外墙改造；同时，以后新建的粮仓必须实行四周外墙的隔热保低温措施。
粮仓四周外墙实行隔热保低温的措施是：在外墙的内外表面增设保温工程。即墙体外表面增设隔热工程，在墙体内表面亦增设室内低温工程。
聚氨酯材料是目前国际上性能最好的保温材料。主链含-nhcoo-重复结构单元的一类聚合物。由于含强极性的氨基甲酸酯基，不溶于非极性基团，具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性。
聚氨酯树脂应用广泛，性能优异。它作为钢结构、木器等基材的表面涂料使用时，所形成的涂膜机械性能好、耐磨性好、硬度高、耐水、耐化学、耐老化性优异，属于高性能涂料，其应用领域包括地面涂料、厨房家具涂料、办公家具涂料，机械设备(oem)涂料。
聚氨酯建筑外墙涂料是一种具有优异的机械耐磨性、耐介质性的优良装饰材料。随着人们环保意识的增强，聚氨酯外墙涂料无毒、价廉、安全、不燃等优点表现出巨大的市场前景，但是现有的聚氨酯建筑外墙涂料在其应用上存在成膜硬度低、成膜时间长、耐水性、耐酸性、耐碱性、耐洗刷性、耐沾污、耐人工老化性差等缺陷，也鲜有专门研究用于粮仓的涂料，用于粮仓墙体涂料的要求更高。目前粮仓墙体涂料在下雨天，防潮性很低，保温作用也不好，没有防火性能。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种粮仓墙体专用涂料及其制备方法，具有隔热保温、防潮性、防虫、防火性等特点。
粮仓墙体专用涂料，包括以下重量份数的原料：
聚氨酯100～120份；
空心玻璃微珠50～70份；
高炉矿渣20～50份；
钛白粉20～50份；
竹碳15～30份；
蛭石粉15～20份；
全氟己基乙醇15～20份；
乙酰柠檬酸三丁酯3～5份；
聚乙烯蜡5～8份；
有机硅1～3份；
消泡剂3～5份；
增稠剂3～5份；
阻燃剂3～5份；
分散剂3～5份。
所述聚氨酯为酚醛树脂改性聚氨酯，通过多亚甲基多苯基异氰酸酯与聚醚多元醇在66～70℃恒温下合成异氰酸酯基封端聚醚多元醇预聚体，再依次与真空环境脱水后的聚醚多元醇、端氨基聚醚、酚醛树脂和三羟甲基丙烷混合反应，制备酚醛树脂改性聚氨酯；
所述空心玻璃微珠的平均粒径为500～1200nm；
所述高炉矿渣，为粒化高炉矿渣经干燥、粉磨，制得，目数为150～250目；
所述钛白粉，为金红石型钛白粉；
所述竹碳，目数为150～250目；
所述蛭石粉，目数为150～250目；
所述聚乙烯蜡的粒径为0.3～5μm；
所述有机硅，为聚硅氧烷、硅油、硅橡胶、硅树脂和硅烷偶联剂的一种或一种以上的混合物；
所述消泡剂，为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚或聚氧丙烯的一种或一种以上；
所述增稠剂，为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素的一种或任意两种混合；
所述阻燃剂，所述阻燃剂，为氢氧化铝、三氧化二锑、三氧化二锑四溴双酚a、聚磷酸铵混合，重量比例为1：2：1：1；
所述分散剂，为byk104s、byk108、byk110、byk161、byk163、byk180中的一种或一种以上。
粮仓墙体专用涂料的生产方法，包括以下步骤：
（1）、按配比称取聚乙烯蜡和有机硅，混合均匀后，加入聚氨酯，在90～140℃研磨1.5～3小时；
