一种屋顶防滑隔热防水涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及建筑涂料领域，特别公开一种屋顶防滑隔热防水涂料及其制备方法。


背景技术：

2.随着城市化进程加快,能源不足的现象日益突显,随着人们生活品质的提高，现在人们关注的不仅仅是涂料的美观耐用，更多是其安全环保性能和多功能性，安全环保且具备多种功能的涂料已是未来涂料发展的趋势。2008年起新建住宅必须采用隔热保温措施；目前建筑隔热采取的措施多种多样，其主要还是通过屋面、墙面、玻璃等实现的，在众多措施中屋面与墙面又占据了绝大部分，现在大多都是用保温板材，并在其表面涂刷反射型隔热涂料，以减少太阳光对建筑物温度的影响，同时达到降低建筑物表面温度的目的，从而降低室内的温度，使室内达到相对舒适的温度，这也是目前高效节能的有效措施之一。目前的屋顶隔热涂料功能比较单一，防水性能较差，为了防止渗水，还需另外再加一层防水布或在防水涂料，这样必然大大的增加建造成本和施工难度，防滑性能更是没有被引起重视，尤其在平面的屋顶中更加突出。因此，开发一款具有防滑隔热并具有防水功能的涂料具有重要的实际意义。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术的所述问题，本发明提供一种拉伸强度、断裂伸长率、低温柔性和不透水性好，反射隔热、防滑性能优异的屋顶防滑隔热防水涂料。
4.为了达到所述目的，本发明技术方案是这样实现的：一种屋顶防滑隔热防水涂料，由下述原材料按照以下质量百分比组成：
5.[0006][0007]
所述的水为去离子水，作为分散颜填料的溶剂；
[0008]
所述的弹性乳液为丙烯酸改性乳液，是主要的成膜物质，保障涂料的硬度、韧性、弹性、防水性。ph：9-10、固含：50％、拉伸强度：10mpa、断裂延伸率：500％、平均颗粒径0.1μm，最低成膜温度＜5℃。
[0009]
所述的钛白粉为表面采用氧化铝、氧化锆和特殊有机物包覆的高耐候、高光泽、高白度、高遮盖、易分散的金红石型钛白粉，有效地降低基材对热量的吸收，降低物体表面温度及传导；
[0010]
所述的中空微珠为一种轻质、无机非金属多功能材料。其真实密度在0.12～0.66g/cm3，粒径在2～180μm之间，抗压强度在2～120mpa，导热系数在0.043～0.100w/(m
·
k)。产品具有重量轻、体积大、导热系数低、介电常数低、抗压强度高及流动性好等特点，主要起隔热保温防滑作用，其导热系数低，莫氏硬度高，且颗粒小，比重轻，浮于涂层表面，使涂层具有非常好的隔热保温效果，同时其成膜后浮在涂层最表层，形成类似磨砂效果，大大的增加了涂层的反射隔热、保温、防滑性能；
[0011]
所述的类真空陶瓷隔热粉，为粉状的多孔陶瓷材料，孔径＜50nm，气孔率≥64％，导热系数＜0.045w/(m
·
k)，其导热系数比中空微珠还小，在漆膜底层中均匀分布，使涂层具有非常好的隔热保温效果；
[0012]
所述的海泡石粉是一种层链状微孔结构的含水富镁硅酸盐黏土矿物，具有极强的吸附、脱色和分散等性能，亦有极高的热稳定性，耐高温性可达1500～1700℃，造型性、绝缘性、抗盐度都非常好，其微孔结构能够提供很好的保温效果，又能提供涂料的良好的防沉性，成膜后处于涂层的中间层与中空微珠、陶瓷隔热粉形成上中下三层隔热层(类似叠加了3层双层玻璃的效应)，达到协同效应，使隔热效果一加一加一大于三，所述的协同效应是3种原材料的比重在成膜的过程中，水分蒸发，中空微珠质量最轻，网上漂浮，陶瓷隔热粉比重最重，往下沉淀，纤维状的海泡石粉均匀分布在漆膜中层。
[0013]
所述抗冻剂为丙二醇，保证涂料在低温下的储存稳定性。
[0014]
