一种客车内壁用水性隔热涂料及其制备方法与应用与流程

1.本发明属于客车内壁隔热技术领域，涉及一种客车内壁用水性隔热涂料。更具体的说是一种在客车内壁进行应用的涂层，主要目的是替代不环保的聚氨酯发泡材料，达到隔热效果和环保效果的涂层。


背景技术：

2.客车内壁隔热领域一直使用聚氨酯发泡材料，该材料不具有环保性与近年国家对环保、节能减排、危化治理等方面的要求相差甚远。一直以来我国客车内壁都使用聚氨酯发泡材料来达到隔热保温的效果，但是该材料不符合环保要求并且在客车的使用过程中涂膜持续释放异味对乘车人造成伤害。目前聚氨酯发泡材料的替代日益迫切，虽然国内也做了很多研究工作，但未见成熟产品。而我公司研发的“一种客车内壁用水性隔热涂料”经过喷涂和对涂膜的性能测试发现该产品涂膜均匀，导热系数低、vco含量低、耐介质性优异，该产品具有很好的应用和推广价值。
3.本专利项目立足于开发客车用内壁水性隔热涂料替代聚氨酯发泡材料，从而达到水性环保、降低voc排放、降低危险性等目的。本专利开发产品用水稀释，涂料的voc小于30g/l，涂膜的隔热效果优异，施工简便，产品的应用可以提高客车的涂膜质量、符合国家要求同时提高企业和产品的综合竞争力。


