一種調溫控溫功能的水性塗料製備方法與流程
2023-05-27 21:44:51 1
本發明屬於水性塗料領域，具體涉及一種調溫控溫功能的水性塗料的製備方法。
背景技術：
建築牆面塗刷塗料不僅可保證牆體美觀，同時也是隔熱保溫的有效方法之一，目前市場上銷售的隔熱保溫材料大多數是在基體中添加了改性劑，而僅通過添加改性劑的方式並不能有效達到控溫的目的，且經過長時間的暴曬使用，部分揮發性較強的改性劑會散發出含氯的氣體，導致環境汙染。在控溫材料領域，相變材料是目前研究的熱門，而控溫調溫材料通常由相變介質通過多層納米粉體共混、乳液聚合、微膠囊等方法來製備。現有技術中也是近年來才將相變材料應用於塗料領域，但目前將相變材料應用於水性塗料領域的技術並不成熟，已有的隔熱水性塗料是在基體中加入雙層殼體相變控溫微膠囊，通過微膠囊達到控溫和節能的目的。本發明通過將具有網狀結構的相變材料添加至水性基中以獲得高性能的水性塗料。
技術實現要素：
為彌補現有技術的不足，提供了一種調溫控溫功能的水性塗料的製備方法。
本發明採用如下技術方案：一種調溫控溫功能的水性塗料由以下重量份數的原料製成：50-55份水、15-20份聚乙烯醇、20-25份丙烯酸樹脂、5-8份鄰苯二甲酸二辛酯、10-15份納米二氧化鈦、1-3份硅藻土、1-5份有機矽消泡劑、20-25份相變介質、10-12份三乙醇胺、0.2-0.5份矽烷偶聯劑KH570、0.1-0.5份十二烷基硫酸鈉；
所述的相變介質的製備方法為：將納米二氧化矽、雙甲基丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇丙烯酸酯按照質量比3:1:2的比例混合，過硫酸鉀佔上述物質總量的1％，將原料加入聚乙二醇中，於80℃超聲分散器中反應直至生成凝膠，即為相變介質。
所述的調溫控溫功能的水性塗料的製備方法為：先將丙烯酸樹脂加熱熔融，緩緩加入聚乙烯醇和相變介質，攪拌1-1.5小時，待混合均勻後將水加入攪拌釜中加熱至70-75℃，攪拌速度為800r/min，攪拌0.5-1小時後，加入有機矽消泡劑，攪拌0.5-1小時，降溫至35-50℃，加入十二烷基硫酸鈉和鄰苯二甲酸二辛酯，再繼續攪拌1小時後，停止攪拌，向反應釜中加入納米二氧化鈦，超聲震蕩1-1.5小時後，將反應釜升溫至75℃恆溫2小時，再次加入三乙醇胺、硅藻土、矽烷偶聯劑KH570，恆溫5小時，關閉反應釜，即得水性塗料。
作為一個優選的實施例，水性塗料由以下重量份數的原料製成：55份水、20份聚乙烯醇、22份丙烯酸樹脂、5份鄰苯二甲酸二辛酯、12份納米二氧化鈦、1份硅藻土、1份有機矽消泡劑、23份相變介質、10份三乙醇胺、0.4份矽烷偶聯劑KH570、0.2份十二烷基硫酸鈉。
進一步的，所述的聚乙烯醇為PVA 1788。
進一步的，超聲分散壓力為300Pa，頻率20KHz。
本發明通過向水性塗料體系中添加相變介質，提高了水性塗料的調溫控溫能力，該水性塗料的相變焓值可達到21J/g，相變焓損失少，蓄熱能力強，力學性能優異，使用壽命長，附著力強。該水性塗料原料綠色環保，減小對環境的汙染，製備方法簡單，應用範圍廣，適合推廣及大規模生產。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明的技術方案進一步的說明，但本發明不以任何形式受限於實施例內容。實施例中所述實驗方法如無特殊說明，均為常規方法，如無特殊說明，所述化學試劑和材料，均可從商業途徑獲得。所述PVA 1788聚合度為1700，醇解度為88％。
實施例1
將納米二氧化矽、雙甲基丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇丙烯酸酯按照質量比3:1:2的比例混合，以過硫酸銨為引發劑，過硫酸鉀佔上述物質總量的1％，將原料加入聚乙二醇中，於80℃超聲分散器中反應，超聲分散壓力為300Pa，頻率20KHz。直至反應生成凝膠，即為相變介質。
