一种建筑涂料用隔热添加剂及制备方法与流程

文档序号:16544659发布日期:2019-01-08 20:46阅读:208来源:国知局
本发明涉及一种建筑涂料用隔热添加剂及制备方法,属于建筑涂料制备领域。
背景技术
:在《建筑热工设计规范》中有明确规定,在夏季炎热的地区,建筑设计必须充分考虑其隔热方面的要求。复合型外墙隔热涂料通过有效地反射太阳光、降低热量在墙体中的传导效率以及将外墙热能通过红外线的方式辐射出来,三管齐下,来减少建筑物对来自太阳热量的吸收,在一定程度上阻隔了热量从墙外向室内的传导,能明显改善室内温度,降低能源消耗,已经越来越多的被社会所关注。现阶段研究较为成熟且推广到市场上的外墙隔热涂料大多为白色,这是因为白颜色本身相对于其他颜色,对太阳光有着更高的反射比,便于制备出较好性能的隔热涂料。空心玻璃微珠是复合型外墙隔热涂料最重要的颜填料,它是粒径为几十微米,壁厚约为一微米的中空微珠,主要成分是硼硅酸盐,特殊的中空结构,赋予了空心玻璃微珠超低的导热系数和较好的抗冷热收缩性,从而可以增强涂膜的热阻隔性能和弹性,减少涂膜龟裂及脱裂现象的反射。与其特殊的生产制备工艺有关,微珠表面高度玻璃化,这让它也有了较高的太阳光反射比,反射性能良好。当在外墙涂料中添加空心玻璃微珠,相当于在涂膜中放了有无数个导热系数接近零的空腔,可以很好地阻隔热量在涂膜里的的传导,而且由于其较高的太阳光反射比,大部分太阳能会以反射的形式散溢到周围环境,从源头上降低了热量的吸收。但由于空心玻璃微珠在水性涂料中较差的分散性,限制了其在水性隔热涂料中的应用。申请号为201711184161.0的中国专利公开了一种高性能空心玻璃微珠隔热涂料及其制备方法。本发明提供一种高性能空心玻璃微珠隔热涂料及其制备方法,涉及涂料
技术领域
。本发明高性能空心玻璃微珠隔热涂料包括以下原料:空心玻璃微珠、弹性丙烯酸乳液、稳定剂、硅丙乳液、陶瓷粉、珍珠岩粉、流平剂、助剂、水。本发明高性能空心玻璃微珠隔热涂料涂刷在建筑外墙后,能有效降低“室内”环境温度,与未涂刷相比,涂刷本发明高性能空心玻璃微珠隔热涂料后“室内”环境温度出现较大幅度下降,该涂料是一种具备反射、阻隔双重隔热性能的涂料,对来自太阳的热辐射具有较强的反射性能,以及较低的导热性能。申请号为201110324224.4的中国专利公开了一种双包覆空心玻璃微珠隔热涂料及其制备方法。本发明公开一种双包覆改性空心玻璃微珠隔热涂料及其制备方法。由下述原料按重量百分比制备而成:有机硅改性的苯丙乳液20%-30%,双包覆改性空心玻璃微珠9%-13%,金红石型二氧化钛8%-12%,滑石粉5%-8%,重钙17%-23%,乙二醇1.5%-2%,羟甲基纤维素0.13%-0.2%,分散剂0.6%-1%,消泡剂0.35-0.45%,润湿剂0.15%-0.19%,多功能助剂0.08%-0.13%,成膜助剂1.0%-1.5%,水余量;本发明通过对空心玻璃微珠进行双包覆法预处理,再选取硅丙乳液为基料,以预处理空心玻璃微珠、金红石型钛白粉、滑石粉、重钙等作为颜填料,添加一定的助剂,制得反射型隔热涂料。该涂料能提高其反射率及耐候性,具有环保节能,生产工艺简单,分散效果良好,成本低,性能稳定,使用寿命长的有益效果。申请号为201210502282.6的中国专利公开了一种反射隔热外墙建筑涂料及制备方法。本发明公布了一种反射隔热外墙建筑涂料,属于建筑物的外墙涂料
技术领域
;反射隔热外墙建筑涂料按重量份计如下:水适量,纤维素0.2~0.3份,ph调节剂0.15~0.2份,分散剂0.5~0.7份,润湿剂0.15~0.4份,消泡剂10.15~0.3份,钛白粉18~25份,填料8~12份,远红外陶瓷粉(1250目)2~3份,空心玻璃微珠(65μm)0~4份,空心玻璃微珠(50μm)0~8份,空心玻璃微珠(40μm)0~6份,丙烯酸酯共聚弹性乳液20~28份,消泡剂20.15~0.3份,防冻剂1.0~2.5份,成膜助剂1.0~1.5份,防腐防霉剂0.2~0.4份,增稠剂1.0~1.5份;本发明反射隔热外墙建筑涂料是采用不同尺寸空心玻璃微珠按照一定比例进行复配既可保证涂层表面光滑,太阳反射率较高,耐沾污性能较好,也可保证涂层中气体体积分数的增加,从而大大提高涂层的隔热保温性能。但是上述专利涂料分散性仍然较差,限制了其在水性隔热涂料中的应用。