一種低導熱係數牆體保溫塗料及其製備方法與流程
2023-06-29 01:03:26
本發明涉及建築塗料技術領域，具體涉及一種低導熱係數牆體保溫塗料及其製備方法。
背景技術：
目前,隔熱保溫塗料在國民經濟各個領域得到廣泛地應用，然而，一般的隔熱保溫塗料對降低對流和輻射傳熱效果差，且保溫層較厚、不抗振動、吸水率高、使用壽命短，防腐能力差，應用最廣泛的阻隔型保溫塗料是複合矽酸鹽保溫塗料，已有廣泛的實際應用。但該塗料仍存在自身材料結構帶來的缺陷，如乾燥周期長、施工條件受季節和氣候影響大、耐衝擊性較差、乾燥收縮大、吸溼率大、對牆體的粘結強度偏低等不足。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種低導熱係數牆體保溫塗料及其製備方法，固幹後在牆體上形成封閉微孔和網狀纖維結構，形成低導熱保護層，還具有良好的抗腐蝕性能、粘結性和抗壓強度，有效地解決了塗料保溫性能和耐衝擊性較差、對牆體的粘結強度偏低等問題。
本發明提供了如下的技術方案：一種低導熱係數牆體保溫塗料，包括以下份計的原料：聚醯胺樹脂75~85份、環氧樹脂55~65份、改性空心陶瓷微珠45~55份、二氧化矽氣凝膠35~40份、滑石粉30~33份、玻璃棉25~27份、無機添加劑20~23份、紅外反射顏料15~20份、助劑15~18份和去離子水85~95份；
所述改性空心陶瓷微珠包括以下份計的原料：空心陶瓷微珠22~25份、氫氟酸溶液10~13份和磷酸鉻鋁溶液5~8份；
所述助劑包括以下份計的原料：成膜助劑3~5份、防凍劑3~5份、固化劑1~2份、分散劑1~2份、消泡劑0.2~1.2份和潤溼劑0.2~0.8份。
優選地，包括以下份計的原料：聚醯胺樹脂80份、環氧樹脂60份、改性空心陶瓷微珠50份、二氧化矽氣凝膠37.5份、滑石粉31.5份、玻璃棉26份、無機添加劑21.5份、紅外反射顏料17.5份、助劑17.5份和去離子水90份；
所述改性空心陶瓷微珠包括以下份計的原料：空心陶瓷微珠23.5份、氫氟酸溶液11.5份和磷酸鉻鋁溶液6.5份；
所述助劑包括以下份計的原料：成膜助劑4份、防凍劑4份、固化劑1.5份、分散劑1.5份、消泡劑0.7份和潤溼劑0.5份。
優選地，所述空心陶瓷微珠的粒徑為30~60微米，所述氫氟酸溶液的濃度為0.3~0.5%，所述磷酸鉻鋁溶液的濃度為0.5~1%。
優選地，所述玻璃棉為由廢舊碎玻璃熔融再離心噴吹製成的細、短、絮狀玻璃棉。
優選地，所述無機添加劑為矽灰石、矽微粉、蛭石和雲母粉中的一種或幾種。
優選地，所述紅外反射顏料為金紅石二氧化鈦、銳鈦型二氧化鈦、氧化銻和氧化鋅中的一種或幾種。
優選地，所述成膜助劑為醇酯十二，所述防凍劑為氯化鈣或者碳酸鈣，所述固化劑為酚醛胺，所述分散劑為聚羧酸銨鹽分散劑，所述消泡劑為礦物油類或有機矽類消泡劑，所述潤溼劑為聚醚改性聚二甲基矽氧烷共聚物潤溼劑。
本發明提供一種低導熱係數牆體保溫塗料的製備方法，包括如下步驟：
（1）、製備改性空心陶瓷微珠
稱取空心陶瓷微珠，將空心陶瓷微珠放入氫氟酸溶液中，以30~40r/min轉速攪拌5~10min，使其均勻分散，過濾將空心陶瓷微珠取出，水洗直至ph為7，放入乾燥箱中乾燥，控制溫度為70~80℃，直至空心陶瓷微珠完全乾燥，取出；
