本发明涉及墙体涂料，特别涉及一种水性墙体涂料及其制备方法。
背景技术：
墙体涂料是指用于对建筑墙体起装饰和保护，使建筑墙体美观整洁，同时也能够起到保护建筑墙体，延长其使用寿命的作用的涂料。墙体涂料按建筑墙体分类包括内墙涂料和外墙涂料两大部分。内墙涂料注重装饰和环保；外墙涂料注重防护和耐久。
公开号为cn105400352a的中国专利公开了一种高耐候水性墙体涂料及其制备方法。该水性墙体涂料按重量份数计，由以下组份制成：纯丙乳液30～38份，peve乳液18～24份，cpvc8～10份，颜料4～6份，填料10～16份，水15～21份，润湿剂0.2～0.4份，分散剂0.2～0.5份，成膜助剂2～2.5份，增稠剂0.1～0.6份，防霉剂0.1～0.3份，乙二醇0.5～0.6份，掺铝氧化锌9～14份。该水性墙体涂料具有良好的耐臭氧老化性和红外反射性能，可达到很好的耐候效果，能够满足外墙涂料的防护和耐久要求。
目前，外墙外保温是最有效的建筑节能方式，而外墙涂料是实现外墙外保温的重要发展方向。但是，上述水性墙体涂料的保温性能不佳，有待改进。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种水性墙体涂料。该水性墙体涂料具有优异的保温性能，从而实现外墙外保温，降低能耗。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种水性墙体涂料，包括如下重量份数的组分：
硅丙乳液30-40份
钛白粉15-25份
堇青石20-30份
纳米氧化锆10-15份
空心玻璃微珠5-15份
滑石粉2-4份
绢云母粉2-4份
水玻璃10-15份
紫外线吸收剂0.5-1份
成膜助剂0.5-1份
分散剂0.5-1份
润湿剂0.5-1份
消泡剂0.1-0.5份
流平剂0.5-1份
增稠剂3-5份
防霉剂0.1-0.3份
水15-20份。
本发明进一步设置为：所述钛白粉为金刚石型钛白粉。
本发明进一步设置为：所述紫外线吸收剂选用苯并三唑。
本发明进一步设置为：所述成膜助剂为十二酯醇，所述分散剂为聚丙烯酸钠，所述润湿剂为司盘80，所述消泡剂为乙二醇硅氧烷，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷，所述增稠剂为羟甲基纤维素钠。
本发明进一步设置为：所述防霉剂为acticideepw。
本发明进一步设置为：按照重量份，所述水性墙体涂料还包括10-15份氢氧化镁。
本发明另一发明目的在于提供一种水性墙体涂料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按照重量份，称取硅丙乳液30-40份、钛白粉15-25份、堇青石20-30份、纳米氧化锆10-15份、空心玻璃微珠5-15份、滑石粉2-4份、绢云母粉2-4份、水玻璃10-15份、紫外线吸收剂0.5-1份、成膜助剂0.5-1份、分散剂0.5-1份、润湿剂0.5-1份、消泡剂0.1-0.5份、流平剂0.5-1份、增稠剂3-5份、防霉剂0.1-0.3份、水15-20份、氢氧化镁10-15份；
步骤2：在水中加入钛白粉、堇青石、纳米氧化锆、空心玻璃微珠、滑石粉、绢云母粉、水玻璃、紫外线吸收剂、分散剂、润湿剂、一半重量的消泡剂、防霉剂和氢氧化镁，搅拌均匀；
步骤3：加入硅丙乳液、成膜助剂、另一半重量的消泡剂和流平剂，搅拌均匀；
步骤4：加入增稠剂，搅拌均匀后出料。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、硅丙乳液是含有不饱和键的有机硅单体与丙烯酸类单体通过核壳包覆聚合工艺聚合而成的乳液。硅丙乳液具有耐高温性、耐候性、耐化学品性、疏水、表面能低、不易污染性、高保色性、柔韧性、附着性等特点；