所述的羟乙基纤维素(hec)采用非离子型的水可溶性纤维素醚，可与许多其它水溶性聚合物、表面活性剂、盐等共存。hec具有增稠、悬浮、粘合、乳化、成膜稳定、分散、保水、抗微生物等性质及胶体保护作用。
[0015]
所述的分散剂5040是一种聚羧酸钠盐型的共聚物；对各种无机颜料、填料具有良好的湿润分散效果；稳定颜料分散体系；
[0016]
所述的润湿剂x405是一种烷酚聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂，是高hlb值乳化剂和润湿剂，对改善乳液稳定性和乳胶漆体系的冻融稳定性十分有效；在乳胶漆制备过程中，可加速颜填料表面的润湿过程，提高分散效率，使分散剂性能得以充分展示，达到分散剂、润湿剂二者的小用量下的大效率；
[0017]
所述的多功能胺助剂amp-95是一种多功能助剂，它的主要功能为调节体系的ph值稳定性及起润湿分散作用。amp-95化学名称2-氨基-2-甲基-1-丙醇,结构式为(ch3)2c(nh2)ch2oh。分子量89.14。无色透明液体,相对密度0.942。凝固点-2℃。黏度(25℃)147mpa.s,闪点(闭杯)83℃。ph值(0.9％amp-95水溶液)11.3，有效成分95％；
[0018]
所述的消泡剂nxz是矿物油疏水气相白炭黑及金属皂类消泡剂，广泛应用于苯丙乳液，硅丙乳液，纯丙乳液，醋丙、醋丁乳液等为基础的水性涂料体系，可抑制生产过程中气泡的产生，同时改变体系的表面张力，消除产生的气泡，提升产品体系的堆积密度；
[0019]
所述的防腐剂lxe是一种防腐杀菌剂，由cit(5-氮-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮)1.15％，mit(2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮)0.35％的混合溶于98.5％水的溶液，适用于水性乳液、水性胶粘剂，它亦可以用于抑制细菌和真菌在生产和存储涂料和其它含水有机产品中的滋生，用于保护涂料在罐中的储存稳定性。
[0020]
所述增稠剂tt935为疏水改性碱溶胀增稠剂，为涂料提供一定的流平性的同时改变产品的粘度，使其具有良好的储存稳定性和施工性。
[0021]
所述的流平剂2020n是一种非离子型、低溶剂、疏水改性聚氨酯流平剂，适用于高质量低voc体系，能有效改善中、高剪切粘度，并有合适的增稠效果，赋予涂料良好的流动流平性及光泽展现性。
[0022]
所述成膜助剂为醇酯十二(又称：十二碳醇酯)，加入乳液体系中时，被吸收在乳液粒子上，软化粒子并且在涂料成膜时引起更好的融合，降低成膜温度，且不会被吸进能渗透的基质中，但可以有效地聚结乳液粒子。
[0023]
一种屋顶防滑隔热防水涂料的制备方法，包括以下步骤：在分散缸中加入水；然后加入羟乙基纤维素，在转速为800-1200r/min下持续分散10-15min；接着加入在搅拌中加入amp-95多功能胺助剂，此时羟乙基纤维素溶液会迅速变稠，保持转速在800-1200r/min下分
散3-5min；然后加入消泡剂、防腐剂、润湿分散剂、并保持转速在800-1200r/min下分散3-5min；接着加入钛白粉，调整转速至1200-1500r/min并持续分散15-20min；接着在转速为保持1200-1500r/min转速，加入陶瓷粉，并持续分散10-25min；最后降低转速至450-500r/min下，加入防冻剂、增稠剂，并持续分散10-20min至体系呈均匀、无结块的白色混合浆料备用。然后，将乳液分成平均2份，一份加入海泡石粉，进行超声波乳化，另外的一份加入中空玻璃微珠进行乳化；最后，将乳化好的浆料加入到白色混合浆料中，搅拌均匀后加入流平剂、增稠剂调整到所需的粘度。
[0024]