技术实现要素:针对空心玻璃微珠在涂料中较差的分散性限制了其在隔热涂料中的应用的技术问题,本发明提出一种建筑涂料用隔热添加剂的制备方法。一种建筑涂料用隔热添加剂的制备方法,其特征在于,按以下步骤进行:a、将20-40重量份聚乙烯醇胶体、3-10重量份乳化剂、10-15重量份碳酸氢钠加入到去离子水混合,升温到45~50℃,搅拌过程中加入20-40重量份空心玻璃微珠,搅拌使其充分混合均匀的混合乳液;b、将15-40重量份醋酸乙烯酯、7-10重量份丙烯酸和2-5重量份的丙烯酸丁酯配成前驱液,加入到步骤a制得的混合乳液中,加入引发剂,加热保温反应,然后降至室温,调节ph值为7,再真空干燥得到包膜空心玻璃微珠微胶囊;即建筑涂料用隔热添加剂。步骤a中搅拌时间为20-50min。步骤b中,所述引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐,用量为前驱液质量的0.5%。步骤b中,加热温度为70-90℃。步骤b中,反应时间2h-4h。本发明将聚乙烯醇胶体、乳化剂和碳酸氢钠加入到去离子水混合,其目的是为了使加入的空心玻璃微珠均匀的分散,制得均匀分散的混合乳液。制得乳液后,需要先升温,再加入空心玻璃微珠,使其充分混合均匀得混合乳液。为了使乳液均匀混合,本发明可以采用机械搅拌器进行搅拌,搅拌速度选择为800-1000转/分。优选的,所述乳化剂为油包水型乳化剂,选用斯盘-20、斯盘-40、斯盘-60中的一种。本发明所述的油包水乳化剂是由油、水和乳化剂混合形成的。体系的形态是水以小液滴的形式分散于油中。水相是内相或分散相,油是外相或分散介质。空心玻璃微珠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。一般粒度为10-250μm,壁厚为1-2μm;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,具有明显的减轻重量和保温隔热效果。本发明的显著优势在于:通过将聚醋酸乙烯酯前驱体乳液与空心玻璃微珠混合,利用聚合对玻璃微珠包膜处理,包膜玻璃微珠表面粘结性好,不易脱落,同时改善了空心玻璃微珠在涂料中的分散性能,分散性明显提升,而且具有较优的耐老化性能,此不仅工艺简单,便于工业控制,又改善了空心玻璃微珠在隔热涂料中分散性能不理想的问题。本发明要解决的第二个技术问题是提供一种建筑涂料用隔热添加剂。一种建筑涂料用隔热添加剂,由上述的建筑涂料用隔热添加剂的制备方法制备而成。与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:1、本发明制备得到的建筑涂料用隔热添加剂能提高涂料的反射率及耐候性,增强其隔热效果,具有环保节能的优点。2、本发明制备得到的建筑涂料用隔热添加剂能提高涂料生产工艺简单,便于工业控制,制得的产品性能稳定。3、本发明制备得到的建筑涂料用隔热添加剂在涂料中的分散性优良,成本低,使用寿命长。具体实施方式以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明,但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。实施例1一种建筑涂料用隔热添加剂,制备方法为按以下步骤进行:a、将20重量份聚乙烯醇胶体、3重量份油包水型乳化剂斯盘-20、10重量份碳酸氢钠加入到去离子水混合,升温到45℃,搅拌过程中加入20重量份空心玻璃微珠,搅拌20min,使其充分混合均匀得混合乳液;b、将15重量份醋酸乙烯酯、7重量份丙烯酸和2重量份的丙烯酸丁酯配成前驱液,加入到步骤a制得的混合乳液中,加入引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐,用量为前驱液质量的0.5%,加热至70℃保温反应,反应时间2h,然后降至室温,调节ph值为7,再真空干燥得到包膜空心玻璃微珠微胶囊;即建筑涂料用隔热添加剂。实施例2一种建筑涂料用隔热添加剂,制备方法为按以下步骤进行:a、将40重量份聚乙烯醇胶体、10重量份油包水型乳化剂斯盘-40、15重量份碳酸氢钠加入到去离子水混合,升温到50℃,搅拌过程中加入40重量份空心玻璃微珠,搅拌50min,使其充分混合均匀得混合乳液;b、将40重量份醋酸乙烯酯、10重量份丙烯酸和5重量份的丙烯酸丁酯配成前驱液,加入到步骤a制得的混合乳液中,加入引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐,用量为前驱液质量的0.5%,加热至80℃保温反应,反应时间3h,然后降至室温,调节ph值为7,再真空干燥得到包膜空心玻璃微珠微胶囊;即建筑涂料用隔热添加剂。