2、由于金刚石型钛白粉的晶体结构紧密，相对密度大，耐候性好，遮盖力高，着色力强，颗粒硬，所以金刚石型钛白粉具有优异的隔热效果；
3、堇青石是经过高温烧结的硅酸盐矿物，烧结性能好，具有较高的红外辐射率，尤其是在中远红外区。堇青石的原材料来源广泛，价格低廉，合成方法很多。另外，堇青石在受热时，形状上只是稍有变化，热膨胀系数低，抗冲击性能优异；
4、纳米氧化锆颗粒小，密度小，比表面积大，表面原子数多，在近红外的整个波段里具有较强的红外辐射功能，能够明显地提高涂膜与基材的附着力，改善涂膜的表面性能；
5、空心玻璃微珠为球形结构，利于彼此之间的滚动，具有良好的流动性能，有利于涂料的成膜；空心玻璃微珠粒度分布均匀，结构具有一定硬度和强度，作为功能填料填充在涂料中，可以明显改善涂膜的硬度和耐磨性；空心微珠是中空结构，导热系数低，使得其填充于涂料中具有优良的隔热效果；
6、滑石粉具有润滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性，由于滑石的结晶构造是呈层状的，所以具有易分裂成鳞片的趋向和特殊的滑润性；
7、绢云母粉属于具有层状结构的硅酸盐矿物，晶体为鳞片状，晶体集合体呈块状，富弹性，可弯曲，抗磨性和耐磨性好，耐热绝缘，难溶于酸碱溶液，化学性质稳定；
8、水玻璃呈碱性，适合在同样显碱性的灰砂和水泥等基材上使用，能够与基材中的ca(oh)2反应成casio3晶体，与基材形成一体，附着力较好；水玻璃粒径较小，能够渗入到缝隙和孔隙中，填充涂层中的缺陷，提高涂层硬度；水玻璃表面带电荷，因而制成的涂层表面不产生静电，抗沾污性优良；
9、苯并三唑是白色到浅粉色针状结晶，溶于醇、苯、甲苯、氯仿、二甲基甲酰胺及多数有机溶剂，微溶于水，易溶于热水，易溶于碱性水溶液中，对紫外线具有良好的吸收作用；
10、十二酯醇能促进高分子化合物塑性流动和弹性变形，改善聚结性能，能在较广泛施工温度范围内成膜；聚丙烯酸钠为具有亲水和疏水基团的高分子化合物，对温度变化稳定，具有固定金属离子的作用，阻止金属离子对产品的消极作用，能够促进各组分的均匀分散；司盘80，又名失水山梨糖醇脂肪酸酯，能够降低表面张力，促进水与其他组分的融合；乙二醇硅氧烷表面张力小，热稳定性和化学稳定性好，消泡能力强；聚二甲基硅氧烷为无色或浅黄色液体，无毒无味，透明度高，具有耐热性、耐寒性、黏度随温度变化小、防水性、表面张力小、导热性良好，透光性性能好，具有生理惰性、良好的化学稳定性，电绝缘性和耐候性、疏水性好，并具有很高的抗剪切能力；羟甲基纤维素钠能够显著提高涂料粘度；
11、acticideepw是常用的干膜防霉剂，具有良好的抗菌防霉性能；
12、氢氧化镁受热分解时释放出水分，同时吸收大量潜热，降低涂料表面的火焰实际温度，使涂料降解为低分子的速度减慢，减少可燃气体的产生；氢氧化镁分解过程中释放出大量水蒸汽，冲淡涂料表面氧气和可燃气体的浓度，使表面燃烧较难进行；氢氧化镁有利于形成表面炭化层，阻止氧气和热量的进入，分解生成的氧化镁是良好的耐火材料，提高涂料抵抗火焰的能力，起到隔绝空气，阻止燃烧的作用。
具体实施方式
实施例1-6用于说明水性墙体涂料的组分。实施例1-6水性墙体涂料的组分表。
表1、实施例1-6水性墙体涂料组分表
注：单位“份”指重量份；
紫外线吸收剂为苯并三唑，成膜助剂为十二酯醇，分散剂为聚丙烯酸钠，润湿剂为司盘80，消泡剂为乙二醇硅氧烷，流平剂为聚二甲基硅氧烷，增稠剂为羟甲基纤维素钠，防霉剂为acticideepw。
结合表1，以下详细说明实施例1-6水性墙体涂料的制备方法。