（2）、待（1）中的混合物冷却至40～50℃后，称取高炉矿渣、蛭石粉、全氟己基乙醇和乙酰柠檬酸三丁酯加入（1）中的混合物中混合均匀得混合料；
（3）、向（2）中的混合料加入空心玻璃微珠、钛白粉和竹碳混合均匀，然后进行超声波处理，超声波处理时间为18～25min，超声波处理温度为55～65℃，得混合料；
（4）、向（3）中的混合料加入消泡剂、增稠剂、阻燃剂和分散剂，混合均匀；
（5）、将（4）得到的混合料于55～60℃保温0.5～1.5小时，即得粮仓墙体专用涂料。
与现有技术相比，本发明突出的实质性特点和显著的进步是：
1、聚氨酯涂料具有优异的耐磨性、优良的耐化学品和耐油性、附着力强、低温固化性能、高装饰性能、性能多样性，可调性。通过配方的改进，聚氨酯的涂膜可以做成高硬度的涂膜，也可以制成柔韧性极好的弹性涂膜，大大加强了聚氨酯涂料的应用范围，耐高温、低温性，涂膜固化后无毒性，环保型低voc涂料。
本发明高性能的聚氨酯涂料具有防潮、防水性能。闭孔率在90％以上，属于憎水性材料，不会因吸潮增大导热系数，墙面也不会渗水，具有理想的不透水性。具有绝佳的抗腐蚀性能，有更优越的耐空气和耐水汽性能。孔隙率结构稳定，在潮湿、电化腐蚀、真菌、藻类生长等外部因素下，都不会被破坏。使用寿命长，耐久性能优异。化学性质稳定，无味、无毒、无污染。
2、空心玻璃微珠（hollowglassmicrospheres）是一种经过特殊加工处理的玻璃微珠，其主要特点是密度较玻璃微珠更小，导热性更差。空心玻璃微珠具有抗压强度高、熔点高、电阻率高、热导系数和热收缩系数小等特点，有亲油、憎水性能，非常容易分散于树脂等有机材料中。
玻璃微珠有最小的比表面积和低吸油率，可大大减少涂料中其他各生产成份的使用量。玻璃微珠玻化质的表面更抗化学腐蚀，对光有反射作用。因此，涂料涂层具有防污、防腐蚀、防紫外线、防黄变以及抗刮效果。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，所以涂料涂层具有非常好的隔热保温效果。空心玻璃微珠可有效增强涂层的流动、流平性。空心玻璃微珠内含有气体具有较好的抗冷热收缩性，从而增强涂层的弹性，大大减少涂层因受热胀冷缩而引起开裂和脱落。在高填充量的前提下，涂料的黏度增加不明显，因此溶剂的使用量可减少，就能降低涂料在使用过程中有毒气体的排放量，有效减小voc指标。
3、聚氨酯作为一种使用广泛的粘结剂材料，具有较好的耐磨性，但其分子中含有强极性基团氨基甲酸酯基和脲琏，表面能相对较高，滑动摩擦因数偏大．易产生摩擦热。在聚氨酯中加入各种增强性的填料，可提高聚氯酯的耐磨性。
聚乙烯蜡具有良好的润滑性和分散性，作为滑剂添加到涂层，成膜时析出并以细微颗粒浮在涂层表面，起到纹理、消光及滑爽抗划伤的作用；低表面能的有机硅促进了聚乙烯蜡向涂层表面扩散的结果。随着涂层中有机硅含量的增多，涂层的粗糙度明显增大，加入少量有机硅的涂层表面平整光滑．这是因为有机硅具有较低的表面能，容易富集在涂层表面，使形成的涂层更加饱满。而随着有机硅含量进一步增多，聚乙烯蜡粒子在涂层表面分布更多更密集；随着聚乙烯蜡含量的增多，涂层的硬度增大，附着力稍有降低。因为聚乙烯蜡是长链烷烃结构，本身质脆，硬度大，在共混溶液成膜后，聚乙烯蜡粒子浮在涂层表面，导致涂层的硬度增加。
聚乙烯蜡和有机硅2种润滑剂具有一定的协同作用，同时使用可导致涂层的摩擦系数较进一步降低。这是由于有机硅与聚乙烯蜡相互作用，使涂层表面富集更多的聚乙烯蜡，使涂层的摩擦系数更小。
