本发明涉及涂料技术领域，更具体地，涉及一种水性隔热节能性二氧化硅汽凝胶与贝壳粉复合外墙涂料。
背景技术：
我国主要位于中低纬度地区，夏季大部分地区气候炎热，无论企业或者家庭都不可避免地使用到空调等手段调节室内环境。但是面对石油资源减少、碳排放量日渐增加、全球气候变暖等情况，节能环保就十分重要。提高房屋节能性能是降低调节温度事时使用能耗的必不可少的措施。目前提高房屋保温性能的方法主要使用保温隔热层，但是其中高分子有机类材料的隔热层耐火耐热性能差，有严重的消防隐患且受热会析出有毒气体，还有其中无机类材料的隔热层增加建筑重量、材料缺乏韧性。保温隔热层造价较高，并不能完全满足大部分使用情况，所以隔热涂料的研发十分必要。隔热涂料根据隔热机理可分为阻隔型、反射型及辐射型3种，其中阻隔型隔热涂料其隔热机理主要是是利用加入的填料的低热导率阻抗热传递；辐射型隔热涂料是利用填料吸收热量，再辐射到空气中；反射型隔热涂料的隔热机理是高反射率的填料反射太阳光降低辐射传热达到隔热降温。
贝壳粉是天然的贝壳一般为扇贝、牡蛎等混合通过高温煅烧、粉碎后制成。我国海岸线长，很多地方都有打捞、养殖、食用贝类动物的习惯，每年大量的贝壳被废弃。实际上贝壳的主要组成成分为碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙等钙化物，而后经高温煅烧后形成多孔状热导率底的贝壳粉，具有阻燃、吸附、分解部分有毒气体的作用及调节空气湿度、消除异味功能。
sio2气凝胶结构内存在大量孔隙，孔隙率能高达80％～99％，具有化学性质稳定、低导热系数、密度小等特点，为优良的热绝缘材料。sio2气凝胶在隔热材料中应用广泛，但是隔热涂料中的应用较少。
现有大部分市面上流通的都是油性隔热涂料，存在voc(挥发性有机化合物)超标、耐久性、耐污性较差的问题，且贝壳粉外墙隔热涂料品种较少。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，贝壳粉与二氧化钛形成的复合物具有良好的太阳反射功能、保温效果和防水性能，在涂料制作中加入二氧化硅气凝胶、海泡石、空心玻璃微珠等结构疏松、热导率低的材料进行复配，通过阻抗热传递与反射太阳辐射的方式达到阻隔热量的目的，提供一种高附着力，隔热保温，节约能耗，耐老化，性质稳定等优点的绿色环保健康型水性涂料。
本发明的第一个目的是提供一种水性隔热涂料
本发明的第二个目的是提供任一所述水性隔热涂料的制备方法。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种水性隔热涂料，以重量份计，含有：水性丙烯酸酯型乳液70～90份、二氧化钛改性贝壳粉15～30份、甲基硅酸钠3～8份、羟乙基纤维素10～15份、海泡石3～5份、分散剂1～2份、消泡剂1～2份、二氧化硅气凝胶粉末5～15份、空心玻璃微珠5～10份。
优选地，所述分散剂为聚乙烯醇或聚丙烯酸钠盐的一种或两种混合物。
优选地，所述分散剂为akn-2280、akn-2076混合使用。
更优选地，所述分散剂为质量比为2:1的akn-2280和akn-2076的混合物。
优选地，所述消泡剂为聚醚类消泡剂。
优选地，所述消泡剂为，聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚或丙烯酸消泡剂bk-h003等。
最优选地，以重量计算含有：水性丙烯酸酯乳液85份、二氧化钛改性贝壳粉20份、甲基硅酸钠6份、羟乙基纤维素10份、海泡石3份、分散剂1份、消泡剂1份、二氧化硅气凝胶粉末8份、空心玻璃微珠8份，
以上任一所述水性隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：