技术实现要素：

4.本发明公开了一种客车内壁用水性隔热涂料的制备。它是由水性中空乳液45
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65份、分散剂0.3
‑
1.0份、润湿剂0.3
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1.0份、消泡剂0.3
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0.8份、防沉剂1
‑
2份、空心玻璃微珠15
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20份、气凝胶0.5
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2份、ph调节剂0.1
‑
0.2份、增稠剂0.3
‑
1份、二氧化钛8
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15份、成膜助剂1.5
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2.5份、流平剂0.05
‑
0.15份、去离子水3
‑
8份组成。本发明是依据客车内壁隔热产品的现状、国家要求和应用前景，根据客户提出的隔热效果的要求，立项研究“一种客车内壁用水性隔热涂料”解决客车隔热材料问题，产品具有水性环保、低voc排放、施工简单易行的特点，涂膜达到性能优异同时实现环保、降低voc排放的目的。
5.客车内壁隔热产品的现状、国家要求和应用前景，根据客户提出的隔热效果的要求，立项研究“一种客车内壁用水性隔热涂料”解决客车隔热材料问题，产品具有水性环保、低voc排放、施工简单易行的特点，涂膜达到性能优异同时实现环保、降低voc排放的目的。
6.为实现上述目的，本发明公开了如下的技术内容：一种客车内壁用水性隔热涂料，其特征在于该涂料由下列重量份数的原料组成：其中的主要成分如下：原料名称
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
质量份数水性中空乳液
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45
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65分散剂
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0.3
‑
1.0润湿剂
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0.3
‑
1.0
消泡剂
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0.3
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0.8防沉剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
2空心玻璃微珠
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15
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20气凝胶
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0.5
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2ph调节剂
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0.1
‑
0.2增稠剂
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0.3
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1金红石型二氧化钛
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15成膜助剂
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1.5
‑
2.5流平剂
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0.05
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0.15去离子水
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8本发明优选用于客车的内壁用水性隔热涂料，该涂料由下列重量份数的原料组成：其中的主要成分如下：原料名称
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
质量份数水性中空乳液
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57分散剂
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0.5润湿剂
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0.4消泡剂
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0.3防沉剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1.0空心玻璃微珠
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15.0气凝胶
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1.5ph调节剂
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0.1增稠剂rm
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8w
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0.4金红石型二氧化钛
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14.0成膜助剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2.0流平剂
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0.08去离子水
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7.72其中原料为：水性中空乳液：自制分散剂：kuaiyi分散剂润湿剂：cf
‑
10消泡剂：byk
‑
022消泡剂防沉剂：膨化水性膨润土shv空心玻璃微珠：c15气凝胶：自制ph调节剂：二甲基乙醇胺增稠剂：rm
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8w二氧化钛：r706成膜助剂：醇酯
‑
12
流平剂：tego1488其中：水性中空乳液的制备：水相配置：将200g聚乙醇在40℃下溶解于600g去离子水中，加入0.5g十二烷基磺酰胺；油相配置： 25g单体丙烯腈、6g辛烷、0.5g偶氮二异丁腈、8g正硅酸乙酯、0.2g聚丙烯酸， 3g硅烷偶联kh
‑
550搅拌混合均匀，用滴液漏斗，将油相在1h内匀速滴入水相，然后冰水浴中高速搅拌得到预乳液，将预乳液转移至水浴锅中，在氮气保护下，持续搅拌600转/min，升温至60℃，反应10h，制备得到水性中空乳液。
7.气凝胶的制备：分别配置质量分数为50%的植酸钾和质量分数为5%的聚乙二醇溶液；70 o
c的反应温度、搅拌条件下，将植酸钾溶液缓慢加入到聚乙二醇溶液中，将所得沉淀离心，得植酸钾
‑
聚乙二醇水凝胶，其中植酸钾溶液和聚乙二醇溶液的体积比为10:3；将所得水凝胶冷冻干燥，得植酸钾
‑
聚乙二醇气凝胶；取适量上述制备的气凝胶放在坩埚中，置于马弗炉中，以 5 ℃/min 升温速度加热到350 ℃，维持 2h，随后以 2 ℃/min 降温速度慢慢降到室温，所得产物即为含磷碳气凝胶。