5、钛白粉，titaniumdioxide，是一种重要的无机化工产品，在涂料、油墨、造纸、塑料橡胶、化纤、陶瓷等工业中有重要用途。钛白粉，主要成分为二氧化钛(tio2)的白色颜料。学名为二氧化钛，分子式为tio2是一种多晶化合物，其质点呈规则排列，具有格子构造。二氧化钛的相对密度最小。
用钛白粉制造的涂料，色彩鲜艳，遮盖力高，着色力强，用量省，品种多，对介质的稳定性可起到保护作用，并能增强漆膜的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长漆膜寿命。
6、高炉矿渣，高炉矿渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣，可以改善涂料的微结构，改善物料在涂料中的粒度分布，产生密实堆积填充效应，使涂料的孔结构优化，即大孔数量减少，小孔数量增加，平均孔径降低，分布更合理，空隙率降低。可提高涂料的抗裂性、抗冻性，提高强度。
7、竹炭是竹材资源开发的又一个全新的具有卓越性能的环保材料。将竹子经过高温干燥炭化工艺处理后，形成竹炭。竹炭具有很强的吸附分解能力，能吸湿干燥、消臭抗菌并具有负离子穿透等性能。
利用竹炭多孔易吸收的性质，可使涂料具有调湿效果，能有效减少潮湿及过干现象。而且竹炭天然具有吸附甲醛的功能，使涂料具有更加环保的功效。能够有效遏制窗户结露和室内霉菌增生的环境。同时还具有可持续释放负离子、强效防霉抗污、耐擦洗性好、漆膜持久亮丽耐用等特性。
8、蛭石粉，vermiculitepowder，蛭石是一种水合物，呈块状、片状和粒状，是黑云母等天然矿物风化蚀变的产物。其层间水分子经高温灼烧，体积增大18-25倍。富含氮、磷、钾、铝、铁、镁、硅酸盐等成分。蛭石有较高的层电荷数，故具有较高的阳离子交换容量和较强的阳离子交换吸附能力。特点是：质轻，水肥吸附性能好，不腐烂，良好的无机保温材料。
蛭石粉具有多孔、质轻、熔点高的特性，可作为高温绝热材料和防火绝缘材料，保温性能超过很多保温材料。又由于蛭石粉具有质轻、松散、光滑、径厚比大、附着力强、耐高温等特点，可用于涂料的制造，可防止涂料沉淀，提高产品性能。
9、本发明采用的阻燃剂是氢氧化铝、三氧化二锑、三氧化二锑四溴双酚a和聚磷酸铵混合，不同阻燃剂的阻燃机理是不同的，要充分考虑到物质受热后物理和化学的双重作用。三氧化二锑受热后，在高分子材料表面熔融形成玻璃状覆盖层，使高分子材料本身与火焰及氧气隔开，阻止燃烧，材料单独使用时效果不明显。胺或胺的阻燃剂作用为高温分解释放出不燃气体（例如氨气），达到隔绝氧气的目的。氢氧化铝是一种热容量较高的阻燃剂，它在高温下发生相变、脱水、分解，降低材料灼烧区域温度。四溴双酚a在高温下释放溴化氢，与高分子材料高温下产生化合物缩合，形成保护层，阻止周边高分子材料的氧化裂解，或为一种自由基捕捉剂。本发明选择一个合理的阻燃剂搭配，达到良好的阻燃效果。
添加阻燃剂并不能让材料获得完全抵抗烈火的能力，不过它依然可以减少火灾发生，并为身陷火场的人们赢得宝贵的逃生时间。
10、全氟己基乙醇，为碳氟化合物，其分子结构中牢固的碳—氟键，使得碳氟化合物具有很强的防水性，有极好的化学惰性、漆膜耐酸、碱、盐等化学物质和多种化学溶剂，为基材提供保护屏障；漆膜坚韧，表面硬度高、耐冲击、抗屈曲、耐磨性好，显示出极佳的物理机械性能；氟碳涂层有极低的表面能、表面灰尘可通过雨水自洁，极好的疏水性；具有其优良的附着力，基本显示出宜附于任何材料的特性。高装饰性；含有大量的f-c键，决定了其超强的稳定性，不粉化、不褪色，使用寿命长。
