一種含二氧化鈦/凹凸棒石納米復(fù)合材料的多功能隔熱涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種隔熱性能、耐水性能、耐候性能、力學(xué)性 能優(yōu)良的隔熱涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球變暖等相關(guān)環(huán)境問(wèn)題的日益突出，在現(xiàn)代建筑的設(shè)計(jì)和建造過(guò)程中，節(jié) 能問(wèn)題越來(lái)越受到重視。建筑能耗占總能源消耗量的35%，其中絕大多數(shù)是用來(lái)提高或降 低室內(nèi)溫度。隔熱涂料常被用于外墻涂覆來(lái)減少熱量的傳遞。目前隔熱涂料主要分為阻 隔型隔熱涂料、反射型隔熱涂料和福射型隔熱涂料=種類型。單一類型的隔熱涂料效果往 往不理想，一般而言，兼具阻隔、反射和福射功能的復(fù)合型的隔熱涂料具有較優(yōu)越的隔熱效 果。
[0003] 外墻用隔熱涂料選用的成膜物通常為苯丙乳液或者純丙乳液。苯丙乳液的優(yōu)點(diǎn)是 價(jià)格便宜，用量大，聚合速率快；其缺點(diǎn)是耐候性較差，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間暴曬容易變黃。外墻用涂 料對(duì)其耐候性W及耐水性都有較高的要求，因而需要對(duì)苯丙乳液進(jìn)行改性。將無(wú)機(jī)納米粒 子引入到苯丙乳液中，可W使乳液同時(shí)具有機(jī)聚合物和無(wú)機(jī)納米粒子兩者的優(yōu)異性能，從 而改善涂層的耐水性，熱穩(wěn)定性和耐候性，同時(shí)增強(qiáng)涂層的力學(xué)性能。雖然不同的無(wú)機(jī)物添 加助劑能夠賦予涂料各種良好的綜合性能，但是無(wú)機(jī)物助劑的加入也容易發(fā)生沉降，從而 影響涂料的均一度及相關(guān)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于；提供一種具有隔熱、耐水、耐候綜合性能且性能 穩(wěn)定的合型隔熱涂料W及制備方法。
[0005] 該涂料的組成按照重量份計(jì)算；改性苯丙乳液45-65份、微米級(jí)二氧化鐵15-25 份、玻璃微珠3-8份、遠(yuǎn)紅外陶瓷粉3-6份、濕潤(rùn)分散劑1-2份、消泡劑0. 5-1份、成膜助劑 3-5份、水5-30份。
[0006] 本發(fā)明還提供了一種上述涂料的制備方法：
[0007] 首先在凹凸椿石表面負(fù)載金紅石型納米二氧化鐵制得二氧化鐵/凹凸椿石納米 復(fù)合材料，再W硅烷偶聯(lián)劑與駿酸對(duì)其進(jìn)行有機(jī)改性，然后將其與苯己締和丙締酸類單體 共聚制備改性苯丙乳液，再加入其它不同功能型的填料及助劑，即微米級(jí)二氧化鐵、玻璃微 珠、遠(yuǎn)紅外陶瓷粉、濕潤(rùn)分散劑、消泡劑、成膜助劑、7長(zhǎng)，制得一種隔熱性能好，耐水性、耐候 性抗紫外線能力高的隔熱涂料。
[000引上述制備方法的具體步驟為：
[0009] (1)二氧化鐵/凹凸椿石納米復(fù)合材料的有機(jī)改性
[0010] 將二氧化鐵/凹凸椿石納米復(fù)合材料分散于己醇水溶液中，其中水和己醇 的體積比為1:6~1:2,二氧化鐵/凹凸椿石納米復(fù)合材料與己醇水溶液的質(zhì)量比為 0. 05-0. 15:1，接著加入硅烷偶聯(lián)劑與不飽和駿酸，硅烷偶聯(lián)劑與二氧化鐵/凹凸椿石納米 復(fù)合材料的質(zhì)量比為0. 03-0. 06:1，不飽和駿酸與二氧化鐵/凹凸椿石納米復(fù)合材料的質(zhì) 量比為0. 06-0. 12:1，在40-80°C條件下保溫反應(yīng)1-化，過(guò)濾，洗漆，干燥，制得有機(jī)改性二 氧化鐵/凹凸椿石納米復(fù)合材料，
[0011] 其中，二氧化鐵/凹凸椿石納米復(fù)合材料是根據(jù)中國(guó)專利CN101333345B中的實(shí)施 例走制得，其中納米二氧化鐵的含量為總質(zhì)量的33%，
[0012] 硅烷偶聯(lián)劑為己締基S己氧基硅烷，己締基S甲氧基硅烷，己締基甲基二甲氧娃 燒中的一種或兩種的混合，
[0013] 不飽和駿酸為二元酸，如了締二酸，戊締二酸；
[0014] (2)改性苯丙乳液的制備