將前述完全乾燥後的空心玻璃微珠放入磷酸鉻鋁溶液中，以50~60r/min轉速混合攪拌15~20min，使用圓柱形試樣壓制模具壓製成生坯，將製得生坯乾燥至含水率低於5%，然後於馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為500～600℃，冷卻後得到所述改性空心玻璃微珠，備用；
（2）、製備二氧化矽氣凝膠漿料
稱取分散劑、潤溼劑和消泡劑加入去離子水中，攪拌分散均勻，緩慢加入二氧化矽氣凝膠，分散均勻後超聲波振蕩1~2h，再經研磨機研磨製備成氣凝膠漿料，備用；
（3）、將玻璃棉放入球磨機以20r/min的速度球磨15min，取出球磨後的玻璃棉，放入混合攪拌機，向混合攪拌機中加入步驟（1）得到的改性空心玻璃微珠、步驟（2）得到的二氧化矽氣凝膠漿料和剩餘原料，混合攪拌均勻，得到所述低導熱係數牆體保溫塗料。
本發明的有益效果：固幹後在牆體上形成封閉微孔和網狀纖維結構，形成低導熱保護層，還具有良好的抗腐蝕性能、粘結性和抗壓強度，有效地解決了塗料保溫性能和耐衝擊性較差、對牆體的粘結強度偏低等問題，具體如下：
（1）、本發明中添加的聚醯胺樹脂，易於加工，具有耐熱性、耐磨損性、耐化學藥品性和自潤滑性，且摩擦係數低，有一定的阻燃性；添加的環氧樹脂，對金屬和非金屬材料的表面具有優異的粘接強度，介電性能良好，變定收縮率小，製品尺寸穩定性好，硬度高，柔韌性較好，對鹼及大部分溶劑穩定且起防腐作用；添加的滑石粉，具有潤滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、絕緣性、熔點高和吸附力強等優良的特性；
（2）、本發明中添加酚醛胺作為固化劑，可在低溫環境下快速固化，並具有良好的防腐性能；該固化劑的苯環結構與環氧樹脂具有更好的相容性，從而可進一步降低體系的黏度，提高主劑與助劑的兼容性；
（3）、本發明中添加的玻璃棉，是將處於熔融狀態的玻璃用離心噴吹法工藝進行纖維化噴塗熱固性樹脂製成的絲狀材料，再經過熱固化深加工處理，具有阻燃、無毒、耐腐蝕、容重小、導熱係數低、化學穩定性強、吸溼率低、憎水性能好等性能；
（4）、本發明中添加的二氧化矽氣凝膠，為輕質納米多孔非晶固體材料，其孔隙率高、室溫導熱係數低，利用固體熱傳導、對流熱傳導和輻射熱傳導三重方式進行保溫隔熱；
（5）、本發明克服了厚質保溫塗料裝飾感較差不宜用於面塗的缺點，也克服了薄質塗料厚塗易開裂的缺點，施工方便，敷塗、刷塗均可，可塑性強；易於保管及運輸，質優價廉；
（6）、本發明中添加改性空心陶瓷微珠，由氫氟酸溶液和磷酸鉻鋁溶液對其表面改性並配合高溫煅燒製得，具有高反射率，高輻射率，低導熱率和低蓄熱率的優良熱工性能。同時陶瓷微珠具有色相好、外觀如輕質碳酸鈣，可與任何顏色相配；比重輕體積大，可以大大減少基料的用量，與其他原料的混合工藝較為簡單，採用氫氟酸對空心陶瓷微珠進行親水性處理，改善微珠表面的潤溼性，同時以水基的磷酸鉻鋁作為粘結劑，連接陶瓷微珠，提高空心陶瓷微珠的強度。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。
實施例1
一種低導熱係數牆體保溫塗料，包括以下份計的原料：聚醯胺樹脂75份、環氧樹脂55份、改性空心陶瓷微珠45份、二氧化矽氣凝膠35份、滑石粉30份、玻璃棉25份、無機添加劑20份、紅外反射顏料15份、助劑15份和去離子水85份；
