專利名稱：水性阻燃隔熱保溫涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑涂料，尤其涉及一種具有阻燃隔熱保溫功能的涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)與社會(huì)生產(chǎn)的快速發(fā)展，能源和環(huán)境成為全社會(huì)日益矚目的兩大問題，因 而對(duì)節(jié)能和環(huán)保提出更高的要求。世界能源需求量以每年2%的速度增長(zhǎng)，而這些能源大約 有30%能耗在建筑物上。在我國(guó)，建筑能耗連同圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料生產(chǎn)的能耗已占到全國(guó)能耗總 量的27.6%,并將隨著人民生活水平的提高逐步增加到33%以上。節(jié)能建筑(Energy efficiency in buildings)是提高建筑能源使用效率的有效途徑。其中，建筑材料保溫節(jié)能已經(jīng)廣泛使用 于節(jié)能建筑上。建筑材料保溫節(jié)能措施包括使用節(jié)能保溫材料及建筑保溫涂料，在目前中國(guó) 的逢筑設(shè)計(jì)施工中，90。/。以上都采用了擠塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)、模塑聚苯乙烯泡沫塑料 (EPS)、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(PU)等有機(jī)質(zhì)絕熱材料作為外墻保溫材料，但這些保溫材料耐火 性極差，在8(TC就產(chǎn)生熔融變形滴落。如央視新臺(tái)址突發(fā)火災(zāi)，根據(jù)北京市消防局提供的資 料，大樓外墻使用的節(jié)能保溫材料為擠塑板(XPS)，其具有高抗壓、防潮、不透氣、耐腐蝕、 導(dǎo)熱系數(shù)低等優(yōu)異性能。但是，擠塑聚苯乙烯泡沫塑料屬于有機(jī)質(zhì)絕熱保溫材料，為可燃性 建筑材料。
在建筑物外墻噴涂保溫涂料是建筑節(jié)能的另一個(gè)手段，其成本低、施工方便。關(guān)于建筑 保溫涂料已有許多的報(bào)道，如王立華等(中國(guó)專利CN 1757689A)公開了一種薄層涂覆型防 水保溫涂料，它包括了彈性丙烯酸乳液、石棉絨、滑石粉、空心玻璃微珠、不透明聚合物、 消泡劑、防腐劑、增稠劑、水。這種涂料在保證肪水隔熱效果的前提下涂層厚度降低至2mm 左右，耐磨性和抗穿刺能力較強(qiáng)。高巴特爾(中國(guó)專利CN 1483775A)公開了一種由空心硅， 膨脹珍珠巖粉，硅藻土，輕鈣粉，巖棉，丙烯酸乳液，水等顏料配置而成的復(fù)合建筑保溫涂 料。該涂料在墻面上涂刮1.5 2.5cm厚度，其保溫效果可與3 5cm聚苯板相等。王博等(中 國(guó)專利CN1858129A)公開了一種聚氨酯保溫涂料的制作方法。該保溫涂料主要由聚氨酯樹 脂和粉煤灰復(fù)合而成，施工工藝簡(jiǎn)單，保溫效果良好。目前建筑保溫涂料雖均具有保溫效果， 但普遍存在以下何題(1)防火阻燃效果差，由于基料均采用聚合物，聚合物本身易燃燒， 所以涂層達(dá)不到防火阻燃的效果，給安全埋下了隱患。(2)裝飾效果差，現(xiàn)市售的保溫涂料的涂層均較厚才能達(dá)到良好的保溫效果，所以不能達(dá)到很好的裝飾作用，限制了其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種集阻燃性能、保溫性能及裝飾作用于一體的水性阻燃隔熱保 溫涂料及其制備方法。
所述水性阻燃隔熱保溫涂料由乳液、阻燃劑、鈦白粉、空心玻璃微珠、水及助劑組成， 各組成部分的配比按質(zhì)量份數(shù)為乳液35 40、阻燃劑20 30、鈦白粉15 20、空心玻璃微 珠5 10、水19 2K助劑11 15。