11、乙酰柠檬酸三丁酯，tributylo-acetylcitrate，为无毒增塑剂，柠檬酸酯类对多数树脂具有稳定作用，具有溶解性强，耐油性、耐光性好，并有很好的抗霉性，可以作为一种良好的通用性增塑剂。
12、本发明的粮仓墙体专用涂料，所用聚氨酯涂料耐低温性能很高，防潮强；添加了空心玻璃微珠，保温性很强；高炉矿渣改善物料在涂料中的粒度分布；钛白粉增强漆膜的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长漆膜寿命；竹炭具有很强的吸附分解能力，可持续释放负离子、强效防霉抗污、耐擦洗性好、漆膜持久亮丽耐用；全氟己基乙醇使得涂料具有很强的防水性；乙酰柠檬酸三丁酯，无毒增塑剂，溶解性强，耐油性、耐光性好，并有很好的抗霉性；聚乙烯蜡和有机硅共混加入涂料中，涂层的硬度增加；添加阻燃剂，具有很好的阻燃效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，均落在本发明的保护范围内。
实施例1
粮仓墙体专用涂料，包括以下重量份数的原料：聚氨酯100份；空心玻璃微珠50份；高炉矿渣20份；钛白粉20份；竹碳15份；蛭石粉15份；全氟己基乙醇15份；乙酰柠檬酸三丁酯3份；聚乙烯蜡5份；有机硅1份；消泡剂3份；增稠剂3份；阻燃剂3份；分散剂3份。
所述空心玻璃微珠的平均粒径为500nm；所述高炉矿渣，为粒化高炉矿渣经干燥、粉磨，制得，目数为150目；所述竹碳，目数为150目；所述蛭石粉，目数为150目；所述聚乙烯蜡的粒径为0.3μm；所述有机硅，为硅油；所述消泡剂，为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；所述增稠剂，为甲基纤维素；所述分散剂，为byk104s。
粮仓墙体专用涂料的生产方法，包括以下步骤：
（1）、按配比称取聚乙烯蜡和有机硅，混合均匀后，加入聚氨酯，在90℃研磨1.5小时；
（2）、待（1）中的混合物冷却至40℃后，称取高炉矿渣、蛭石粉、全氟己基乙醇和乙酰柠檬酸三丁酯加入（1）中的混合物中混合均匀得混合料；
（3）、向（2）中的混合料加入空心玻璃微珠、钛白粉和竹碳混合均匀，然后进行超声波处理，超声波处理时间为18min，超声波处理温度为55℃，得混合料；
（4）、向（3）中的混合料加入消泡剂、增稠剂、阻燃剂和分散剂，混合均匀；
（5）、将（4）得到的混合料于55℃保温0.5小时，即得粮仓墙体专用涂料。
实施例2
粮仓墙体专用涂料，包括以下重量份数的原料：聚氨酯110份；空心玻璃微珠60份；高炉矿渣30份；钛白粉30份；竹碳20份；蛭石粉17份；全氟己基乙醇17份；乙酰柠檬酸三丁酯4份；聚乙烯蜡6份；有机硅2份；消泡剂4份；增稠剂4份；阻燃剂4份；分散剂4份。
所述空心玻璃微珠的平均粒径为700nm；所述高炉矿渣，为粒化高炉矿渣经干燥、粉磨，制得，目数为200目；所述竹碳，目数为200目；所述蛭石粉，目数为200目；所述聚乙烯蜡的粒径为1μm；所述有机硅，为硅油；所述消泡剂，为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚；所述增稠剂，为羟丙基甲基纤维素；所述分散剂，为byk108。
粮仓墙体专用涂料的生产方法，包括以下步骤：