所述改性空心陶瓷微珠包括以下份計的原料：空心陶瓷微珠22份、氫氟酸溶液10份和磷酸鉻鋁溶液5份；
所述助劑包括以下份計的原料：成膜助劑3份、防凍劑3份、固化劑1份、分散劑1份、消泡劑0.2份和潤溼劑0.2份。
其中，所述空心陶瓷微珠的粒徑為30微米，所述氫氟酸溶液的濃度為0.3%，所述磷酸鉻鋁溶液的濃度為0.5%。
其中，所述玻璃棉為由廢舊碎玻璃熔融再離心噴吹製成的細、短、絮狀玻璃棉。
其中，所述無機添加劑為矽灰石。
其中，所述紅外反射顏料為金紅石二氧化鈦。
其中，所述成膜助劑為醇酯十二，所述防凍劑為氯化鈣，所述固化劑為酚醛胺，所述分散劑為聚羧酸銨鹽分散劑，所述消泡劑為礦物油類消泡劑，所述潤溼劑為聚醚改性聚二甲基矽氧烷共聚物潤溼劑。
本實施例提供一種低導熱係數牆體保溫塗料的製備方法，包括如下步驟：
（1）、製備改性空心陶瓷微珠
稱取空心陶瓷微珠，將空心陶瓷微珠放入氫氟酸溶液中，以30r/min轉速攪拌5min，使其均勻分散，過濾將空心陶瓷微珠取出，水洗直至ph為7，放入乾燥箱中乾燥，控制溫度為70℃，直至空心陶瓷微珠完全乾燥，取出；
將前述完全乾燥後的空心玻璃微珠放入磷酸鉻鋁溶液中，以50r/min轉速混合攪拌15min，使用圓柱形試樣壓制模具壓製成生坯，將製得生坯乾燥至含水率為4%，然後於馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為500℃，冷卻後得到所述改性空心玻璃微珠，備用；
（2）、製備二氧化矽氣凝膠漿料
稱取分散劑、潤溼劑和消泡劑加入去離子水中，攪拌分散均勻，緩慢加入二氧化矽氣凝膠，分散均勻後超聲波振蕩1h，再經研磨機研磨製備成氣凝膠漿料，備用；
（3）、將玻璃棉放入球磨機以20r/min的速度球磨15min，取出球磨後的玻璃棉，放入混合攪拌機，向混合攪拌機中加入步驟（1）得到的改性空心玻璃微珠、步驟（2）得到的二氧化矽氣凝膠漿料和剩餘原料，混合攪拌均勻，得到所述低導熱係數牆體保溫塗料。
實施例2
一種低導熱係數牆體保溫塗料，包括以下份計的原料：聚醯胺樹脂85份、環氧樹脂65份、改性空心陶瓷微珠55份、二氧化矽氣凝膠40份、滑石粉33份、玻璃棉27份、無機添加劑23份、紅外反射顏料20份、助劑18份和去離子水95份；
所述改性空心陶瓷微珠包括以下份計的原料：空心陶瓷微珠25份、氫氟酸溶液13份和磷酸鉻鋁溶液8份；
所述助劑包括以下份計的原料：成膜助劑5份、防凍劑5份、固化劑2份、分散劑2份、消泡劑1.2份和潤溼劑0.8份。
其中，所述空心陶瓷微珠的粒徑為60微米，所述氫氟酸溶液的濃度為0.5%，所述磷酸鉻鋁溶液的濃度為1%。
其中，所述玻璃棉為由廢舊碎玻璃熔融再離心噴吹製成的細、短、絮狀玻璃棉。
其中，所述無機添加劑為矽微粉。
其中，所述紅外反射顏料為銳鈦型二氧化鈦。
其中，所述成膜助劑為醇酯十二，所述防凍劑為碳酸鈣，所述固化劑為酚醛胺，所述分散劑為聚羧酸銨鹽分散劑，所述消泡劑為有機矽類消泡劑，所述潤溼劑為聚醚改性聚二甲基矽氧烷共聚物潤溼劑。
本實施例提供一種低導熱係數牆體保溫塗料的製備方法，包括如下步驟：
（1）、製備改性空心陶瓷微珠
稱取空心陶瓷微珠，將空心陶瓷微珠放入氫氟酸溶液中，以40r/min轉速攪拌10min，使其均勻分散，過濾將空心陶瓷微珠取出，水洗直至ph為7，放入乾燥箱中乾燥，控制溫度為80℃，直至空心陶瓷微珠完全乾燥，取出；
