一种保温隔热环保墙体涂料及其制备方法与流程

本发明属于涂料制备领域，涉及一种保温隔热环保墙体涂料及其制备方法。
背景技术：
：建筑隔热涂料是涂覆在外墙面或者屋顶面，通过阻隔、反射、辐射等作用使得屋内的温度保持在舒适的范围内，进而减少空调和采暖的能耗，但是现有的保暖涂料通常是通过使用多孔低导热填料来实现阻隔作用，并且在涂料中加入反光材料，由于多孔低导热填料通过孔道中的空气阻隔实现保温阻隔，但是空气层不能储热，进而使得保温性能较差，并且直接在涂料中添加反光材料，由于反光材料的成本较高，需要大量的添加，提高成本，并且反光材料在长时间的雨水冲刷下含量减少，进而影响保温质量，同时现有的涂料在制备过程中使用的粘合基料通常需要溶于溶剂中才能使用，但是有机溶剂的使用会造成环境的污染，同时在使用水溶性粘合基料粘结性能较低。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种保温隔热环保墙体涂料及其制备方法，该涂料在制备过程中添加相变隔热微球，其中相变隔热微球通过在硅藻土中填充石蜡，然后在石蜡表面通过球磨作用粘合二氧化钛，并在其外部包裹环氧树脂层，通过环氧树脂层二氧化钛复合硅藻土表面和内部孔道封闭包覆，使得其中的石蜡不会融化流出，同时纳米二氧化钛包覆在包覆层内部，二氧化钛具有较高的光反射性能，使得相变隔热微球具有一定的光反射能力，同时硅藻土基体是硅酸盐材料，导热系数小，硅藻土中填充有石蜡，石蜡为相变材料，在光照射升温时发生相变，进而实现储能的作用，同时石蜡的加入能够降低涂层的导热系数，并且在填充石蜡后的硅藻土表面包覆环氧树脂层时，使得硅藻土表面的石蜡不会在高温下熔化流出，进而使得涂层的隔热温差较大，并且环氧树脂的包覆能力进一步降低涂层的隔热系数，进而实现相变隔热微球隔热的性能，解决了现有的保暖涂料通常是通过使用多孔低导热填料来实现阻隔作用，并且在涂料中加入反光材料，由于多孔低导热填料通过孔道中的空气阻隔实现保温阻隔，但是空气层不能储热，进而使得保温性能较差的问题。本发明直接将二氧化钛与改性硅藻土球磨复合，使得二氧化钛复合在硅藻土表面，不仅能够实现硅藻土表面均匀复合二氧化钛，并且降低二氧化钛的用量，同时通弩弓环氧树脂的包覆固定，使得二氧化钛结合牢固，不会出现在长时间的雨水冲刷下含量减少，进而影响保温质量的问题。本发明在制备涂料过程中使用水溶性环氧树脂，可以直接用水做溶剂，不仅环保并且其粘结性能不会改变，同时由于水溶性环氧树脂聚合物单体是七个苯环环绕组成的结构，进而使得制备的聚合物热稳定较高，使得制备的环氧树脂具有耐高温性能，能够很高的实现对二氧化钛复合硅藻土上的石蜡进行密封固定，进而解决了现有粘合基料使用有机溶剂污染环境的问题，同时对于溶于水的粘合基料粘结性能较低的问题，该环氧树脂既溶于水并且粘结性能较高。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种保温隔热环保墙体涂料，包括如下重量份的原料：水溶性环氧树脂54-58份、相变隔热微球34-37份、润湿剂2-3份、消泡剂1-2份、分散剂5-6份、增稠剂2-4份、固化剂22-24份、水100份；其中相变隔热微球的具体制备过程如下：步骤1：将石蜡加入反应容器中，升温至80℃熔化后向其中加入硅藻土，恒温搅拌混合2-3h，由于硅藻土中含有大量的孔道结构，在与熔化后的石蜡混合时，石蜡浸渍在硅藻土中，然后趁热进行过滤，并将过滤后得到的改性硅藻土室温下晾干，此时硅藻土的内部孔道中填充有石蜡，同时表面包覆一层石蜡；其中每克石蜡中加入0.23-0.27g硅藻土；步骤2：将步骤1中制备的改性硅藻土加入小型球磨机中，同时向其中加入纳米二氧化钛，混合研磨30-40min