实施例3一种建筑涂料用隔热添加剂,制备方法为按以下步骤进行:a、将25重量份聚乙烯醇胶体、5重量份油包水型乳化剂斯盘-20、12重量份碳酸氢钠加入到去离子水混合,升温到46℃,搅拌过程中加入25重量份空心玻璃微珠,搅拌25min,使其充分混合均匀得混合乳液;b、将20重量份醋酸乙烯酯、8重量份丙烯酸和3重量份的丙烯酸丁酯配成前驱液,加入到步骤a制得的混合乳液中,加入引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐,用量为前驱液质量的0.5%,加热至85℃保温反应,反应时间4h,然后降至室温,调节ph值为7,再真空干燥得到包膜空心玻璃微珠微胶囊;即建筑涂料用隔热添加剂。实施例4一种建筑涂料用隔热添加剂,制备方法为按以下步骤进行:a、将30重量份聚乙烯醇胶体、8重量份油包水型乳化剂斯盘-60、14重量份碳酸氢钠加入到去离子水混合,升温到48℃,搅拌过程中加入32重量份空心玻璃微珠,搅拌40min,使其充分混合均匀得混合乳液;b、将30重量份醋酸乙烯酯、9重量份丙烯酸和4重量份的丙烯酸丁酯配成前驱液,加入到步骤a制得的混合乳液中,加入引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐,用量为前驱液质量的0.5%,加热至90℃保温反应,反应时间4h,然后降至室温,调节ph值为7,再真空干燥得到包膜空心玻璃微珠微胶囊;即建筑涂料用隔热添加剂。实施例5一种建筑涂料用隔热添加剂,制备方法为按以下步骤进行:a、将30重量份聚乙烯醇胶体、5重量份油包水型乳化剂斯盘-20、12重量份碳酸氢钠加入到去离子水混合,升温到48℃,搅拌过程中加入30重量份空心玻璃微珠,搅拌30min,使其充分混合均匀得混合乳液;b、将30重量份醋酸乙烯酯、8.5重量份丙烯酸和3.5重量份的丙烯酸丁酯配成前驱液,加入到步骤a制得的混合乳液中,加入引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐,用量为前驱液质量的0.5%,加热至90℃保温反应,反应时间2h,然后降至室温,调节ph值为7,再真空干燥得到包膜空心玻璃微珠微胶囊;即建筑涂料用隔热添加剂。对比例1一种建筑涂料用隔热添加剂,制备方法为按以下步骤进行:a、将30重量份聚乙烯醇胶体、12重量份碳酸氢钠加入到去离子水混合,升温到48℃,搅拌过程中加入30重量份空心玻璃微珠,搅拌30min,使其充分混合均匀得混合乳液;b、将30重量份醋酸乙烯酯、8.5重量份丙烯酸和3.5重量份的丙烯酸丁酯配成前驱液,加入到步骤a制得的混合乳液中,加入引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐,用量为前驱液质量的0.5%,加热至90℃保温反应,反应时间2h,然后降至室温,调节ph值为7,再真空干燥得到建筑涂料用隔热添加剂。对比例1未使用乳化剂,未能形成良好的油包水结构,因此引发聚合的包膜未能对空心玻璃微球牢固包覆,隐形在涂料中的分散。对比例2将未处理空心玻璃微球与基体涂料(聚偏二氟乙烯树脂涂料)以质量比7:100分散均匀,直接涂层。对比例3以基体涂料聚偏二氟乙烯树脂涂料为空白实验进行涂层。将上述实施例1-5和对比例1所得一种建筑涂料用隔热添加剂与基体涂料(聚偏二氟乙烯树脂涂料)以质量比7:100分散均匀,直接涂层;与对比例2-3的涂层进行对比,按照标准jg/t235-2008进行制样测试,结果如表1所示:表1编号太阳反射比半球发射率隔热温差(℃)实施例10.850.8814实施例20.900.9015实施例30.840.8513实施例40.860.8915实施例50.890.8414对比例10.810.7210对比例20.740.619对比例30.450.475当前第1页12
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