一種金屬屋面隔熱防水塗料及其製備方法與流程
2023-07-24 18:28:21 1
本發明涉及建築材料技術領域，具體涉及一種金屬屋面隔熱防水塗料及其製備方法。
背景技術：
隨著鋼結構建築越來越多的被應用於工業、農業、商業、服務性行業建築，其擁有很多優點，同時也存在著諸多問題。其中，輕鋼結構建築的滲水問題具有普遍性。
也正是由於輕鋼結構本身材質特性和漏水原因，決定了處理防水問題的選材和施工工藝具有一定的特殊性。例如：防水材料具有抗紫外線，耐老化，粘接性強，耐高低溫和良好的延伸性等性質；防水施工必須「冷處理」，無明火；選用材料必須達到「環保性」要求等。目前使用的方法中，大多選用sbs自粘卷材，但是由於其主要成分是改性瀝青所組成，改性瀝青決定了其高溫易變型，低溫容易開裂，使用壽命較短，輕鋼結構的特殊複雜部位施工處理不到位。另外，也有選用傳統建築防水塗料進行處理，但是由於其抗紫外線性能差，粘接性低，易老化，防水功能保持年限短，決定了其不能用於室外，更加不適合處理輕鋼結構的防水問題。
現有技術中，公開號為cn101486868的塗料專利中，製備方法中加入了氨水等成分使得環保性能大大降低，加入的純丙烯酸單一乳液，產品的延伸性較低。無有效的隔熱成分，無法做到防水隔熱一體化。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服上述現有技術的不足，提供一種金屬屋面隔熱防水塗料及其製備方法，該塗料集防水與隔熱功能為一體，且具有環保、節能、高效的特點。
本發明為解決上述技術問題，採用如下技術方案：
一種金屬屋面隔熱防水塗料，包括如下重量配比的組分：丙烯酸酯共聚乳液60-80份、氯丁橡膠30-40份、空心玻璃微珠20-30份、鈦白粉10-30份、石英砂10-20份、重質碳酸鈣5-15份、石墨粉3-8份、矽灰石5-10份、有機矽防水劑2-8份、納米粒子1-5份、納米金屬粉3-8份、活性填料5-15份、助劑2-6份和去離子水100-120份；
所述助劑包括如下配比的組分：表面活性劑1-5份、成膜助劑2-6份、分散劑0.5-1.5份、消泡劑0.2-0.8份和流平劑0.1-0.5份。
優選的，所述丙烯酸酯共聚乳液70份、氯丁橡膠35份、空心玻璃微珠25份、鈦白粉20份、石英砂15份、重質碳酸鈣10份、石墨粉5.5份、矽灰石7.5份、有機矽防水劑5份、納米二氧化矽3份、納米金屬粉5.5份、活性填料10份、助劑4份和去離子水110份。
所述助劑包括如下配比的組分：表面活性劑3份、成膜助劑4份、分散劑1份、消泡劑0.5份和流平劑0.3份。
優選的，所述有機矽防水劑為矽酸鹽防水劑、甲基矽酸鹽防水劑和聚甲基矽酸鹽防水劑中的一種或兩種以上的混合物。
優選的，所述納米粒子為納米二氧化矽、納米二氧化鈦、納米氧化鈣粉和納米氧化鋅中的一種或兩種以上的混合物。
優選的，所述納米金屬粉為質量比為1∶0.5-1.2∶0.5-1.5的銀粉、鉻粉和鋅粉的混合物。
優選的，所述活性填料為質量比1∶0.3-0.8∶0.5-1.5∶1.2-1.8的氫氧化鋁、氧化鋅、鉻酸鋰和鈉基納米膨潤土的混合物，且無機填料的細度100-200目。
優選的，所述表面活性劑為辛基苯基聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基溴化銨或二辛基琥珀酸磺酸鈉，所述成膜助劑為鄰苯二甲酸二丁酯或丙二醇甲醚醋酸酯，所述分散劑為為六偏磷酸鈉或者脂肪酸聚乙二醇酯，所述消泡劑為有機矽消泡劑、聚合物型消泡劑中的至少一種，所述流平劑為有機矽流平劑、聚丙烯酸酯流平劑中的至少一種。
一種金屬屋面隔熱防水塗料的製備方法，包括以下步驟：
（1）稱取空心玻璃微珠、鈦白粉、石英砂、重質碳酸鈣、石墨粉、矽灰石、納米金屬粉放入球磨機，球磨20-40min，然後將所得混合物轉移至混合攪拌機，再加入去離子水和氯丁橡膠，以1000-1200r/min攪拌1-2h，取出，再超聲分散20-30min；
（2）將步驟（1）所得分散液置於反應釜中，加熱至70-80℃，在此溫度下保持10-20min，再緩慢加入丙烯酸酯共聚乳液，以1500-1600r/min攪拌反應2-3h，緩慢加入有機矽防水劑，保持溫度70-80℃回流反應0.5-1.5h，然後降溫至室溫；