，得到二氧化钛复合硅藻土；由于改性硅藻土表面和内部均含有石蜡，石蜡为软性介质，纳米二氧化钛硬度较大，粒径较小，在研磨时纳米二氧化钛容易压入改性硅藻土的表面，而硅藻土本身的硬度较大，在研磨机中研磨过程中不会破坏硅藻土本身的结构；每千克改性硅藻土中加入12-13g二氧化钛；步骤3：将一定量的水溶性环氧树脂加入水中，搅拌混合均匀后向其中加入步骤2中制备的二氧化钛复合硅藻土，搅拌混合3-5min，然后在室温下向反应容器中逐滴加入甲苯-2,4-二异氰酸酯，边滴加边搅拌，滴加完全后恒温搅拌反应2-3h，然后过滤，用丙酮洗涤后在50℃的烘箱中烘干，得到相变隔热微球；其中各组分的重量份如下：水溶性环氧树脂34-38份、二氧化钛复合硅藻土45-49份、甲苯-2,4-二异氰酸酯16-18份、水250份；由于水溶性环氧树脂溶于水中，同时二氧化钛复合硅藻土分散在水中，而甲苯-2,4-二异氰酸酯则不溶于水，漂浮在上层，而位于二氧化钛复合硅藻土表面的水溶性环氧树脂中的环氧基团与甲苯-2,4-二异氰酸酯在二氧化钛复合硅藻土表面交联反应，进而在二氧化钛复合硅藻土表面形成包覆层结构，将石蜡包覆在其中，由于石蜡具有一定的相变性能，进而使得制备的相变隔热微球具有较高的储热性能，同时在微球的表面包覆一层包覆层，将二氧化钛复合硅藻土表面和内部孔道封闭包覆，使得其中的石蜡不会融化流出，同时纳米二氧化钛包覆在包覆层内部，二氧化钛具有较高的光反射性能，使得相变隔热微球具有一定的光反射能力，同时硅藻土基体是硅酸盐材料，导热系数小，进而实现相变隔热微球隔热的性能。其中水溶性环氧树脂的具体制备过程如下：①将一定量的苯六酸加入二氯亚砜中，升温至80℃回流反应10-12h，然后在80℃下蒸发，得到苯六酰氯；其中苯六酸和二氯亚砜的摩尔比为1：6.3；②称取一定量的对氨基苯甲醚加入二氯甲烷中，同时向其中加入三乙胺，然后控制反应温度在10℃，缓慢向其中滴加步骤①中制备的苯六酰氯，滴加完全后恒温反应5h，然后进行减压蒸馏，得到产物a；其中每克苯六酰氯中加入对氨基苯甲醚1.95-1.97g，加入三乙胺0.55-0.56g；③将步骤②中制备的产物a加入二甲基亚砜中，升温至140℃回流，然后向反应容器中逐滴加入氢碘酸，边滴加边剧烈搅拌，滴加完全后用饱和氯化钠洗涤后分液，并将得到的有机相减压蒸馏得到支链化单体；反应结构式如图1所示；其中每克产物a中加入氢碘酸2.01-2.03g；④将步骤③中制备的支链化单体加入二甲基亚砜中，同时向其中加入环氧氯丙烷中，升温至100℃后向反应容器中加入浓度为50％的氢氧化钠溶液，恒温回流搅拌反应10h，然后将得到的产物分液，并向得到的水相中滴加稀盐酸，直到溶液呈中性为止，然后进行蒸发结晶，并将晶体加入乙醇提取，然后烘干，得到水溶性环氧树脂；反应结构式如图2所示，其中每千克支链化单体中加入环氧氯丙烷0.58-0.61kg；由于产物a以苯环为基体，在苯环的周侧分散六个向不同方向的支链酰氯，同时酰胺键在两个苯环之间空间位阻较大，使得酰胺键中的氨基不能再反应，并且中心苯环周侧的六个苯环处于不同的平面内，在六个苯环上的酚羟基分别与环氧氯丙烷交联时，向六个不同的方向交联，并且六个方向的聚合物均不在同一平面内，形成超支化结构，降低了聚合物分子的堆积，进而使得聚合物分子的溶解度升高，同时在产物a与氨基苯甲醚酰胺化反应后，使得基体苯环的周侧形成六个酰胺键，由于酰胺键具有较高的亲水性，进而使得形成的聚合物能够快速溶于水中，并且由于聚合物单体是七个苯环环绕组成的结构，进而使得制备的聚合物热稳定较高，使得制备的环氧树脂具有耐高温性能，能够很高的实现对二氧化钛复合硅藻土上的石蜡进行密封固定。