（1）、按配比称取聚乙烯蜡和有机硅，混合均匀后，加入聚氨酯，在100℃研磨2小时；
（2）、待（1）中的混合物冷却至45℃后，称取高炉矿渣、蛭石粉、全氟己基乙醇和乙酰柠檬酸三丁酯加入（1）中的混合物中混合均匀得混合料；
（3）、向（2）中的混合料加入空心玻璃微珠、钛白粉和竹碳混合均匀，然后进行超声波处理，超声波处理时间为20min，超声波处理温度为60℃，得混合料；
（4）、向（3）中的混合料加入消泡剂、增稠剂、阻燃剂和分散剂，混合均匀；
（5）、将（4）得到的混合料于60℃保温0.5小时，即得粮仓墙体专用涂料。
实施例3
粮仓墙体专用涂料，包括以下重量份数的原料：聚氨酯120份；空心玻璃微珠65份；高炉矿渣40份；钛白粉40份；竹碳25份；蛭石粉17份；全氟己基乙醇17份；乙酰柠檬酸三丁酯5份；聚乙烯蜡7份；有机硅3份；消泡剂4份；增稠剂4份；阻燃剂4份；分散剂4份。
所述空心玻璃微珠的平均粒径为800nm；所述高炉矿渣，为粒化高炉矿渣经干燥、粉磨，制得，目数为250目；所述竹碳，目数为250目；所述蛭石粉，目数为250目；所述聚乙烯蜡的粒径为1.5μm；所述有机硅，为硅油；所述消泡剂，为聚氧丙烯甘油醚；所述增稠剂，为羧甲基纤维素钠；所述分散剂，为byk161。
粮仓墙体专用涂料的生产方法，包括以下步骤：
（1）、按配比称取聚乙烯蜡和有机硅，混合均匀后，加入聚氨酯，在120℃研磨2.5小时；
（2）、待（1）中的混合物冷却至45℃后，称取高炉矿渣、蛭石粉、全氟己基乙醇和乙酰柠檬酸三丁酯加入（1）中的混合物中混合均匀得混合料；
（3）、向（2）中的混合料加入空心玻璃微珠、钛白粉和竹碳混合均匀，然后进行超声波处理，超声波处理时间为25min，超声波处理温度为60℃，得混合料；
（4）、向（3）中的混合料加入消泡剂、增稠剂、阻燃剂和分散剂，混合均匀；
（5）、将（4）得到的混合料于60℃保温1.0小时，即得粮仓墙体专用涂料。
实施例4
粮仓墙体专用涂料，包括以下重量份数的原料：聚氨酯120份；空心玻璃微珠70份；高炉矿渣50份；钛白粉50份；竹碳30份；蛭石粉20份；全氟己基乙醇20份；乙酰柠檬酸三丁酯5份；聚乙烯蜡8份；有机硅3份；消泡剂5份；增稠剂5份；阻燃剂5份；分散剂5份。
所述空心玻璃微珠的平均粒径为1000nm；所述高炉矿渣，为粒化高炉矿渣经干燥、粉磨，制得，目数为250目；所述竹碳，目数为250目；所述蛭石粉，目数为250目；所述聚乙烯蜡的粒径为1.5μm；所述有机硅，为硅油；所述消泡剂，为聚氧丙烯甘油醚；所述增稠剂，为羟乙基纤维素；所述分散剂，为byk163。
粮仓墙体专用涂料的生产方法，包括以下步骤：
（1）、按配比称取聚乙烯蜡和有机硅，混合均匀后，加入聚氨酯，在140℃研磨3小时；
（2）、待（1）中的混合物冷却至50℃后，称取高炉矿渣、蛭石粉、全氟己基乙醇和乙酰柠檬酸三丁酯加入（1）中的混合物中混合均匀得混合料；
（3）、向（2）中的混合料加入空心玻璃微珠、钛白粉和竹碳混合均匀，然后进行超声波处理，超声波处理时间为25min，超声波处理温度为65℃，得混合料；
（4）、向（3）中的混合料加入消泡剂、增稠剂、阻燃剂和分散剂，混合均匀；
（5）、将（4）得到的混合料于60℃保温1.5小时，即得粮仓墙体专用涂料。
将实施例1～4制得的涂料与市场售的涂料进行对比：
由此可知，本发明制得的涂料具有很好的耐水性能、保温隔热性能，阻燃性等特性很好。