8.本发明进一步公开了一种客车内壁用水性隔热涂料在用于提高客车内壁隔热效果方面的应用。特别是通过导热系数的测定表征涂膜隔热效果的有效应用。其中所述的客车内壁隔热适用于包括：大客车、中型客车、小型客车等工件涂装。实验结果显示：本发明的客车内壁用水性隔热涂料对于客车的隔热效果显著，涂膜的导热系数达到0.5w/mk以下，解决客车在高温条件下户外长时间运行需要隔热的问题，同时产品为水性涂料voc达到30g/l以下具有保护乘车人，增加舒适度的作用。客车内壁用水性隔热涂料具有外观平整细腻、低voc排放、节能减排的特点，达到优异涂膜性能的同时实现节能减排、环保和降低对乘车人危害的目的。
9.本发明进一步公开了客车内壁用水性隔热涂料的制备方法如下：（1）配方中去离子水与分散剂、消泡剂、润湿剂加入到配料罐中，开动搅拌，转速设定在600转/分，在搅拌状态下加入成膜助剂、二氧化钛、防沉剂并保持搅拌20分钟，搅拌至均匀；（2）按配方用量将ph调节剂加入配料罐中，转速设定在1000转/分并进行搅拌10分钟；（3）将漆浆放出至研磨盆内，用研磨机进行研磨，研磨至细度小于30μm；（4）研磨浆合格后取出，在搅1000转/分拌状态下依次加入水性中空乳液、流平剂并保持搅拌20分钟。
10.（5）将搅拌均匀的漆浆在1300转/分条件下依次加入玻璃微珠、气凝胶并保持搅拌20分钟，待搅拌均匀后添加增稠剂调节粘度到合格范围，制成成品。
11.本发明主要解决了客车内壁隔热使用聚氨酯发泡材料产品的不环保问题，重点考察了涂膜的导热系数、voc含量等，主要的难点在于需要涂膜具有很好的环保性、需要涂膜
具有很低的导热系数从而达到很好的隔热效果同时具有很低的溶剂挥发对人体不造成伤害。
具体实施方式
12.下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。本发明所用原料及试剂均有市售。
13.实施例1涂料的主要成分如下：原料名称
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质量份数水性中空乳液
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62分散剂
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0.8润湿剂
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0.8消泡剂
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0.6防沉剂
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1.5空心玻璃微珠
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18气凝胶
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1.0ph调节剂
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0.15增稠剂rm
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8w
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0.55金红石型二氧化钛
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10.0成膜助剂
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1.5流平剂
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0.05去离子水
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3.05其中原料为：水性中空乳液：自制分散剂：kuaiyi分散剂润湿剂：cf
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10消泡剂：byk
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022消泡剂防沉剂：膨化水性膨润土shv空心玻璃微珠：c15气凝胶：自制ph调节剂：二甲基乙醇胺增稠剂：8w二氧化钛：706成膜助剂：醇酯
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12流平剂：tego1488其中：
水性中空乳液的制备：水相配置：将200g聚乙醇在40℃下溶解于600g去离子水中，加入0.5g十二烷基磺酰胺；油相配置： 25g单体丙烯腈、6g辛烷、0.5g偶氮二异丁腈、8g正硅酸乙酯、0.2g聚丙烯酸， 3g硅烷偶联kh
‑
550搅拌混合均匀，用滴液漏斗，将油相在1h内匀速滴入水相，然后冰水浴中高速搅拌得到预乳液，将预乳液转移至水浴锅中，在氮气保护下，持续搅拌600转/min，升温至60℃，反应10h，制备得到水性中空乳液。
14.气凝胶的制备：分别配置质量分数为50%的植酸钾和质量分数为5%的聚乙二醇溶液；70 o
c的反应温度、搅拌条件下，将植酸钾溶液缓慢加入到聚乙二醇溶液中，将所得沉淀离心，得植酸钾
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聚乙二醇水凝胶，其中植酸钾溶液和聚乙二醇溶液的体积比为10:3；将所得水凝胶冷冻干燥，得植酸钾
‑
聚乙二醇气凝胶；取适量上述制备的气凝胶放在坩埚中，置于马弗炉中，以 5 ℃/min 升温速度加热到350 ℃，维持 2h，随后以 2 ℃/min 降温速度慢慢降到室温，所得产物即为含磷碳气凝胶。
15.客车内壁用水性隔热涂料制备工艺：（1）配方中去离子水与分散剂、消泡剂、润湿剂加入到配料罐中，开动搅拌，转速设定在600转/分，在搅拌状态下加入成膜助剂、二氧化钛、防沉剂并保持搅拌20分钟，搅拌至均匀；（2）按配方用量将ph调节剂加入配料罐中，转速设定在1000转/分并进行搅拌10分钟；（3）将漆浆放出至研磨盆内，用研磨机进行研磨，研磨至细度小于30μm；（4）研磨浆合格后取出，在搅1000转/分拌状态下依次加入水性中空乳液、流平剂并保持搅拌20分钟。
16.（5）将搅拌均匀的漆浆在1300转/分条件下依次加入玻璃微珠、气凝胶并保持搅拌20分钟，待搅拌均匀后添加增稠剂调节粘度到合格范围，制成成品。
17.产品经过高压无气喷涂的方式进行涂装，涂膜进行性能测试：表1主要技术指标
表2产品检测结果实施例2（实际使用）将实施例1制备的产品采用高压无气喷涂的方法进行施工，产品喷涂到大客车的内壁四周及顶部，喷涂厚度1600μm，涂膜外观平整细腻；涂膜表干1h；涂膜实干24h；voc含量27.5g/l，产品无异味。经过涂装的样板检测耐酸性（25℃，0.05mol/l h2so4）24h，无起泡、脱落、发粘等缺陷，允许轻微变色，合格；耐碱性（25℃，0.1mol/l naoh）24h，无起泡、脱落、发粘等缺陷，允许轻微变色，合格；耐油性（0#柴油，）24h，无起泡、脱落、发粘等缺陷，允许轻微变色，合格；耐盐雾性360h，合格；导热系数（≤0.05 w/mk）：0.04210 w/mk，合格；涂膜无异味。
18.目前客车内壁隔热使用聚氨酯发泡材料，该材料喷涂厚度在500
‑
3000μm，涂膜外
观粗糙不平整；涂膜表干15min；涂膜实干24h；产品溶剂味浓烈。样板的耐酸性（25℃，0.05mol/l h2so4）24h，无起泡、脱落、发粘等缺陷，允许轻微变色，合格；耐碱性（25℃，0.1mol/l naoh）24h，无起泡、脱落、发粘等缺陷，允许轻微变色，合格；耐油性（0#柴油，）24h，无起泡、脱落、发粘等缺陷，允许轻微变色，合格；耐盐雾性360h，合格；导热系数0.04512 w/mk，合格；涂膜具有强烈的溶剂气味。
19.结论：使用本发明喷涂的客车内壁用水性隔热涂料涂膜具有低导热系数隔热效果优异、耐介质性和耐盐雾性良好防护效果优异、涂膜自干节能减排、voc含量低环保性优异、产品无异味等特点。经过客车用内壁水性隔热涂料涂装的客车具有优异的隔热效果、涂膜无异味，给驾驶员和乘客带来更舒适的感受是客车内壁聚氨酯隔热材料的优异替代产品。
20.尽管本发明结合专门的技术实施例已做了详细的描述，但是很明显对本技术领域的专业人来说仍能做出各种各样的变化和改进，都不会偏离本发明的精神实质和保护范围。且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。