本发明涂料领域，特别涉及一种防水隔热保温涂料。
背景技术：
随着国家能源需要的日益扩大及对环保的要求的不断提升，降低能源消耗巨大的建筑能耗成为国家绿色可持续发展急需解决的一大难题。目前我国已有的400亿平方米的建筑，99％以上为高能耗建筑，且新建建筑物95％以上还是高能耗的。同时，对于南方夏季多雨季节，建筑外墙的防水性能的要求也逐步提高。因此提高建筑物防水、隔热保温性能，发展新型节能的建筑刻不容缓。
公开号为“cn105153827a”的专利文献公开了一种隔热保温涂料，该方案主要用苯丙乳液和丙烯酸接枝环氧树脂乳液为成膜树脂，中空陶瓷微球、中空玻璃微球、二氧化锆陶瓷粉为隔热保温功能填料制备而成，具有优良的隔热保温性能，兼具防水性能。但无机粉体与树脂间存在相容性难、粉体间易团聚等问题，导致涂料体系不稳定，影响其隔热保温性能。
公开号为“cn104745069b”的专利文献公开了一种水溶性聚氨酯外墙隔热保温涂料及其生产方法，该方案以聚氨酯预聚体、n-羟甲基丙烯酰胺、顺丁烯二酸二异辛酯反应固化成膜，以金红石型二氧化钛和空心玻璃珠为隔热保温填料，制备得到具有隔热保温性能的水性聚氨酯外墙涂料，但该发明使用的空心玻璃珠在聚合物乳液中的分散性很差，存放一段时间后，极易发生分层而漂浮在树脂上层，难以使用，且隔热保温性能大大降低。
公开号为“cn105331217b”的专利文献公开了一种水性环保阻燃隔热保温涂料及其制备方法，该方案以水性丙烯酸乳液、水性环氧树脂乳液为成膜树脂，加入水性的隔热保温纳米分散体浆料和阻燃分散体浆料，制备得到隔热保温、阻燃于一体的功能涂料，该发明制备的涂料具有很好的耐酸碱、阻燃、隔热的性能，但纳米材料之间极易发生团聚而导致涂料性能不稳定，隔热效果变差，同时该发明公开的配方也不具有保温性能。
公开号为“cn103740188b”的专利文献公开了一种建筑外墙隔热保温涂料，该方案以柔性苯丙乳液为成膜树脂，粉煤灰沸石为隔热功能填料，制备得到环保无毒的隔热涂料，该发明提供的涂料具有附着力强、不易开裂、易施工等优点，但该发明也存在粉煤灰沸石粉体与树脂相容性问题，且不具有红外发射能力，隔热效果差而限制了其实际的应用。
因此发展一种绿色、防水、节能、隔热保温效果优良和价廉的建筑涂料具有显著的社会经济价值。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种防水隔热保温涂料，同时提供该防水隔热保温涂料的制备方法。
本发明所采取的技术方案是：一种防水隔热保温涂料，其按原料重量份包括如下组分：水性复合树脂成膜乳液30～70份、疏水隔热保温空心微球料浆20～40份、无铅颜料5～15份、功能助剂1.8～7份和去离子水10～30份。
具体地，本发明中所述无铅颜料选自氧化钛白粉、碳黑、钒酸铋、氧化铁和氢氧化铁中的至少一种。
作为上述方案的进一步改进，所述疏水隔热保温空心微球料浆的粒径为0.5～1.5μm，构成单元为20～50nm的纳米氧化钇，其具有良好的单分散性。本发明优选所述疏水隔热保温空心微球料浆的粒径为0.8～1.0μm，构成单元为20～30nm的纳米氧化钇，其在水性复合树脂成膜乳液中具有优异的单分散性。
作为上述方案的进一步改进，所述疏水隔热保温空心微球料浆是采用表面羧基化的含氟聚合物微球为模板，以羧基为络合点、乙醇为介质、氨水为共沉淀剂原位还原氧化钇前驱体，控制反应温度为60～90℃，反应时间为4～8h制备而成的，其制备得的表面含有纳米氧化钇的有机无机杂化微球，通过调节反应温度即可促使含氟聚合物链迁移至表面，从而赋予该空心微球优异的疏水性能和隔热保温性能。
作为上述方案的进一步改进，所述氧化钇前驱体为氯化钇或硝酸钇。
作为上述方案的进一步改进，所述水性复合树脂成膜乳液由水性氟碳乳液和水性硅丙树脂乳液组成，其赋予涂料本身良好的成膜性能，同时与空心微球填料之间具有良好的分散性。进一步地，所述水性复合树脂成膜乳液中水性氟碳乳液和水性硅丙树脂乳液的质量比为3:1～1:3。
作为上述方案的进一步改进，所述功能助剂按原料重量份计由水性润湿剂0.1～1份、分散剂0.1～1份、消泡剂0.1～1份、增稠剂0.5～2份、成膜助剂1～2份和防腐剂0.5～1.5份组成。优选地，本发明的水性润湿剂聚醚改性聚硅氧烷聚合物；消泡剂为改性聚硅氧烷或改性聚丙烯酸酯；增稠剂为疏水改性碱溶胀缔合型丙烯酸类增稠剂；成膜助剂选自3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、苯甲醇、乙二醇丁醚和丙二醇苯醚中的至少一种；防腐剂为异噻唑酮类化合物。