[0015] 將步驟（1)中得到的有機(jī)改性二氧化鐵/凹凸椿石納米復(fù)合材料、苯己締、丙締 酸、丙締酸了醋、甲基丙締酸、甲基丙締酸甲醋、乳化劑、保護(hù)膠、緩沖劑、去離子水，在激烈 攬拌下進(jìn)行乳化，制得乳化液，其中有機(jī)改性二氧化鐵/凹凸椿石納米復(fù)合材料質(zhì)量份為 1-8份，苯己締質(zhì)量份為15-25份，丙締酸質(zhì)量份為0. 5-2份，丙締酸了醋質(zhì)量份為15-25 份，甲基丙締酸質(zhì)量份為0. 5-2份，甲基丙締酸甲醋質(zhì)量份為1-4份，乳化劑質(zhì)量份為1-3 份，保護(hù)膠質(zhì)量份為1-2份，緩沖劑質(zhì)量份為0. 2-0. 3份，去離子水質(zhì)量份為40-60份，取上 述乳化液的20% -40%，加入30% -50%的引發(fā)劑，升溫到60-80°C，保溫反應(yīng)1-化后，加入 剩余乳化液和引發(fā)劑，引發(fā)劑的總質(zhì)量份為0. 2-0. 3份，然后升溫至80-90°C，反應(yīng)0. 5-比， 冷卻，制得二氧化鐵/凹凸椿石納米復(fù)合材料改性苯丙乳液，
[0016] 其中，乳化劑為0P-10, K12, MS-1中的一種或兩種，保護(hù)膠為聚甲基丙締酸鋼，聚 丙締酸鋼，聚苯己締-順了締二酸酢共聚鋼鹽中的一種或兩種，緩沖劑為小蘇打或磯酸氨 二鋼；
[0017] (3)隔熱涂料的配制
[001引按重量份數(shù)計(jì)算，將步驟似制得的二氧化鐵/凹凸椿石納米復(fù)合材料改性苯丙 乳液45-65份、微米級(jí)二氧化鐵15-25份、遠(yuǎn)紅外陶瓷粉3-6份、玻璃微珠3-8份、濕潤(rùn)分散 劑1-2份、消泡劑0. 5-1份、成膜助劑3-5份、水5-30份混合分散1-化，即制得隔熱涂料，
[0019] 玻璃微珠為肥0、肥5、冊(cè)2、擬0、擬6、冊(cè)0中的一種或幾種，
[0020] 遠(yuǎn)紅外陶瓷粉是Mg〇-Al2〇3-Ti〇2-Zr〇2系的白色陶瓷粉體，具有較高的福射率，
[0021] 濕潤(rùn)分散劑為 SN5040, DisponerW-19, 0P-10, EcodisN 中的一種或幾種，
[002引 消泡劑為DA224,643, DaproAP-7010中的一種或兩種，
[002引成膜助劑為醇醋十二，TEXAN0L，M0NTAS0LVE PHP中的一種或兩種。
[0024] 本發(fā)明有益效果在于：
[0025] ①本發(fā)明采用帶有不飽和鍵的硅烷偶聯(lián)劑與帶有不飽和鍵的駿酸共同改性二氧 化鐵/凹凸椿石納米復(fù)合材料，一方面，大大增加了二氧化鐵/凹凸椿石納米復(fù)合材料表面 不飽和鍵的數(shù)量，可W提高與丙締酸單體的聚合率，另一方面，過(guò)量二元駿酸的加入，有利 于后期對(duì)隔熱涂料中微米級(jí)二氧化鐵的絡(luò)合，二元駿酸起到一種橋梁的作用，一端的駿基 還是與二氧化鐵/凹凸椿石納米復(fù)合材料連接，另一端駿基則與微米級(jí)二氧化鐵連接，避 免填料微米級(jí)二氧化鐵發(fā)生沉降；
[0026] ②有機(jī)改性二氧化鐵/凹凸椿石納米復(fù)合材料表面的不飽和官能團(tuán)能與苯己締、 丙締酸類單體w化學(xué)鍵的形式結(jié)合并發(fā)生原位聚合反應(yīng)，增加了二氧化鐵/凹凸椿石與苯 己締丙締酸共聚物的界面結(jié)合性能，大幅提高了涂層的硬度和柔初性等力學(xué)性能，同時(shí)提 高了二氧化鐵/凹凸椿石復(fù)合材料在苯丙乳液中的分散性和均勻性；
[0027] ⑨金紅石型納米二氧化鐵具有優(yōu)異的紫外光屏蔽性能，由于其粒徑小，表面能高， 容易團(tuán)聚在一起而不能充分發(fā)揮紫外光屏蔽的性能。本發(fā)明將納米二氧化鐵均勻的負(fù)載在 凹凸椿石表面，克服了納米二氧化鐵粒子易團(tuán)聚的缺點(diǎn)，從而充分發(fā)揮了納米二氧化鐵的 紫外光屏蔽性能，提高了涂層的耐候性；
[002引④本發(fā)明中凹凸椿石內(nèi)部具有蜂窩狀孔道結(jié)構(gòu)，均勻的分散在涂層中，可W阻隔 熱量的傳遞，提升涂層的隔熱性能；
[0029] ⑥本發(fā)明W金紅石型微米級(jí)二氧化鐵作為主要反射材料，玻璃微珠作為阻隔材 料，遠(yuǎn)紅外陶瓷粉作為福射材料，制得復(fù)合型隔熱涂料，具備更好的隔熱能力。
【具體實(shí)施方式】
[0030] W下實(shí)施例中所采用的二氧化鐵/凹凸椿石納米復(fù)合材料根據(jù)中國(guó)專利 CN101333345B 中的實(shí)施例^;：制得。
[0031] 實(shí)施例1
[003引 （1)將5g二氧化鐵/凹凸椿石納米復(fù)合材料分散于lOOg水己醇溶液中，水和己醇 的體積比為1:2,加入0. 3g硅烷偶聯(lián)劑己締基=甲氧基硅烷，0. 6g戊締二酸，40°C條件下保 溫反應(yīng)化，過(guò)濾，洗漆，干燥，制得有機(jī)改性二氧化鐵/凹凸椿石納米復(fù)合材料。
[003引 似改性苯丙乳液的制備；取步驟（1)中得到的有機(jī)改性二氧化鐵/凹凸椿石納 米復(fù)合材料5g、苯己締15g、丙締酸2g、丙締酸了醋20g、甲基丙締酸Ig、甲基丙締酸甲醋 Ig、乳化劑OP-lOlg、保護(hù)膠聚甲基丙締酸鋼1. 5g、