一種內牆保溫阻燃納米塗料的製作方法
2023-10-07 15:41:24 3
一種內牆保溫阻燃納米塗料的製作方法
【專利摘要】一種內牆保溫阻燃納米塗料，其特徵在於，該塗料由A組分和B組分配置而成，其中A組分配方如下：苯丙乳液20～25份、酚醛樹脂20～25份、分散劑5～10份、乙二醇和丙三醇混合物6～8份、填料10～20份、折射率為2.0以上、粒徑不小於1μm的紅外反射顏料、摻雜半導體和金屬粉末5-10份，B組分多異氰酸酯固化劑6-10份等，按上述配方將A組分加入容器中，在中速攪拌下依次加入去離子水、填料、助劑，高速分散20~30min，按照一定的比例加入水分散性多異氰酸酯固化劑，充分攪拌後，製得內牆保溫阻燃納米塗料。
【專利說明】一種內牆保溫阻燃納米塗料
【技術領域】
[0001]本發明屬於塗料與油漆【技術領域】，具體是一種內牆保溫阻燃納米塗料。
【背景技術】
[0002]凡是用水作溶劑或者作分散介質的塗料，都可稱為水性塗料。水性塗料包括水溶性塗料、水稀釋性塗料、水分散性塗料三種，水溶性塗料是以水溶性樹脂為成膜物、以聚乙烯醇及其各種改性物為代表，除此之外還有水溶醇酸樹脂、水溶性環氧樹脂及無機高分子水性樹脂等；水稀釋性塗料是指後乳化乳液成為膜物配製的塗料，是溶劑型樹脂溶在有機溶劑中，然後再乳化劑的幫助下靠強烈的機械攪拌使樹脂分散在水中形成乳液，稱為後乳化乳液，製成的塗料在施工中可用水來稀釋；水分散塗料主要是指以合成樹脂乳液為成膜物配製的塗料。目前常用的是合成樹脂乳液或丙烯酸為基料，並添加各種填料、顏料和助劑等。這種塗料的主要缺點是塗膜彈性容易老化、導致拉伸率下降、不能有效保護牆麵粉刷底層的強度，從而產生牆面開裂、脫落，不僅影響建築物美觀，而且牆面開裂，導致牆面漏水。
[0003]水性雙組分聚氨酯塗料由於塗膜交聯密度高，具有優異的物理機械性能和耐化學介質性能，可代替同類型溶劑型產品用作汽車塗料、高級木器塗料、塑料塗料及工業防腐塗料等，滿足不同的性能要求。水性雙組分聚氨酯塗料由水性羥基組分和多異氰酸酯固化劑組成。水性羥基組分包括水性聚合物多元醇乳液和水性分散體，不僅提供與固化劑交聯的活性基團，還必須能乳化和分散固化劑，與固化劑具有較好的相容性。羥基組分的性能影響著固化劑在水相中的分散穩定性、成膜過程中的擴散與交聯以及塗膜的最終性能。[0004]冬季採暖能耗是中國建築的主要能耗，中國政府對建築節能的要求不斷提高。為了體現用熱公平，擺脫效率低下的集中供熱習慣，對於新建建築和既有建築的節能改造項目都已實施分戶熱計量的節能做法。但是，目前的建築節能保溫措施只針對建築的外圍護結構，建築內的房屋隔牆之間普遍沒有採用保溫措施，這樣不同房屋之間可能是不同的溫度，從而產生熱壓，溫度高的房間會出現熱流失現象，即熱量從溫度高的房間向溫度低的房間流動。這種用熱的不公平現象容易引發各種問題和矛盾，如住戶中的熱量散失較嚴重，使得鄰居之間用熱不均，導致不公平的現象，而且具有較高的建築能耗，從而影響了我國建築節能政策的推廣。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種內牆保溫阻燃納米塗料。
[0006]本發明的目的可以通過以下技術方案實現:該塗料由A組分和B組分配置而成，其中A組分配方如下:
苯丙乳液20~25份 酚醛樹脂20~25份 分散劑5~10份 乙二醇和丙三醇混合物6~8份填料10~20份
折射率為2.0以上、粒徑不小於I μ m的紅外反射顏料、摻雜半導體和金屬粉末5-10份 助劑5-10份 水20~25份 防凍劑1-2份
B組分多異氰酸酯固化劑6-10份，納米阻燃複合物25-30份；
所述的納米阻燃複合劑的製備方法為:
(1)將矽羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_10:8_10:7_8:5_7 的質量份數配比混合，加入到 200 份二甲亞碸(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中，於65°C攪拌60小時，過濾，並用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過量的二甲亞碸(DMSO)，放入真空乾燥箱，在60°C溫度乾燥24小時，研磨過篩，得一次改性阻燃複合物；