一种保温隔热环保墙体涂料的制备方法，具体制备过程如下：第一步，将润湿剂、消泡剂、分散剂加入水中搅拌混合均匀备用；第二步，将水溶性环氧树脂和相变隔热微球加入水中搅拌混合30-40min，然后向其中加入第一步中混合后的溶液，搅拌混合5-10min，然后向其中加入增稠剂，搅拌混合均匀后得到浆料；第三步，在使用前将固化剂和第二步中制备的浆料混合3-5min，得到保温隔热环保墙体涂料，即可使用。本发明的有益效果：本发明的涂料在制备过程中添加相变隔热微球，其中相变隔热微球通过在硅藻土中填充石蜡，然后在石蜡表面通过球磨作用粘合二氧化钛，并在其外部包裹环氧树脂层，通过环氧树脂层二氧化钛复合硅藻土表面和内部孔道封闭包覆，使得其中的石蜡不会融化流出，同时纳米二氧化钛包覆在包覆层内部，二氧化钛具有较高的光反射性能，使得相变隔热微球具有一定的光反射能力，同时硅藻土基体是硅酸盐材料，导热系数小，硅藻土中填充有石蜡，石蜡为相变材料，在光照射升温时发生相变，进而实现储能的作用，同时石蜡的加入能够降低涂层的导热系数，并且在填充石蜡后的硅藻土表面包覆环氧树脂层时，使得硅藻土表面的石蜡不会在高温下熔化流出，进而使得涂层的隔热温差较大，并且环氧树脂的包覆能力进一步降低涂层的隔热系数，进而实现相变隔热微球隔热的性能，解决了现有的保暖涂料通常是通过使用多孔低导热填料来实现阻隔作用，并且在涂料中加入反光材料，由于多孔低导热填料通过孔道中的空气阻隔实现保温阻隔，但是空气层不能储热，进而使得保温性能较差的问题。本发明直接将二氧化钛与改性硅藻土球磨复合，使得二氧化钛复合在硅藻土表面，不仅能够实现硅藻土表面均匀复合二氧化钛，并且降低二氧化钛的用量，同时通弩弓环氧树脂的包覆固定，使得二氧化钛结合牢固，不会出现在长时间的雨水冲刷下含量减少，进而影响保温质量的问题。本发明在制备涂料过程中使用水溶性环氧树脂，可以直接用水做溶剂，不仅环保并且其粘结性能不会改变，同时由于水溶性环氧树脂聚合物单体是七个苯环环绕组成的结构，进而使得制备的聚合物热稳定较高，使得制备的环氧树脂具有耐高温性能，能够很高的实现对二氧化钛复合硅藻土上的石蜡进行密封固定，进而解决了现有粘合基料使用有机溶剂污染环境的问题，同时对于溶于水的粘合基料粘结性能较低的问题，该环氧树脂既溶于水并且粘结性能较高。附图说明为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。图1为本发明支链化单体反应结构式；图2为本发明水溶性环氧树脂反应结构式。具体实施方式请参阅图1和2结合如下实施例进行详细说明：实施例1：水溶性环氧树脂的具体制备过程如下：①将1kg苯六酸加入2.31kg二氯亚砜中，升温至80℃回流反应10-12h，然后在80℃下蒸发，得到苯六酰氯；②称取1.95kg对氨基苯甲醚加入20l二氯甲烷中，同时向其中加入0.55kg三乙胺，然后控制反应温度在10℃，缓慢向其中滴加1kg步骤①中制备的苯六酰氯，滴加完全后恒温反应5h，然后进行减压蒸馏，得到产物a；③将1kg步骤②中制备的产物a加入20l二甲基亚砜中，升温至140℃回流，然后向反应容器中逐滴加入2.01kg氢碘酸，边滴加边剧烈搅拌，滴加完全后用饱和氯化钠洗涤后分液，并将得到的有机相减压蒸馏得到支链化单体；④将1kg步骤③中制备的支链化单体加入20l二甲基亚砜中，同时向其中加入0.58kg环氧氯丙烷中，升温至100℃后向反应容器中加入0.21kg浓度为50％的氢氧化钠溶液，恒温回流搅拌反应10h，然后将得到的产物分液，并向得到的水相中滴加稀盐酸，直到溶液呈中性为止，然后进行蒸发结晶，并将晶体加入乙醇提取，然后烘干，得到水溶性环氧树脂。