（3）將步驟（2）所得混合物中加入活性填料、納米二氧化矽、助劑，1800-2000r/min轉速攪拌1-3h，即得金屬屋面隔熱防水塗料。
優選的，所述步驟（2）中還包括：降至室溫後，將所得混合物用50目篩網過濾。
與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：本發明的塗料兼具防水與隔熱功能為一體，且具有環保、節能、高效的特點，具體情況如下：
（1）本發明提供的一種金屬屋面隔熱防水塗料，能夠有效防護水對金屬表面的侵蝕，同時，其附著力強，長時間浸泡於水中也無脫落，提高了金屬抗水侵蝕的防護能力，經過實驗驗證，本發明的塗料抗水侵蝕效果為同類產品的3-4倍；
（2）本發明中使用的材料絕大部分由無機材料組成，具有無機材料耐腐蝕、耐摩擦、強度大、隔熱效果好等特性，克服了以往傳統的有機保溫材料的易燃、強度低、耐老化性差、使用壽命短的缺點，能滿足a級阻燃材料相關要求，同時將其應用於金屬屋面隔熱領域，通過形成嚴密無縫的完整隔熱層，可有效阻擋熱量；
（3）本發明通過加入空心玻璃微珠，利用其質輕、低導熱、強度高和良好的化學穩定性等優點，與塗料中的活性填料結合，使得塗料達到隔熱節能的效果；
（4）本發明通過加入有機矽防水劑，可以增加塗料自身抗滲能力，大大提升塗料的整體防水性能；
（5）本發明配方中所述的乳液、填料、助劑無任何有超標有害物質，保證了該塗料的環保性、安全性。
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
一種金屬屋面隔熱防水塗料，包括如下重量配比的組分：丙烯酸酯共聚乳液70份、氯丁橡膠35份、空心玻璃微珠25份、鈦白粉20份、石英砂15份、重質碳酸鈣10份、石墨粉5.5份、矽灰石7.5份、有機矽防水劑5份、納米二氧化矽3份、納米金屬粉5.5份、活性填料10份、助劑4份和去離子水110份；
所述助劑包括如下配比的組分：表面活性劑3份、成膜助劑4份、分散劑1份、消泡劑0.5份和流平劑0.3份。
其中，所述有機矽防水劑為矽酸鹽防水劑、甲基矽酸鹽防水劑和聚甲基矽酸鹽防水劑中的一種或兩種以上的混合物。
其中，所述納米粒子為納米二氧化矽、納米二氧化鈦、納米氧化鈣粉和納米氧化鋅中的一種或兩種以上的混合物。
其中，所述納米金屬粉為質量比為1∶0.85∶1的銀粉、鉻粉和鋅粉的混合物。
其中，所述活性填料為質量比1∶0.5∶1∶1.5的氫氧化鋁、氧化鋅、鉻酸鋰和鈉基納米膨潤土的混合物，且無機填料的細度150目。
其中，所述表面活性劑為辛基苯基聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基溴化銨或二辛基琥珀酸磺酸鈉，所述成膜助劑為鄰苯二甲酸二丁酯或丙二醇甲醚醋酸酯，所述分散劑為為六偏磷酸鈉或者脂肪酸聚乙二醇酯，所述消泡劑為有機矽消泡劑、聚合物型消泡劑中的至少一種，所述流平劑為有機矽流平劑、聚丙烯酸酯流平劑中的至少一種。
一種金屬屋面隔熱防水塗料的製備方法，包括以下步驟：
（1）稱取空心玻璃微珠、鈦白粉、石英砂、重質碳酸鈣、石墨粉、矽灰石、納米金屬粉放入球磨機，球磨30min，然後將所得混合物轉移至混合攪拌機，再加入去離子水和氯丁橡膠，以1100r/min攪拌1.5h，取出，再超聲分散25min；
（2）將步驟（1）所得分散液置於反應釜中，加熱至75℃，在此溫度下保持15min，再緩慢加入丙烯酸酯共聚乳液，以1550r/min攪拌反應2.5h，緩慢加入有機矽防水劑，保持溫度75℃回流反應1h，然後降溫至室溫；
（3）將步驟（2）所得混合物中加入活性填料、納米二氧化矽、助劑，1900r/min轉速攪拌2h，即得金屬屋面隔熱防水塗料。
其中，所述步驟（2）中還包括：降至室溫後，將所得混合物用50目篩網過濾。
實施例2
一種金屬屋面隔熱防水塗料，包括如下重量配比的組分：丙烯酸酯共聚乳液60份、氯丁橡膠30份、空心玻璃微珠20份、鈦白粉10份、石英砂10份、重質碳酸鈣5份、石墨粉3份、矽灰石5份、有機矽防水劑2份、納米粒子1份、納米金屬粉3份、活性填料5份、助劑2份和去離子水100份；
所述助劑包括如下配比的組分：表面活性劑1份、成膜助劑2份、分散劑0.5份、消泡劑0.2份和流平劑0.1份。