(2)、將1份一次改性阻燃複合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合，於溫度50°C攪拌10小時以上，於溫度30°C，先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時，然後再在超聲電功率250W條件下分散3小時。過濾，並用蒸餾水洗3次，80°C真空乾燥24小時，研磨過篩，得二次改性阻燃複合物；
(3)、將上述1份二次改性阻燃複合物在600W功率超聲波分散40min，用恆溫加熱裝置加熱到90°C，並用機械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘；得納米阻燃複合物；
按上述配方將A組分加入容器中，在中速攪拌下依次加入去離子水、填料、助劑，高速分散2(T30 min，按照一定的比例加入水分散性多異氰酸酯固化劑，充分攪拌後，製得內牆保溫阻燃納米塗料。
[0007]所述折射率為2.0以上、粒徑不小於I μ m的紅外反射顏料為金紅石二氧化鈦、銳鈦型二氧化鈦、氧化銻、氧化鋅和紅外反射彩色顏料中的一種或多種。
[0008]所述金屬粉末的材質為金、銀、銅、鐵和鋁中的一種或多種。
[0009]所述塗料樹脂為丙烯酸乳液、苯丙類塗料樹脂和矽丙類塗料樹脂中的一種或多種。
[0010]所述的助劑包括:潤溼劑0.2-0.5份，防凍劑0.2-0.5份、消泡劑0.2-0.5份、增稠劑0.1-0.3份、潤溼劑0.1-0.3份、防腐劑1-2份、pH值調節劑。
[0011]所述防凍劑採用丙二醇。
[0012]所述無機填料為鈦白粉、滑石粉或輕鈣中的一種或多種。
[0013]所述增稠劑採用疏水基團改性的乙氧基聚氨酯水溶性增稠劑，所述消泡劑採用礦物油類消泡劑或EFKA-2722和EFKA-3239 ；所述潤溼劑採用非離子表面活性劑；所述防腐劑採用異噻唑啉酮類防腐劑；或10，10』 一氧代雙吩惡砒，所述pH值調節劑採用有機胺類pH值調節劑。
[0014]所述的內牆保溫阻燃納米塗料，其使用方法為塗刷，其中塗膜厚度0.28mm為最佳
塗膜厚度。
[0015]獨特的組分選擇以及配比，協同作用使得該產品在本發明中，所述折射率為2.0以上、粒徑不小於I μ m的紅外反射顏料和金屬粉末能夠將室內絕大比例的中遠紅外線熱輻射反射回室內；而且由於熱能發射的連續性和瞬時性，本發明提供的內牆保溫塗料表面吸收的熱能絕大部分又被瞬間反射回室內，從而提高了室內的保溫效果；所述摻雜半導體使得牆面具有較低的熱輻射吸收和高的蓄熱係數，會使牆體面溫度升高；牆體溫度升高，同時也增加室內溫度，大大提高了居室的熱舒適度，進一步提高了室內的保溫效果，因此本發明提供的內牆保溫塗料具有較高的保溫效果。實驗結果表明，本發明提供的內牆保溫塗料對中遠紅外的反射率可達到35%，能夠阻隔熱量的散失，可提高2°C~5°C的室溫。本發明製備的阻燃劑不含滷素、有機物，無毒環保，應用前景廣闊；本發明進行二次改性，這樣的好處是:增加反應活性點，提高改性效果；改性的同時又能蒸除體系中的水分，乾燥與改性同時進行，提高了工作效率；納米級矽羥基磷灰石、凹凸棒、蒙脫土、高嶺土等自身微孔中存在大量的物理和化學吸附水，在高溫下產生水蒸汽，阻斷氧氣，吸收熱量，達到多重阻燃的功效；強大吸附性能可以有效改善幾種阻燃劑的協同作用，阻止被阻燃物質溫度升高，提高了阻燃效率；矽羥基磷灰石、凹凸棒、蒙脫土、高嶺土等資源豐富，大大降低了阻燃劑的工業成本，也為凹凸棒土的開發應用提供了一條新途徑；本發明採用溶液法超聲波分散及機械高速攪拌器攪拌，使得阻燃劑各自組分在溶液中達到了納米級分散，有效避免了對複合材料的自然氧化，相互協同增效，從而使複合材料具有更好的力學性能。複合材料的氧指數為41。
【具體實施方式】
[0016]下面對本發明作進一步的詳細說明。
實施例1
該塗料由A組分和B組分配置而成，其中A組分配方如下:
苯丙乳液20~25份 酚醛樹脂20~25份 分散劑5~10份 乙二醇和丙三醇混合物6~8份 填料10~20份
折射率為2.0以上、粒徑不小於I μ m的紅外反射顏料、摻雜半導體和金屬粉末5-10份 助劑5-10份 水20~25份 防凍劑1-2份
B組分多異氰酸酯固化劑6-10份，納米阻燃複合物25-30份；
所述的納米阻燃複合劑的製備方法為:
(1)將矽羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_10:8_10:7_8:5_7 的質量份數配比混合，加入到 200 份二甲亞碸(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中，於65°C攪拌60小時，過濾，並用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過量的二甲亞碸(DMSO)，放入真空乾燥箱，在60°C溫度乾燥24小時，研磨過篩，得一次改性阻燃複合物；
(2)、將1份一次改性阻燃複合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合，於溫度50°C攪拌10小時以上，於溫度30°C，先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時，然後再在超聲電功率250W條件下分散3小時。 過濾，並用蒸餾水洗3次，80°C真空乾燥24小時，研磨過篩，得二次改性阻燃複合物；
(3)、將上述1份二次改性阻燃複合物在600W功率超聲波分散40min，用恆溫加熱裝置加熱到90°C，並用機械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘；得納米阻燃複合物；
按上述配方將A組分加入容器中，在中速攪拌下依次加入去離子水、填料、助劑，高速分散2(T30 min，按照一定的比例加入水分散性多異氰酸酯固化劑，充分攪拌後，製得內牆保溫阻燃納米塗料。
[0017]所述折射率為2.0以上、粒徑不小於I U m的紅外反射顏料為金紅石二氧化鈦、銳鈦型二氧化鈦、氧化銻、氧化鋅和紅外反射彩色顏料中的一種或多種。
[0018]所述金屬粉末的材質為金、銀、銅、鐵和鋁中的一種或多種。 [0019]所述塗料樹脂為丙烯酸乳液、苯丙類塗料樹脂和矽丙類塗料樹脂中的一種或多種。
[0020]所述的助劑包括:潤溼劑0.2-0.5份，防凍劑0.2-0.5份、消泡劑0.2-0.5份、增稠劑0.1-0.3份、潤溼劑0.1-0.3份、防腐劑1-2份、pH值調節劑。
[0021]所述防凍劑採用丙二醇。
[0022]所述無機填料為鈦白粉、滑石粉或輕鈣中的一種或多種。
[0023]所述增稠劑採用疏水基團改性的乙氧基聚氨酯水溶性增稠劑，所述消泡劑採用礦物油類消泡劑或EFKA-2722和EFKA-3239 ；所述潤溼劑採用非離子表面活性劑；所述防腐劑採用異噻唑啉酮類防腐劑；或10，10』 一氧代雙吩惡砒，所述pH值調節劑採用有機胺類pH值調節劑。
[0024]所述的內牆保溫阻燃納米塗料，其使用方法為塗刷，其中塗膜厚度0.28mm為最佳
塗膜厚度。
[0025]在本發明中，所述折射率為2.0以上、粒徑不小於I y m的紅外反射顏料可以為白色顏料，也可以為其他彩色顏料，所述白色顏料優選為金紅石二氧化鈦、銳鈦型二氧化鈦、氧化銻和氧化鋅中的一種或多種；所述彩色顏料以上述白色顏料為基材，彩色顏料包覆形成的紅外反射顏料，在本發明中，所述基材的白色顏料優選為金紅石型鈦白粉；在本發明中，所述紅外反射顏料的粒徑優選不小於6 ii m,更優選為6 ii m~10 ii m ;
本發明對所述彩色顏料的來源沒有特殊的限制，如可以採用下述方法自行製備:
將金紅石型TiO2與水混合，得到料漿；
將所述料漿與六偏磷酸鈉混合，得到混合料漿；
將彩色顏料溶解得到的彩色顏料溶液與所述混合料漿混合，調節反應液的PH值，進行著色；將BaCl2溶液與所述著色完成的溶液混合，然後將得到的混合溶液與乳化劑和固色劑混合，反應後得到彩色紅外反射顏料。
[0026]本發明首先將水、助劑和無機填料混合，得到混合物。本發明對所述水、助劑和無機填料混合時的加料順序沒有特殊的限制，採用本領域技術人員熟知的加料順序即可。本發明優選將助劑加入水中，攪拌均勻後再向其中加入無機填料；本發明為了得到分散均勻的混合物，在加入助劑和無機填料的過程中，儘量慢慢加入，並且在加入的過程中不斷進行攪拌。本發明對所述攪拌的方法沒有特殊的限制，採用本領域技術人員熟知的攪拌的技術方案即可。
[0027]性能測試(O分散體相對分子質量及其分布:採用凝膠滲透色譜儀(Waters公司GPC，1515泵配2414示差折光檢測器)進行測定，分離柱型號為StyragelHT2+Styragel HT3+StyragelHT4，柱溫為36°C，流動相為四氫呋喃，標準物為聚苯乙烯；
(2)分散體粒徑及粒徑分布:採用Malvern公司的Mastersizer2000雷射粒度分析儀進行測定；