一种如上所述的防水隔热保温涂料的制备方法，其包括如下工艺步骤：
1)将含氟单体、羧基功能单体、稳定分散剂、自由基调控剂和光引发剂溶解于浓度为50％的乙醇水溶液，通氮气30min后紫外光照射，反应1～4h，获得表面羧基化的含氟聚合物微球，再超声分散于乙醇中，加入氧化钇前驱体，搅拌30min，缓慢滴加氨水，油浴锅中控制反应温度为60～90℃加热反应4～8h，得到疏水隔热保温空心微球料浆；
2)按原料重量份计往反应釜中加入去离子水、水性复合树脂成膜乳液，混合搅拌均匀后加入功能助剂，以1000r/min的速度搅拌30min，再加入无铅颜料和步骤1)所得的疏水隔热保温空心微球浆料，用高速分散机搅拌60min，得成品。
作为上述方案的进一步改进，步骤1)中所述含氟单体选自2,2,3,4,4,4,-六氟丁基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯、3-(全氟-5-甲基乙基)-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、1,1,2,2-四氢全氟己基甲基丙烯酸酯、1,1,2,2-四氢全氟癸基甲基丙烯酸酯、丙烯酸三氟乙酯、十二氟庚基丙烯酸酯、全氟辛基乙基丙烯酸酯、全氟十二烷基乙基丙烯酸酯、全氟烷基丙基甲基丙烯酸酯、1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲基丙烯酸酯、1,1,1,3,3,3-六氟异丙基丙烯酸酯、全氟己基乙烯、全氟丁基乙烯、全氟十二烷乙基甲基丙烯酸酯、1,1,2,2-四氢全氟十二烷基甲基丙烯酸酯中至少一种。
作为上述方案的进一步改进，步骤1)中所述羧基功能单体为丙烯酸和/或甲基丙烯酸。
作为上述方案的进一步改进，步骤1)中所述稳定分散剂聚乙烯吡咯烷酮pvp，其分子量为4～10万，添加量为单体浓度的10～15％wt；所述自由基调控剂s-正十二烷基-s’-(2-甲基-2-丙酸基)三硫代碳酸酯ddmat，其添加量为单体浓度的0.02～0.1％wt；所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1173，其添加量为单体浓度的3～6％wt。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用疏水隔热保温空心微球料浆作为功能填料，以水性复合树脂成膜乳液作出成膜物，并调整各原料组分的配比，赋予膜层优异的疏水性能和热反射率。
(2)本发明的制备方法有利于获得体系稳定、装饰效果佳的防水隔热保温涂料，其制备得的涂料的涂层与水的接触角大于140°，对太阳辐射热的反射率大于85％，涂层的导热系数小于0.06w/m.℃，阳光照射下室内外温度相差10℃以上，能广泛应用于建筑外墙领域。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或制备方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。
实施例1
一种防水隔热保温涂料，其按原料重量份包括如下组分：水性氟碳乳液30份、水性硅丙树脂乳液20份、疏水隔热保温空心微球料浆27份、氧化钛白粉6份、水性润湿剂1份、分散剂0.5份、消泡剂1份、增稠剂1.5份、成膜助剂1.5份、防腐剂1.5份、去离子水10份。
制备方法：
1)取2.0g甲基丙烯酸十二氟庚酯dfma、0.2g丙烯酸aa、0.15g聚乙烯吡咯烷酮pvp、0.015gs-正十二烷基-s’-(2-甲基-2-丙酸基)三硫代碳酸酯ddmat、0.06g2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1173分散于乙醇/水(9.0g/9.0g)，氮气鼓泡15min后，用365nm的紫外光照射2h，10000r/min高速离心3min，得到表面羧基化的pdfma含氟微球；
2)取1g上述表面羧基化的pdfma含氟微球，超声分散于10g乙醇中，加入硝酸钇0.5g，搅拌30min后，逐滴滴加氨水0.10g，90℃反应5h，10000r/min高速离心3min，得到疏水隔热保温空心微球料浆；