其中，所述有機矽防水劑為矽酸鹽防水劑、甲基矽酸鹽防水劑和聚甲基矽酸鹽防水劑中的一種或兩種以上的混合物。
其中，所述納米粒子為納米二氧化矽、納米二氧化鈦、納米氧化鈣粉和納米氧化鋅中的一種或兩種以上的混合物。
其中，所述納米金屬粉為質量比為1∶0.5∶0.5的銀粉、鉻粉和鋅粉的混合物。
其中，所述活性填料為質量比1∶0.3∶0.5∶1.2的氫氧化鋁、氧化鋅、鉻酸鋰和鈉基納米膨潤土的混合物，且無機填料的細度100目。
其中，所述表面活性劑為辛基苯基聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基溴化銨或二辛基琥珀酸磺酸鈉，所述成膜助劑為鄰苯二甲酸二丁酯或丙二醇甲醚醋酸酯，所述分散劑為為六偏磷酸鈉或者脂肪酸聚乙二醇酯，所述消泡劑為有機矽消泡劑、聚合物型消泡劑中的至少一種，所述流平劑為有機矽流平劑、聚丙烯酸酯流平劑中的至少一種。
一種金屬屋面隔熱防水塗料的製備方法，包括以下步驟：
（1）稱取空心玻璃微珠、鈦白粉、石英砂、重質碳酸鈣、石墨粉、矽灰石、納米金屬粉放入球磨機，球磨20min，然後將所得混合物轉移至混合攪拌機，再加入去離子水和氯丁橡膠，以1000r/min攪拌1h，取出，再超聲分散20min；
（2）將步驟（1）所得分散液置於反應釜中，加熱至70℃，在此溫度下保持10min，再緩慢加入丙烯酸酯共聚乳液，以1500r/min攪拌反應2h，緩慢加入有機矽防水劑，保持溫度70℃回流反應0.5h，然後降溫至室溫；
（3）將步驟（2）所得混合物中加入活性填料、納米二氧化矽、助劑，1800r/min轉速攪拌1h，即得金屬屋面隔熱防水塗料。
其中，所述步驟（2）中還包括：降至室溫後，將所得混合物用50目篩網過濾。
實施例3
一種金屬屋面隔熱防水塗料，包括如下重量配比的組分：丙烯酸酯共聚乳液80份、氯丁橡膠40份、空心玻璃微珠30份、鈦白粉30份、石英砂20份、重質碳酸鈣15份、石墨粉8份、矽灰石10份、有機矽防水劑8份、納米粒子5份、納米金屬粉8份、活性填料15份、助劑6份和去離子水120份；
所述助劑包括如下配比的組分：表面活性劑5份、成膜助劑6份、分散1.5份、消泡劑0.8份和流平劑0.5份。
其中，所述有機矽防水劑為矽酸鹽防水劑、甲基矽酸鹽防水劑和聚甲基矽酸鹽防水劑中的一種或兩種以上的混合物。
其中，所述納米粒子為納米二氧化矽、納米二氧化鈦、納米氧化鈣粉和納米氧化鋅中的一種或兩種以上的混合物。
其中，所述納米金屬粉為質量比為1∶1.2∶1.5的銀粉、鉻粉和鋅粉的混合物。
其中，所述活性填料為質量比1∶0.8∶1.5∶1.8的氫氧化鋁、氧化鋅、鉻酸鋰和鈉基納米膨潤土的混合物，且無機填料的細度200目。
其中，所述表面活性劑為辛基苯基聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基溴化銨或二辛基琥珀酸磺酸鈉，所述成膜助劑為鄰苯二甲酸二丁酯或丙二醇甲醚醋酸酯，所述分散劑為為六偏磷酸鈉或者脂肪酸聚乙二醇酯，所述消泡劑為有機矽消泡劑、聚合物型消泡劑中的至少一種，所述流平劑為有機矽流平劑、聚丙烯酸酯流平劑中的至少一種。
一種金屬屋面隔熱防水塗料的製備方法，包括以下步驟：
（1）稱取空心玻璃微珠、鈦白粉、石英砂、重質碳酸鈣、石墨粉、矽灰石、納米金屬粉放入球磨機，球磨40min，然後將所得混合物轉移至混合攪拌機，再加入去離子水和氯丁橡膠，以1200r/min攪拌2h，取出，再超聲分散30min；
（2）將步驟（1）所得分散液置於反應釜中，加熱至80℃，在此溫度下保持20min，再緩慢加入丙烯酸酯共聚乳液，以1600r/min攪拌反應3h，緩慢加入有機矽防水劑，保持溫度80℃回流反應1.5h，然後降溫至室溫；
（3）將步驟（2）所得混合物中加入活性填料、納米二氧化矽、助劑，2000r/min轉速攪拌3h，即得金屬屋面隔熱防水塗料。
其中，所述步驟（2）中還包括：降至室溫後，將所得混合物用50目篩網過濾。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護範圍並不僅局限於上述實施例，凡屬於本發明思路下的技術方案均屬於本發明的保護範圍。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。