所述乳液最好為硅丙乳液、苯丙乳液、純丙乳液等中的至少一種，其中，乳液的固含量 最好為48% 50%。
所述阻燃劑最好選自無機(jī)阻燃劑、磷類阻燃劑或含氮阻燃劑等，所述無機(jī)阻燃劑最好選 自氫氧化鎂、氯化石蠟或氫氧化鋁等；所述磷類阻燃劑最好選自聚磷酸銨(APP)、磷酸二氫銨、 六甲基磷酰三胺、六偏磷酸鈉或磷酸二苯二甲苯酯等；所述含氮阻燃劑最好選自三聚氰胺、 三聚氰胺氰尿酸或三聚氰胺磷酸酯等；使用過程中阻燃劑為上述化合物中的至少一種。
所述空心玻璃微珠的粒徑范圍最好為10 180pm。
所述助劑包括消泡劑、防腐劑、增稠劑、分散劑、成膜助劑和丙二醇，各組分的質(zhì)量份 數(shù)為消泡劑0.1 0.5、防腐劑0.1 0.5、增稠劑0.3 0.6、分散劑0.3 0.7、成膜助劑8 10、
丙二醇2 3。
所述消泡劑為Foamasterlll、 Foamaster306或NopcoNXZ(德國(guó)科寧公司)。 所述防腐劑為1， 2-苯并異噻唑-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮或四氯間甲苯二甲腈。 所述增稠劑為HX-5430 (華夏助劑)或PUR2025 (上海長(zhǎng)風(fēng)化工)。 所述分散劑為SN-Dispersant-5040或DispexN40(天津?qū)毰d公司)。 所述成膜助劑為醇酯-12。
所述水性阻燃隔熱保溫涂料的制備方法包括以下步驟
1) 將水、丙二醇、分散劑和消泡劑加入到反應(yīng)釜中，攪拌；
2) 加入鈦白粉和阻燃劑，分散；
3) 加入空心玻璃微珠，攪拌，得水性阻燃隔熱保溫涂料的漿料；
4) 將乳液、消泡劑、防腐劑和成膜助劑加入到漿料中，攪拌，調(diào)節(jié)pH值到8 9;
5) 加入增稠劑，調(diào)節(jié)涂料粘度為95 105Ku，即得水性阻燃隔熱保溫涂料。 在步驟4)中，所述調(diào)節(jié)pH值最好采用氨水調(diào)節(jié)pH值。
本發(fā)明制備的水性阻燃隔熱保溫涂料的導(dǎo)熱系數(shù)S0.090W/(m.k)，氧指數(shù)^28.0%。同時(shí)具有良好的耐候性，耐洗刷性等綜合性能，且制備工藝簡(jiǎn)單，使用方便。其具有以下顯著優(yōu)點(diǎn) 1)在水性阻燃隔熱保溫涂料的制備過程中，采用了多種高效無機(jī)類、磷類、氮類阻燃劑，充 分利用不同阻燃劑之間的協(xié)同作用，能夠在用量較少的情況下達(dá)到優(yōu)異的阻燃效果，同時(shí)不 影響涂料涂層的物理性能；2)采用粒徑范圍為10 180pm的空心玻璃微珠，這種玻璃微 珠可以減少熱傳導(dǎo)率、熱對(duì)流和熱輻射，高效絕熱，在真空狀態(tài)時(shí)能使分子振動(dòng)熱傳導(dǎo)和對(duì) 流傳導(dǎo)兩種方式完全消失，因此具有很好的保溫性能。3)其涂層厚度約為lmm就能達(dá)到很 好的保溫效果，同時(shí)能具有良好的阻燃功能。
具體實(shí)施例方式
下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1:稱取蒸餾水19kg、丙二醇2kg、分散劑(SN-Dispersant-5040) 0.3kg、消泡劑 (Foamasterlll)0.05kg加入反應(yīng)釜中，慢速攪拌約5min后加入金紅石型鈦白粉15kg、氫氧化 鎂15kg、氯化石蠟8kg,進(jìn)行高速分散lh;然后加入空心玻璃微珠5kg慢速攪拌30min，得 到阻燃.隔熱保溫涂料的漿料。將聚合物硅丙乳液35kg、消泡劑(Foamasterlll)0.05kg、成膜助 劑(醇酯-12)1.7kg、防腐劑(l ， 2-苯并異噻唑-3-酮)0.2kg加入反應(yīng)釜中，攪拌20min后用氨水 調(diào)節(jié)pH8.5，最后用增稠劑(HX-5430)0.4kg調(diào)節(jié)涂料粘度約為100Ku左右，即得水性阻燃隔 熱保溫涂料。該涂料的導(dǎo)熱系數(shù)在0.085 W/(m*k),氧指數(shù)為29.0%，采用國(guó)標(biāo)GB/T9755-2001 檢測(cè)涂料各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)，檢測(cè)結(jié)果見表l。