一种水性墙体涂料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按照重量份，称取硅丙乳液、钛白粉、堇青石、纳米氧化锆、空心玻璃微珠、滑石粉、绢云母粉、水玻璃、紫外线吸收剂、成膜助剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、流平剂、增稠剂、防霉剂、水、氢氧化镁；
步骤2：在水中加入钛白粉、堇青石、纳米氧化锆、空心玻璃微珠、滑石粉、绢云母粉、水玻璃、紫外线吸收剂、分散剂、润湿剂、一半重量的消泡剂、防霉剂和氢氧化镁，搅拌均匀；
步骤3：加入硅丙乳液、成膜助剂、另一半重量的消泡剂和流平剂，搅拌均匀；
步骤4：加入增稠剂，搅拌均匀后出料。
对比例1
选用公开号为cn105400352a的中国专利的实施例4作为对比例1。
保温性能试验
步骤1：控制室温温度为25℃，取7个洁净的中空模具，分别在模具外表面涂刷实施例1-6和对比例1的水性墙体涂料，控制涂膜厚度为2mm，静置，自然干燥成膜；
步骤2：在7个中空模具的上表面开设和内部连通的小孔，将温度传感器从小孔放入模具内部，利用传感器检测模具内部温度；
步骤3：将7盏200w的红外加热灯分别照射7个中空模具，照射10min后，记录模具内部温度；
其中，中空模具采用公开号为cn103739251a的中国专利的实施例1制作的墙板制作而成，墙板厚度为1cm，模具内部空间为5cm*4cm*3cm。
表2、实施例1-6和对比例1保温性能试验记录表
从表2可知，相比于对比例1，实施例1-6均具有良好的保温性能。对比实施例1-5和实施例6可知，氢氧化镁的加入能够提升本发明的保温性能。
耐候性能试验
参照gb/t14522-1993《机械工业产品用塑料、涂料、橡胶材料人工气候加速试验方法》对实施例1-6和对比例1进行试验。
表3、实施例1-6和对比例1耐候性能试验记录表
注：采用荧光紫外线试验方法，试验时间为84d，按照gb/t11186.2和gb/t11186.3测定和计算老化前和老化后的样板之间的总色差值(δe*)。
从表3可知，实施例1-6的耐候性能均优于对比例1。对比实施例1-5和实施例6可知，氢氧化镁的加入对于本发明的耐候性能影响不大。
阻燃性能试验
先将实施例1-6和对比例1涂刷在洁净的玻璃板上，控制涂膜厚度为2mm，静置，自然干燥成膜，再将实施例1-6和对比例1从玻璃板上刮取下，参照gb/t2406.2-2009《塑料用氧指数法测定燃烧行为第2部分：室温试验》进行氧指数测定。
表4、实施例1-6和对比例1阻燃性能试验记录表
从表4可知，相比于对比例1，实施例1-6均具有良好的阻燃性能。对比实施例1-5和实施例6可知，氢氧化镁的加入能够提升本发明的阻燃性能。
对比例2
对比例2与实施例3的区别在于去除堇青石，其他均与实施例3相同。
对比例3
对比例3与实施例3的区别在于去除纳米氧化锆，其他均与实施例3相同。
对比例4
对比例4与实施例3的区别在于同时去除堇青石和纳米氧化锆，其他均与实施例3相同。
将实施例3和对比例2-4进行保温性能试验、耐候性能试验和阻燃性能试验。
表5、实施例3和对比例2-4对比试验记录表
从表5可得出以下结论：
实施例3的保温性能优于对比例2和3，对比例4的保温性能劣于对比例2和3。由此可见，堇青石和纳米氧化锆均能够提升本发明的保温性能。此外，堇青石和纳米氧化锆共同加入对本发明的保温性能的提升作用大于堇青石和纳米氧化锆单独加入对本发明的保温性能的提升作用之和。因此，堇青石和纳米氧化锆能够在本发明中产生协同作用，促进本发明的保温性能提升。
实施例3的耐候性能和阻燃性能与对比例2和3相差不大，而对比例4的耐候性能和阻燃性能与对比例2和3相差不大。由此可见，堇青石和纳米氧化锆对于本发明的耐候性能和阻燃性能影响不大。
本实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。