(3)塗膜性能:按照GB/T1727—1992《塗膜一般製備法》製備塗膜，並按相應國標檢
測塗膜的各項性能，結果如表所示。
[0028]
【權利要求】
1.一種內牆保溫阻燃納米塗料，其特徵在於，該塗料由A組分和B組分配置而成，其中A組分配方如下: 苯丙乳液20~25份 酚醛樹脂20~25份 分散劑5~10份 乙二醇和丙三醇混合物6~8份 填料10~20份 折射率為2.0以上、粒徑不小於I ii m的紅外反射顏料、摻雜半導體和金屬粉末5-10份 助劑5-10份 水20~25份 防凍劑1-2份 B組分多異氰酸酯固化劑6-10份，納米阻燃複合物25-30份； 所述的納米阻燃複合劑的製備方法為: (1)將矽羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_10:8_10:7_8:5_7 的質量份數配比混合，加入到 200 份二甲亞碸(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中，於65°C攪拌60小時，過濾，並用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過量的二甲亞碸(DMSO)，放入真空乾燥箱，在60°C溫度乾燥24小時，研磨過篩，得一次改性阻燃複合物； (2)、將1份一次改性阻燃複合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合，於溫度50°C攪拌10小時以上，於溫度30°C，先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時，然後再在超聲電功率250W條件下分散3小時，過濾，並用蒸餾水洗3次，80°C真空乾燥24小時，研磨過篩，得二次改性阻燃複合物； (3)、將上述1份二次改性阻燃複合物在600W功率超聲波分散40min，用恆溫加熱裝置加熱到90°C，並用機械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘；得納米阻燃複合物； 按上述配方將A組分加入容器中，在中速攪拌下依次加入去離子水、填料、助劑，高速分散2(T30 min，按照一定的比例加入水分散性多異氰酸酯固化劑，充分攪拌後，製得內牆保溫阻燃納米塗料。
2.根據權利要求1所述的內牆保溫阻燃納米塗料，其特徵在於，所述折射率為2.0以上、粒徑不小於I U m的紅外反射顏料為金紅石二氧化鈦、銳鈦型二氧化鈦、氧化銻、氧化鋅和紅外反射彩色顏料中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的內牆保溫阻燃納米塗料，其特徵在於，所述金屬粉末的材質為金、銀、銅、鐵和鋁中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的內牆保溫阻燃納米塗料，其特徵在於，所述塗料樹脂為丙烯酸乳液、苯丙類塗料樹脂和矽丙類塗料樹脂中的一種或多種。
5.根據權利要求1所述的內牆保溫阻燃納米塗料，其特徵在於，所述的助劑包括:潤溼 劑0.2-0.5份，防凍劑0.2-0.5份、消泡劑0.2-0.5份、增稠劑0.1-0.3份、潤溼劑0.1-0.3份、防腐劑1-2份、pH值調節劑。
6.根據權利要求5所述的內牆保溫阻燃納米塗料，其特徵在於，所述防凍劑採用丙二醇。
7.根據權利要求1所述的內牆保溫阻燃納米塗料，其特徵在於，所述無機填料為鈦白粉、滑石粉或輕鈣中的一種或多種。
8.根據權利要求5所述的內牆保溫阻燃納米塗料，其特徵在於，所述增稠劑採用疏水基團改性的乙氧基聚氨酯水溶性增稠劑，所述消泡劑採用礦物油類消泡劑或EFKA-2722和EFKA-3239 ；所述潤溼劑採用非離子表面活性劑；所述防腐劑採用異噻唑啉酮類防腐劑；或10，10』 一氧代雙吩惡砒，所述pH值調節劑採用有機胺類pH值調節劑。
9.根據權利要求1所述的內牆保溫阻燃納米塗料，其特徵在於，其使用方法為塗刷，其中塗膜厚度0.28mm為最佳塗膜厚度。
【文檔編號】C09D7/12GK103642323SQ201310484446
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年10月16日 優先權日:2013年10月16日
【發明者】吳兵 申請人:蘇州瑞邦塑膠有限公司