s1.去离子水和甲醇混合，冷却后加入四氯化钛，再加入贝壳粉，调节ph到8～12，进行水解陈化，得二氧化钛改性贝壳粉；
s2.将二氧化钛改性贝壳粉、二氧化硅气凝胶粉末、甲基硅酸钠、空心玻璃微珠、海泡石、羟乙基纤维素混合；
s3.将步骤s2得到的混合物加入水性丙烯酸酯乳液，搅拌；
s4.将步骤s3得到的混合物再加入分散剂和消泡剂，搅拌。
优选地，步骤s1中，去离子水、甲醇和四氯化钛的体积比为60～70：1～10：2～12。
更优选地，步骤s1中，去离子水、甲醇和四氯化钛的体积比为66：5：5。
优选地，步骤s1中，贝壳粉与混合液的质量体积比为1～5：18～28。
更优选地，步骤s1中，贝壳粉与混合液的质量体积比为1：19。
优选地，步骤s1中，水解陈化后，经过滤洗涤、灼烧、研磨过筛，得到改性贝壳粉。
更优选地，步骤s1中，水解陈化1～2h。
更优选地，步骤s1中，灼烧温度为500～700℃。
更优选地，步骤s1中，过筛的参数为200到300目。
优选地，步骤s2中，二氧化硅气凝胶粉末的粒径为100目以下。
优选地，步骤s2中，制备二氧化硅气凝胶粉末的方法为：二氧化硅气凝胶粉末的方法为：块状二氧化硅气凝胶经过高速粉碎机粉碎，过的粒径为100目以下筛得(即粒径小于150μm)。
优选地，步骤s2中，充分搅拌的条件为高速混合机混合均匀30～60min。
优选地，步骤s3中，充分搅拌的条件为600～3000r/min搅拌1～3h。
优选地，步骤s4中，充分搅拌的条件为100～500r/min搅拌30～60min。
最优选地，以上所述水性隔热节能节能型外墙涂料的制备方法，包括以下步骤：
s1.去离子水和甲醇混合，冷却后缓慢加入四氯化钛，去离子水、甲醇和四氯化钛的体积比为66：5：5，调节ph到8～12，进行水解陈化1～2h，过滤洗涤，500～700℃灼烧、研磨过200到300目筛得改性贝壳粉，贝壳粉与混合液的质量体积比为1：19；
s2.将制备二氧化钛改性贝壳粉、粒径为100目以下二氧化硅气凝胶粉末、甲基硅酸钠、空心玻璃微珠、海泡石、羟乙基纤维素高速混合机混合均匀30～60min充分混合；
s3.将步骤s3得到的混合物加入水性丙烯酸酯乳液，600～3000r/min搅拌1～3h充分搅拌；
s4.将步骤s4得到的混合物再加入分散剂和消泡剂，100～500r/min搅拌30～60min充分搅拌。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明将二氧化硅气凝胶应用至贝壳粉水性涂料当中，提高涂料的耐热性能以达到降低热导率的目的；将二氧化钛改性贝壳粉复合材料与空心玻璃微珠、海泡石、二氧化硅气凝胶等结构疏松、热导率低的材料进行复配，使隔热效果的进一步优化；水性丙烯酸酯型乳液与改性贝壳粉混合使用绿色环保，挥发性有机物含量极低，且二氧化钛与贝壳粉复合后具有反射太阳光辐射的特性，在可见光与近红外波段效果较为明显。本产品有高附着力，隔热保温，节约能耗，耐老化，性质稳定等优点，是绿色环保健康型水性涂料。在建筑应用上，可以有效节约室内温度调节所需能耗，减少碳排放。
具体实施方式
下面结合说明书和具体实施例对本发明作出进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。
实施例1一种水性隔热节能节能型贝壳粉外墙涂料
1、组成成分
水性丙烯酸酯乳液85份、二氧化钛改性贝壳粉20份、甲基硅酸钠6份、羟乙基纤维素10份、海泡石3份、分散剂1份、丙烯酸消泡剂1份、二氧化硅气凝胶粉末8份、空心玻璃微珠8份。
其中，分散剂为质量比为2：1的akn-2280和akn-20761的混合物；丙烯酸消泡剂为丙烯酸消泡粉bk-h003(多美多)。
2、制备方法