表l水性阻燃保溫涂料技^t性能指標(biāo)和檢測(cè)結(jié)果
序號(hào)檢測(cè)項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)結(jié)論
1容器中狀態(tài)無硬塊，攪拌后呈均勻狀態(tài)合格
2施工性刷涂二道無障礙合格
3涂膜外觀正常合格
4干燥時(shí)間(h)<2
耐水性(96h)無異常無異常
6耐堿性 [飽和Ca (OH) 2溶液，48h]無異常無異常
7耐洗刷性(次)210002100
耐人工氣候外觀不氣泡、不剝落、無裂紋合格
8老化性(白粉化(級(jí))0
色，400h)變色(級(jí))1
5實(shí)施例2:稱取蒸餾水20kg、丙二醇2kg、分散劑(Dispex N40) 0.4kg、消泡劑(Foamaster 306) 0.06kg加入到反應(yīng)釜中，慢速攪拌5min后加入金紅石型鈦白粉18kg、氫氧化鋁16kg、 氯化石蠟5kg，進(jìn)行高速分散lh。稱取空心玻璃微珠5kg加入反應(yīng)釜中慢速攪拌30min。
稱量純丙乳液36kg、消泡劑(Foamaster 306) 0.05kg、成膜助齊l」(醇酯-12)1.8kg、防腐劑(5-氯_2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮)0.25kg加入到反應(yīng)釜中，攪拌20min后用氨水調(diào)節(jié)pH為8，最 后用增稠劑(PUR2025) 0.45kg調(diào)節(jié)涂料粘度為100Ku左右。所得水性阻燃隔熱涂料的導(dǎo)熱系 數(shù)在0.090 W/(mA)，氧指數(shù)為29.0%，其他性能同實(shí)施例1。
實(shí)施例3:稱取蒸餾水21kg、丙二醇2kg、分散劑(SN-Dispersant-5040) 0.5kg、消泡劑 (Foamasterlll)0.07kg加入反應(yīng)釜中，慢速攪拌6min后加入金紅石型鈦白粉20kg、聚磷酸銨 10kg、三聚氰胺5kg，高速分散lh。稱取空心玻璃微珠5kg加入反應(yīng)釜中慢速攪拌30min。
稱量苯丙乳液37kg、消泡劑(Foamasterlll)0.08kg、成膜助劑(醇酯-12)1.9kg、防腐劑(四 氯間甲苯二甲腈)0.3kg加入到反應(yīng)釜中，攪拌20min后用氨水調(diào)節(jié)pH為9，最后用增稠劑 (HX-5430) 0.5kg調(diào)節(jié)涂料粘度為100Ku左右。所得水性阻燃隔熱涂料的導(dǎo)熱系數(shù)在0.090 W/(m*k)，氧指數(shù)為29.0%，其他性能同實(shí)施例l。
實(shí)施例4:稱取蒸餾水20kg、丙二醇2kg、 SN-Dispersant-5040和Dispex N40各0.3kg、 Foamasterlll和Dispex N40各0.04kg，加入反應(yīng)釜中，慢速攪拌4min后加入金紅石型鈦白 粉19kg、磷酸二氫銨llkg、三聚氰胺氰尿酸5kg，高速分散lh。稱取空心玻璃微珠5kg加 入反應(yīng)釜中慢速攪拌30min。稱量純丙乳液39kg、 Foamasterlll和DispexN40各0.04kg、醇 酯-12 2.0kg、四氯間甲苯二甲腈0.35kg加入反應(yīng)釜中，攪拌約20min后用氨水調(diào)節(jié)pH為9， 最后用HX-5430和PUR2025各0.25kg調(diào)節(jié)涂料粘度為100Ku左右。所得水性阻燃隔熱涂料 的導(dǎo)熱系數(shù)在0.085 W/(m，k)，氧指數(shù)為30.0%，，其他性能同實(shí)施例l。