3)按原料重量份计往反应釜中加入去离子水、水性氟碳乳液、水性硅丙树脂乳液，混合搅拌均匀后加入水性润湿剂、分散剂、消泡剂、增稠剂、成膜助剂和防腐剂，以1000r/min的速度搅拌30min，再加入氧化钛白粉和步骤1)所得的疏水隔热保温空心微球浆料，用高速分散机搅拌60min，得实施例1成品。
将实施例1成品涂覆于基材表面，室温干燥24h以上，测试涂层与水的接触角为于145°，对太阳辐射热的反射率为90％，涂层的导热系数为0.045w/m.℃，具有良好的疏水性能和隔热保温性能。
实施例2
一种防水隔热保温涂料，其按原料重量份包括如下组分：水性氟碳乳液25份、水性硅丙树脂乳液25份、疏水隔热保温空心微球料浆25份、钒酸铋5份、水性润湿剂1份、分散剂0.5份、消泡剂1份、增稠剂1.5份、成膜助剂1.5份、防腐剂1.5份、去离子水13份。制备方法：
1)取1.0g甲基丙烯酸十二氟庚酯dfma、1.0g甲基丙烯酸六氟丁酯、0.2g甲基丙烯酸maa、0.20g聚乙烯吡咯烷酮pvp、0.02gs-正十二烷基-s’-(2-甲基-2-丙酸基)三硫代碳酸酯ddmat、0.09g2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1173分散于乙醇/水(9.0g/9.0g)，氮气鼓泡15min后，用365nm的紫外光照射2h，10000r/min高速离心3min，得到表面羧基化的p(dfma-co-hfma)含氟微球；
2)取1g上述表面羧基化的p(dfma-co-hfma)含氟微球，超声分散于10g乙醇中，加入硝酸钇0.5g，搅拌30min后，逐滴滴加氨水0.10g，90℃反应5h，10000r/min高速离心3min，得到疏水隔热保温空心微球料浆；
3)按原料重量份计往反应釜中加入去离子水、水性氟碳乳液、水性硅丙树脂乳液，混合搅拌均匀后加入水性润湿剂、分散剂、消泡剂、增稠剂、成膜助剂和防腐剂，以1000r/min的速度搅拌30min，再加入钒酸铋和步骤1)所得的疏水隔热保温空心微球浆料，用高速分散机搅拌60min，得实施例2成品。
将实施例2成品涂覆于基材表面，室温干燥24h以上，测试涂层与水的接触角为于130°，对太阳辐射热的反射率为88％，涂层的导热系数为0.055w/m.℃，具有良好的疏水性能和隔热保温性能。
实施例3
一种防水隔热保温涂料，其按原料重量份包括如下组分：水性氟碳乳液24份、水性硅丙树脂乳液20份、疏水隔热保温空心微球料浆35份、钒酸铋5份、水性润湿剂1份、分散剂0.5份、消泡剂1份、增稠剂1份、成膜助剂1份、防腐剂1.5份、去离子水10份。
制备方法：
1)取2.0g甲基丙烯酸十二氟庚酯dfma、0.2g甲基丙烯酸maa、0.20g聚乙烯吡咯烷酮pvp、0.02gs-正十二烷基-s’-(2-甲基-2-丙酸基)三硫代碳酸酯ddmat、0.09g2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1173分散于乙醇/水(9.0g/9.0g)，氮气鼓泡15min后，用365nm的紫外光照射2h，10000r/min高速离心3min，得到表面羧基化的p(dfma-co-hfma)含氟微球；
2)取1g上述表面羧基化的p(dfma-co-hfma)含氟微球，超声分散于10g乙醇中，加入硝酸钇0.8g，搅拌30min后，逐滴滴加氨水0.20g，90℃反应5h，10000r/min高速离心3min，得到疏水隔热保温空心微球料浆；
3)按原料重量份计往反应釜中加入去离子水、水性氟碳乳液、水性硅丙树脂乳液，混合搅拌均匀后加入水性润湿剂、分散剂、消泡剂、增稠剂、成膜助剂和防腐剂，以1000r/min的速度搅拌30min，再加入钒酸铋和步骤1)所得的疏水隔热保温空心微球浆料，用高速分散机搅拌60min，得实施例3成品。
将实施例3成品涂覆于基材表面，室温干燥24h以上，测试涂层与水的接触角为于149°，对太阳辐射热的反射率为96％，涂层的导热系数为0.03w/m.℃，具有良好的疏水性能和隔热保温性能。
上述实施例为本发明的优选实施例，凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化，均应属于本发明的保护范畴。