(1)制备二氧化钛改性贝壳粉：去离子水和甲醇混合后，冰水浴冷却后缓慢加入四氯化钛，离子水、甲醇和四氯化钛的体积比为66：5：5；上述混合液加入贝壳粉，调节ph到8～12，进行水解陈化，过滤洗涤，灼烧、研磨过筛(200到300目)得改性贝壳粉，贝壳粉与混合液的质量体积比为1：19；
(2)制备二氧化硅气凝胶粉末：由块状二氧化硅气凝胶高速粉碎机粉碎，过100目筛得。
(3)将改性贝壳粉、二氧化硅气凝胶粉末、甲基硅酸钠、空心玻璃微珠、海泡石、羟乙基纤维素按重量份数放入高速混合机混合均匀30～60min,转移到搅拌器内，缓慢搅拌加入水性丙烯酸酯乳液600～3000r/min搅拌1～3h后，再加入聚丙烯酸钠、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚100～500r/min搅拌30～60min制得。
实施例2一种水性隔热节能节能型贝壳粉外墙涂料
1、组成成分
水性丙烯酸酯乳液90份、贝壳粉15份、甲基硅酸钠3份、羟乙基纤维素15份、海泡石5份、分散剂1份、消泡剂1份、二氧化硅气凝胶10份、四氯化钛20份、空心玻璃微珠10份。
其中，分散剂为质量比为2：1的akn-2280和akn-20761的混合物；消泡剂为丙烯酸消泡粉bk-h003(多美多)。
2、制备方法
同时实施例1。
实施例3一种水性隔热节能节能型贝壳粉外墙涂料
1、组成成分
水性丙烯酸酯乳液70份、贝壳粉30份、甲基硅酸钠8份、羟乙基纤维素10份、海泡石8份、分散剂1份、丙烯酸消泡剂1份、二氧化硅气凝胶5份、空心玻璃微珠5份。
其中，分散剂为质量比为2：1的akn-2280和akn-20761的混合物；丙烯酸消泡剂为丙烯酸消泡粉bk-h003(多美多)。
2、制备方法
同时实施例1。
应用例涂料的性能检测
对实施例1到3制备得到的水性隔热节能节能型贝壳粉外墙涂料进行性能检测，检测结果见表1：
表1：
说明了本专利产品通过复配二氧化钛改性贝壳粉与二氧化硅气凝胶以及空心玻璃微珠等材料，调节涂料中隔热性能、反射太阳辐射性能、吸收太阳辐射性能，以求综合效果达到最优秀的隔热能力。尤其实施例1的效果最好。
在实际应用中，达到减少空调耗能、增加房屋保温性能的绿色减碳目的。其主要溶剂为水性丙烯酸酯乳液使用安全、减少环境污染和公害，以及主要填料贝壳粉、二氧化硅气凝胶、空心玻璃微珠亦是化学成分稳定的无机物，复配最终制得绿色、环保的涂料配方。
对比例1一种外墙涂料
组成成分：水性丙烯酸酯乳液85份、贝壳粉20份、甲基硅酸钠6份、羟乙基纤维素10份、海泡石3份、分散剂1份、丙烯酸消泡剂、二氧化硅气凝胶粉末8份、空心玻璃微珠8份。
其中，分散剂为质量比为2：1的akn-2280和akn-20761的混合物；丙烯酸消泡剂为丙烯酸消泡粉bk-h003(多美多)。
按此比例以实施例1的方法制备涂料，并且测试太阳反射比、半球发射率、隔热温差这三项最能体现隔热性能的项目。测得太阳反射比为79％、半球发射率80％、隔热温差10.3℃。由此，可以看出若贝壳粉没有与二氧化钛复合而组成的涂料，对太阳光反射的能力减弱，影响最后的隔热效果。
对比例2一种外墙涂料
组成成分：水性丙烯酸酯乳液85份、二氧化钛改性贝壳粉20份、甲基硅酸钠6份、羟乙基纤维素10份、海泡石3份、分散剂一份、丙烯酸消泡剂一份、空心玻璃微珠8份。
其中，分散剂为质量比为2：1的akn-2280和akn-20761的混合物，丙烯酸消泡剂为丙烯酸消泡粉bk-h003(多美多)。
按此比例以实施例1的方法制备涂料，并且测试太阳反射比、半球发射率、隔热温差这三项最能体现隔热性能的项目。测得太阳反射比为85％、半球发射率86％、隔热温差9.7℃。由此，可以看出若涂料成分减少了二氧化硅气凝胶，涂料对太阳光反射能力变化很少，但是最终隔热效果有明显减弱。