實(shí)施樹5:稱取蒸餾水21kg、丙二醇3kg、分散劑(SN-Dispersant-5040) 0.7kg、消泡劑 (Foamasterlll) 0.09kg加入反應(yīng)釜中，慢速攪拌5min后加入金紅石型鈦白粉20kg、磷酸二苯 二甲苯酯12kg、三聚氰胺磷酸酯5kg，高速分散lh，稱取空心玻璃微珠5kg加入反應(yīng)釜中 慢速攪拌30min;稱量苯丙乳液39kg、消泡劑(Foamasterlll)0.1kg、成膜助齊U(醇酯-12) 1.9kg、 防腐劑(5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮)0.4kg加入反應(yīng)釜中，攪拌20min后用氨水調(diào)節(jié)pH為8， 最后用增稠劑(HX-5430)和(PUR2025)各0.3kg調(diào)節(jié)涂料粘度為100Ku左右。所得水性阻燃隔 熱涂料的導(dǎo)熱系數(shù)在0.087 W/(m*k)，氧指數(shù)為28.0%，其他性能同實(shí)施例1。
實(shí)施例6:稱取蒸餾水264.6kg、丙二醇37.8kg、分散劑(SN-Dispersant-5040) 8.82kg、消 泡劑(Foamasterlll) 1.134kg加入反應(yīng)釜中，慢速攪拌5min后加入金紅石型鈦白粉252kg、磷酸二苯二甲苯酯151.2kg、三聚氰胺磷酸酯63kg，高速分散lh，稱取空心玻璃微珠63kg加 入反應(yīng)釜中慢速攪拌30min;稱量苯丙乳液491.4kg、消泡齊!KFoamasterlll) 1.26kg、成膜助劑 (醇酯-12) 23.94kg、防腐劑(5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮)5.04kg加入反應(yīng)釜中，攪拌20min 后用氨水調(diào)節(jié)pH為8，最后用增稠劑(HX-5430)和(PUR2025)各3.78kg調(diào)節(jié)涂料粘度為100Ku 左右。所得水性阻燃隔熱涂料的導(dǎo)熱系數(shù)在0.090 W/(m*k)，氧指數(shù)為28.0%，其他性能同實(shí) 施例1 。
實(shí)施例7:稱取蒸餾水390.6kg、丙二醇37.2kg、分散劑(SN-Dispersant-5040) 9.3kg、消泡 劑(Foamasterlll) 1.302kg加入反應(yīng)釜中，慢速攪拌6min后加入金紅石型鈦白粉372kg、聚磷 酸銨186kg、三聚氰胺93kg，高速分散lh。稱取空心玻璃微珠93kg加入反應(yīng)釜中慢速攪拌 30min;稱量苯丙乳液688.2kg、消泡齊U(Foatnasterlll) 1.488kg、成膜助劑(醇酯-12)35.34kg、 防腐劑(四氯間甲苯二甲腈)5.58kg加入到反應(yīng)釜中，攪拌20min后用氨水調(diào)節(jié)pH為9，最 后用增稠劑(HX-5430) 9.3kg調(diào)節(jié)涂料粘度為100Ku左右。所得水性阻燃隔熱涂料的導(dǎo)熱系數(shù) 在0.090 W/(m k)，氧指數(shù)為29.0%，其他性能同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.水性阻燃隔熱保溫涂料，其特征在于由乳液、阻燃劑、鈦白粉、空心玻璃微珠、水及助劑組成，各組成部分的配比按質(zhì)量份數(shù)為乳液35～40、阻燃劑20～30、鈦白粉15～20、空心玻璃微珠5～10、水19～21、助劑11～15。