实施例2：水溶性环氧树脂的具体制备过程如下：①将1kg苯六酸加入1.1kg二氯亚砜中，升温至80℃回流反应10-12h，然后在80℃下蒸发，得到苯六酰氯；其中苯六酸与二氯亚砜是以摩尔比为1：3的比例加入，进而使得制备的苯六酰氯中只有三个羧基苯酰氯化；②称取1.95kg对氨基苯甲醚加入20l二氯甲烷中，同时向其中加入0.55kg三乙胺，然后控制反应温度在10℃，缓慢向其中滴加1kg步骤①中制备的苯六酰氯，滴加完全后恒温反应5h，然后进行减压蒸馏，得到产物a；③将1kg步骤②中制备的产物a加入20l二甲基亚砜中，升温至140℃回流，然后向反应容器中逐滴加入2.01kg氢碘酸，边滴加边剧烈搅拌，滴加完全后用饱和氯化钠洗涤后分液，并将得到的有机相减压蒸馏得到支链化单体；④将1kg步骤③中制备的支链化单体加入20l二甲基亚砜中，同时向其中加入0.58kg环氧氯丙烷中，升温至100℃后向反应容器中加入0.21kg浓度为50％的氢氧化钠溶液，恒温回流搅拌反应10h，然后将得到的产物分液，并向得到的水相中滴加稀盐酸，直到溶液呈中性为止，然后进行蒸发结晶，并将晶体加入乙醇提取，然后烘干，得到水溶性环氧树脂。将实施例1和实施例2制备的环氧树脂分别加入25℃、50℃、70℃、80℃的水中，观察两种树脂的溶解情况，发现实施例1中制备的环氧树脂在25℃即可溶解，而实施例2制备的环氧树脂在70℃有部分溶解，在80℃完全溶解，由于实施例1制备的环氧树脂的超支化能力大于实施例2中制备的环氧树脂，进而使得实施例2制备的环氧树脂虽然也能溶于水，但是需要在较高温度下进行，限制了使用条件。实施例3：相变隔热微球的具体制备过程如下：步骤1：将1kg石蜡加入反应容器中，升温至80℃熔化后向其中加入0.23kg硅藻土，恒温搅拌混合2-3h，由于硅藻土中含有大量的孔道结构，在与熔化后的石蜡混合时，石蜡浸渍在硅藻土中，然后趁热进行过滤，并将过滤后得到的改性硅藻土室温下晾干；步骤2：将1kg步骤1中制备的改性硅藻土加入小型球磨机中，同时向其中加入12g纳米二氧化钛，混合研磨30-40min，得到二氧化钛复合硅藻土；步骤3：将3.4kg实施例1制备的水溶性环氧树脂加入25kg水中，搅拌溶解后向其中加入4.5kg步骤2中制备的二氧化钛复合硅藻土，搅拌混合3-5min，然后在室温下向反应容器中逐滴加入1.6kg甲苯-2,4-二异氰酸酯，边滴加边搅拌，滴加完全后恒温搅拌反应2-3h，然后过滤，用丙酮洗涤后在50℃的烘箱中烘干，得到相变隔热微球。实施例4：相变隔热微球的具体制备过程如下：步骤1：将1kg石蜡加入反应容器中，升温至80℃熔化后向其中加入0.23kg硅藻土，恒温搅拌混合2-3h，由于硅藻土中含有大量的孔道结构，在与熔化后的石蜡混合时，石蜡浸渍在硅藻土中，然后趁热进行过滤，并将过滤后得到的改性硅藻土室温下晾干；步骤2：将3.4kg实施例1制备的水溶性环氧树脂加入25kg水中，搅拌溶解后向其中加入4.5kg步骤1中制备的改性硅藻土，搅拌混合3-5min，然后在室温下向反应容器中逐滴加入1.6kg甲苯-2,4-二异氰酸酯，边滴加边搅拌，滴加完全后恒温搅拌反应2-3h，然后过滤，用丙酮洗涤后在50℃的烘箱中烘干，得到相变隔热微球。实施例5：相变隔热微球的具体制备过程如下：将1kg石蜡加入反应容器中，升温至80℃熔化后向其中加入0.23kg硅藻土，恒温搅拌混合2-3h，由于硅藻土中含有大量的孔道结构，在与熔化后的石蜡混合时，石蜡浸渍在硅藻土中，然后趁热进行过滤，并将过滤后得到的改性硅藻土室温下晾干。实施例6：一种保温隔热环保墙体涂料的制备方法，具体制备过程如下：第一步，将0.2kg润湿剂、0.1kg消泡剂、0.5kg分散剂加入5kg水中搅拌混合均匀备用；第二步，将5.4kg实施例1中制备的水溶性环氧树脂和3.4kg实施例3中制备的相变隔热微球加入9.5kg水中搅拌混合30-40min，然后向其中加入第一步中混合后的溶液，搅拌混合5-10min，然后向其中加入0.2kg增稠剂，搅拌混合均匀后得到浆料；第三步，在使用前将2.2kg固化剂和第二步中制备的浆料混合3-5min，得到保温隔热环保墙体涂料，即可使用。