將前述完全乾燥後的空心玻璃微珠放入磷酸鉻鋁溶液中，以60r/min轉速混合攪拌20min，使用圓柱形試樣壓制模具壓製成生坯，將製得生坯乾燥至含水率為3%，然後於馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為600℃，冷卻後得到所述改性空心玻璃微珠，備用；
（2）、製備二氧化矽氣凝膠漿料
稱取分散劑、潤溼劑和消泡劑加入去離子水中，攪拌分散均勻，緩慢加入二氧化矽氣凝膠，分散均勻後超聲波振蕩2h，再經研磨機研磨製備成氣凝膠漿料，備用；
（3）、將玻璃棉放入球磨機以20r/min的速度球磨15min，取出球磨後的玻璃棉，放入混合攪拌機，向混合攪拌機中加入步驟（1）得到的改性空心玻璃微珠、步驟（2）得到的二氧化矽氣凝膠漿料和剩餘原料，混合攪拌均勻，得到所述低導熱係數牆體保溫塗料。
實施例3
一種低導熱係數牆體保溫塗料，包括以下份計的原料：聚醯胺樹脂80份、環氧樹脂60份、改性空心陶瓷微珠50份、二氧化矽氣凝膠37.5份、滑石粉31.5份、玻璃棉26份、無機添加劑21.5份、紅外反射顏料17.5份、助劑17.5份和去離子水90份；
所述改性空心陶瓷微珠包括以下份計的原料：空心陶瓷微珠23.5份、氫氟酸溶液11.5份和磷酸鉻鋁溶液6.5份；
所述助劑包括以下份計的原料：成膜助劑4份、防凍劑4份、固化劑1.5份、分散劑1.5份、消泡劑0.7份和潤溼劑0.5份。
其中，所述空心陶瓷微珠的粒徑為45微米，所述氫氟酸溶液的濃度為0.4%，所述磷酸鉻鋁溶液的濃度為0.7%。
其中，所述玻璃棉為由廢舊碎玻璃熔融再離心噴吹製成的細、短、絮狀玻璃棉。
其中，所述無機添加劑為蛭石。
其中，所述紅外反射顏料為氧化銻。
其中，所述成膜助劑為醇酯十二，所述防凍劑為碳酸鈣，所述固化劑為酚醛胺，所述分散劑為聚羧酸銨鹽分散劑，所述消泡劑為礦物油類消泡劑，所述潤溼劑為聚醚改性聚二甲基矽氧烷共聚物潤溼劑。
本實施例中提供一種低導熱係數牆體保溫塗料的製備方法，包括如下步驟：
（1）、製備改性空心陶瓷微珠
稱取空心陶瓷微珠，將空心陶瓷微珠放入氫氟酸溶液中，以35r/min轉速攪拌7min，使其均勻分散，過濾將空心陶瓷微珠取出，水洗直至ph為7，放入乾燥箱中乾燥，控制溫度為75℃，直至空心陶瓷微珠完全乾燥，取出；
將前述完全乾燥後的空心玻璃微珠放入磷酸鉻鋁溶液中，以55r/min轉速混合攪拌17min，使用圓柱形試樣壓制模具壓製成生坯，將製得生坯乾燥至含水率為2%，然後於馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為550℃，冷卻後得到所述改性空心玻璃微珠，備用；
（2）、製備二氧化矽氣凝膠漿料
稱取分散劑、潤溼劑和消泡劑加入去離子水中，攪拌分散均勻，緩慢加入二氧化矽氣凝膠，分散均勻後超聲波振蕩1.5h，再經研磨機研磨製備成氣凝膠漿料，備用；
（3）、將玻璃棉放入球磨機以20r/min的速度球磨15min，取出球磨後的玻璃棉，放入混合攪拌機，向混合攪拌機中加入步驟（1）得到的改性空心玻璃微珠、步驟（2）得到的二氧化矽氣凝膠漿料和剩餘原料，混合攪拌均勻，得到所述低導熱係數牆體保溫塗料。
參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。