2. 如權(quán)利要求1所述的水性阻燃隔熱保溫涂料，其特征在于所述乳液為硅丙乳液、苯丙乳液、純丙乳液中的至少一種；乳液的固含量為48% 50%。
3. 如權(quán)利要求1所述的水性阻燃隔熱保溫涂料，其特征在于所述阻燃劑選自無機(jī)阻燃劑、磷類阻燃劑或含氮阻燃劑。
4. 如權(quán)利要求3所述的水性阻燃隔熱保溫涂料，其特征在于所述無機(jī)阻燃劑選自氫氧化鎂、氯化石蠟或氫氧化鋁；所述磷類阻燃劑選自聚磷酸銨、磷酸二氫銨、六甲基磷酰三胺、六偏磷酸鈉或磷酸二苯二甲苯酯；所述含氮阻燃劑選自三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸或三聚氰胺磷酸酯。
5. 如權(quán)利要求1所述的水性阻燃隔熱保溫涂料，其特征在于所述空心玻璃微珠的粒徑范圍為10 18(Htm。
6. 如權(quán)利要求1所述的水性阻燃隔熱保溫涂料，其特征在于所述助劑包括消泡劑、防腐劑、增稠劑、分散劑、成膜助劑和丙二醇，各組分的質(zhì)量份數(shù)為消泡劑0.1 0.5、防腐劑0.1 0.5、增稠劑0.3 0.6、分散劑0.3 0.7、成膜助劑8 10、丙二醇2 3。
7. 如權(quán)利要求6所述的水性阻燃隔熱保溫涂料，其特征在于所述消泡劑為Foamasterlll 、Foamaster306或Nopco NXZ;所述防腐劑為1， 2-苯并異噻唑-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮或四氯間甲苯二甲腈。
8. 如權(quán)利要求6所述的水性阻燃隔熱保溫涂料，其特征在于所述增稠劑為HX-5430或PUR2025;所述分散劑為SN-Dispersant-5040或DispexN40;所述成膜助劑為醇酯-12。
9. 如權(quán)利要求1所述的水性阻燃隔熱保溫涂料的制備方法，其特征在于包括以下步驟1) 將水、丙二醇、分散劑和消泡劑加入到反應(yīng)釜中，攪拌；2) 加入鈦白粉和阻燃劑，分散；3) 加入空心玻璃微珠，攪拌，得水性阻燃隔熱保溫涂料的漿料；4) 將乳液、消泡劑、防腐劑和成膜助劑加入到漿料中，攪拌，調(diào)節(jié)pH值到8 9;5) 加入增稠劑，調(diào)節(jié)涂料粘度為95 105Ku，即得水性阻燃隔熱保溫涂料。
10. 如權(quán)利要求8所述的水性阻燃隔熱保溫涂料的制備方法，其特征在于在步驟4)中，所述調(diào)節(jié)pH值采用氨水調(diào)節(jié)pH值。
全文摘要
水性阻燃隔熱保溫涂料及其制備方法，涉及一種建筑涂料，提供一種集阻燃性能、保溫性能及裝飾作用于一體的建筑保溫涂料。涂料由乳液、阻燃劑、鈦白粉、空心玻璃微珠、水及助劑組成，各組分按質(zhì)量份數(shù)為乳液35～40、阻燃劑20～30、鈦白粉15～20、空心玻璃微珠5～10、水19～21、助劑11～15。用多種無機(jī)類、磷類、氮類阻燃劑，利用不同阻燃劑之間的協(xié)同作用，能在用量較少的情況下達(dá)到阻燃效果，同時(shí)不影響涂料涂層的物理性能；另通過玻璃微珠減少熱傳導(dǎo)率、熱對(duì)流和熱輻射，獲得保溫性能，涂層厚度約為1mm就能達(dá)到很好的保溫效果。涂料的保溫和阻燃性能體現(xiàn)為導(dǎo)熱系數(shù)≤0.090W/(m·k)，氧指數(shù)≥28.0％。
文檔編號(hào)C09D183/07GK101671523SQ200910112619
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月1日
發(fā)明者廖翌滏, 張良俊, 戴李宗, 林蘇娟, 許一婷, 馬薇薇 申請(qǐng)人:廈門大學(xué);馬薇薇