实施例7：一种保温隔热环保墙体涂料的制备方法，具体制备过程如下：第一步，将0.2kg润湿剂、0.1kg消泡剂、0.5kg分散剂加入5kg水中搅拌混合均匀备用；第二步，将5.4kg实施例1中制备的水溶性环氧树脂和3.4kg实施例4中制备的相变隔热微球加入9.5kg水中搅拌混合30-40min，然后向其中加入第一步中混合后的溶液，搅拌混合5-10min，然后向其中加入0.2kg增稠剂，搅拌混合均匀后得到浆料；第三步，在使用前将2.2kg固化剂和第二步中制备的浆料混合3-5min，得到保温隔热环保墙体涂料，即可使用。实施例8：一种保温隔热环保墙体涂料的制备方法，具体制备过程如下：第一步，将0.2kg润湿剂、0.1kg消泡剂、0.5kg分散剂加入5kg水中搅拌混合均匀备用；第二步，将5.4kg实施例1中制备的水溶性环氧树脂和3.4kg实施例5中制备的相变隔热微球加入9.5kg水中搅拌混合30-40min，然后向其中加入第一步中混合后的溶液，搅拌混合5-10min，然后向其中加入0.2kg增稠剂，搅拌混合均匀后得到浆料；第三步，在使用前将2.2kg固化剂和第二步中制备的浆料混合3-5min，得到保温隔热环保墙体涂料，即可使用。实施例9：一种保温隔热环保墙体涂料的制备方法，具体制备过程如下：第一步，将0.2kg润湿剂、0.1kg消泡剂、0.5kg分散剂加入5kg水中搅拌混合均匀备用；第二步，将5.4kg实施例1中制备的水溶性环氧树脂和3.4kg硅藻土加入9.5kg水中搅拌混合30-40min，然后向其中加入第一步中混合后的溶液，搅拌混合5-10min，然后向其中加入0.2kg增稠剂，搅拌混合均匀后得到浆料；第三步，在使用前将2.2kg固化剂和第二步中制备的浆料混合3-5min，得到保温隔热环保墙体涂料，即可使用。实施例10：在相同的板材面上刷涂实施例6-9中制备的涂料，刷涂厚度保持在100μm，待涂膜固化干燥后，用反射率仪测定涂膜在底色黑白各半的卡片纸的反射率，依据标准为gb9270《浅色漆对比率的测定(聚醋膜法)》，然后计算其对比率i＝r0/r1×100％，r0为涂膜在黑色底面的反射率，r1为涂膜在白色底面的反射率；同时按照jg/t235-2008《建筑反射隔热涂料》进行测试，通过测试板材在涂布涂料前后背光面板温度差，同时对涂层的导热系数进行测试，测定结果如表1所示；表1实施例6-9中制备的涂料性能测试结果实施例6实施例7实施例8实施例9反射率(％)88.379.679.579.6导热系数(w/m.k)0.0240.0270.0460.089隔热温差(℃)4.653.812.872.46由表1可知，当使用的相变隔热微球中填充石蜡后再在表面复合二氧化钛，然后包覆环氧树脂层时，通过纳米二氧化钛的光反射作用能够提高隔热温差，并且由于硅藻土中填充有石蜡，石蜡为相变材料，在光照射升温时发生相变，进而实现储能的作用，同时石蜡的加入能够降低涂层的导热系数，并且在填充石蜡后的硅藻土表面包覆环氧树脂层时，使得硅藻土表面的石蜡不会在高温下熔化流出，进而使得涂层的隔热温差较大，并且环氧树脂的包覆能力进一步降低涂层的隔热系数。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属
技术领域：
技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。当前第1页12