實施例2
水性塗料由以下重量的原料製成：50g水、15g聚乙烯醇、20g份丙烯酸樹脂、5g鄰苯二甲酸二辛酯、10g份納米二氧化鈦、3g硅藻土、1g有機矽消泡劑、20g相變介質、10g份三乙醇胺、0.5g矽烷偶聯劑KH570、0.1g十二烷基硫酸鈉；
所述的調溫控溫功能的水性塗料的製備方法為：先將丙烯酸樹脂加熱熔融，緩緩加入聚乙烯醇和相變介質，攪拌1.5小時，待混合均勻後將水加入攪拌釜中加熱至75℃，攪拌速度為800r/min，攪拌30分鐘後，加入有機矽消泡劑，攪拌0.5小時，降溫至50℃，加入十二烷基硫酸鈉和鄰苯二甲酸二辛酯，再繼續攪拌1小時後，停止攪拌，向反應釜中加入納米二氧化鈦，超聲震蕩1小時後，將反應釜升溫至75℃恆溫2小時，再次加入三乙醇胺、硅藻土、矽烷偶聯劑KH570，恆溫5小時，關閉反應釜，即得水性塗料。
實施例3
水性塗料由以下重量的原料製成：55g水、20g聚乙烯醇、22g丙烯酸樹脂、5g鄰苯二甲酸二辛酯、12g納米二氧化鈦、1g硅藻土、1g有機矽消泡劑、23g相變介質、10g三乙醇胺、0.4g矽烷偶聯劑KH570、0.2g十二烷基硫酸鈉；
所述的調溫控溫功能的水性塗料的製備方法為：先將丙烯酸樹脂加熱熔融，緩緩加入聚乙烯醇和相變介質，攪拌1小時，待混合均勻後將水加入攪拌釜中加熱至73℃，攪拌速度為800r/min，攪拌0.5-1小時後，加入有機矽消泡劑，攪拌40分鐘，降溫至45℃，加入十二烷基硫酸鈉和鄰苯二甲酸二辛酯，再繼續攪拌1小時後，停止攪拌，向反應釜中加入納米二氧化鈦，超聲震蕩1.5小時後，將反應釜升溫至75℃恆溫2小時，再次加入三乙醇胺、硅藻土、矽烷偶聯劑KH570，恆溫5小時，關閉反應釜，即得水性塗料。
實施例4
水性塗料由以下重量的原料製成：55g水、20g聚乙烯醇、25g丙烯酸樹脂、8g鄰苯二甲酸二辛酯、15g納米二氧化鈦、1g硅藻土、5g有機矽消泡劑、25g相變介質、12g三乙醇胺、0.2g矽烷偶聯劑KH570、0.5g十二烷基硫酸鈉；
所述的調溫控溫功能的水性塗料的製備方法為：先將丙烯酸樹脂加熱熔融，緩緩加入聚乙烯醇和相變介質，攪拌1小時，待混合均勻後將水加入攪拌釜中加熱至70℃，攪拌速度為800r/min，攪拌0.5-1小時後，加入有機矽消泡劑，攪拌1小時，降溫至35℃，加入十二烷基硫酸鈉和鄰苯二甲酸二辛酯，再繼續攪拌1小時後，停止攪拌，向反應釜中加入納米二氧化鈦，超聲震蕩1.5小時後，將反應釜升溫至75℃恆溫2小時，再次加入三乙醇胺、硅藻土、矽烷偶聯劑KH570，恆溫5小時，關閉反應釜，即得水性塗料。
對比例
水性塗料由以下重量的原料製成：55g水、20g聚乙烯醇、22g丙烯酸樹脂、5g鄰苯二甲酸二辛酯、12g納米二氧化鈦、1g硅藻土、1g有機矽消泡劑、10g三乙醇胺、0.4g矽烷偶聯劑KH570、0.2g十二烷基硫酸鈉；
所述的調溫控溫功能的水性塗料的製備方法為：先將丙烯酸樹脂加熱熔融，緩緩加入聚乙烯醇，攪拌1小時，待混合均勻後將水加入攪拌釜中加熱至73℃，攪拌速度為800r/min，攪拌0.5-1小時後，加入有機矽消泡劑，攪拌40分鐘，降溫至45℃，加入十二烷基硫酸鈉和鄰苯二甲酸二辛酯，再繼續攪拌1小時後，停止攪拌，向反應釜中加入納米二氧化鈦，超聲震蕩1.5小時後，將反應釜升溫至75℃恆溫2小時，再次加入三乙醇胺、硅藻土、矽烷偶聯劑KH570，恆溫5小時，關閉反應釜，即得水性塗料。
試驗例：
將本發明實施例及對比例按照GBT/T 9756-2009、GB1720-79、GB1732-79國家標準進行試驗測試，測得的實驗數據如表1所示。
表1：
本發明實施例的水性塗料外觀無沉澱，無結塊，耐水性實驗無異常，耐鹼性試驗無異常，耐洗刷，在室溫-50℃熱循環20次，相變焓無損失，相變焓最佳可達到21J/g。