本发明的有益效果：
[0025]
本发明的防滑隔热弹性涂料成膜后海泡石处于涂层的中间层与中空微珠、陶瓷隔热粉形成上中下三层隔热层(类似叠加了3层双层玻璃的效应)，达到协同效应，使隔热效果一加一加一大于三，所述的协同效应是三种原材料的比重在成膜的过程中，水分蒸发，中空微珠质量最轻，往上漂浮，陶瓷隔热粉比重最重，往下沉淀，纤维状的海泡石粉均匀分布在漆膜中层。该涂料产品的拉伸强度、断裂伸长率、低温柔性和不透水性好；太阳光反射率、近红外反射率、半球反射率、污染后太阳光反射率的性能优良，具有优异的隔热反射性能和防滑性能。具体通过引入具有隔热反射性能的cicp颜料、海泡石粉、空心玻璃微珠、类真空隔热陶瓷粉，配合水性弹性乳液耐水、耐候的特性，采用超声波乳化技术进行制造，获得的涂料大大降低建筑物的能源消耗，符合社会发展的需要。
[0026]
本发明涉及的关键检测仪器也把它罗列如下：
[0027]
反射比：岛津公司的uv-3600plus紫外-可见-近红外分光光度计进行精密测试。
[0028]
粘结强度：美国进口的defelsko牌拉拔力测试仪进行精密测试。
[0029]
拉伸强度：labthink兰光公司xlw(pc)智能电子拉力试验机。
具体实施方式
[0030]
通过下面给出的本发明的具体实施例和比较实施例可以进一步清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。具体实施例和比较实施例中没有详细叙述的部分是采用现有技术、公知技术手段和行业标准获得的。
[0031]
若未特别指明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所采用的试剂和产品也均为可商业获得的。所用试剂的来源、商品名以有必要列出其组成成分者，均在首次出现时标明。
[0032]
实施例1
[0033]
一种屋顶防滑隔热防水弹性涂料，由下述原材料按照以下重量份组成：水29，弹性丙烯酸乳液35，钛白粉15，中空微珠5.0，类真空隔热陶瓷粉5.0，海泡石粉4.0，防冻剂2.0，羟乙基纤维素0.4，分散剂0.8，润湿剂0.3，多功能胺助剂0.1，消泡剂0.3，防腐剂0.1，增稠剂0.2，流平剂0.3，成膜助剂2.5。
[0034]
由以下制备工艺获得产品：
[0035]
在分散缸中加入29kg水，加入羟乙基纤维素0.4kg，在转速为800-1200r/min下持续分散10-15min；接着在搅拌中加入0.1kg amp-95多功能胺助剂，此时羟乙基纤维素溶液会迅速变稠，保持转速在800-1200r/min下分散1-2min；然后依次加入0.3kg消泡剂、0.1kg防腐剂、0.3kg润湿剂、0.4kg分散剂、并保持转速在800-1200r/min下分散3-5min；接着加入
15kg钛白粉，调整转速至1200-1500r/min并持续分散15-20min；接着保持1200-1500r/min转速，加入5kg陶瓷隔热粉，并持续分散10-25min；最后降低转速至450-500r/min下，加入2kg防冻剂、0.2kg增稠剂，并持续分散10-20min至体系呈均匀、无结块的白色混合浆料备用。然后，将35kg乳液分成平均2份，一份加入0.2kg分散剂搅拌开后，加入4kg海泡石粉，进行超声波乳化，另外的一份加入0.2kg分散剂搅拌开后，加入5kg中空玻璃微珠进行超声波乳化；最后，将上述乳化好的浆料加入到白色混合浆料中，搅拌均匀后加入0.3kg流平剂、2.5kg成膜助剂，测试粘度，如果合适就可以包装待测试，如果粘度未达到要求，灼加tt935或少量水进行调整，至所需粘度。
[0036]
实施例2
[0037]
一种屋顶防滑隔热防水弹性涂料，由下述原材料按照以下重量份组成：水30，弹性丙烯酸乳液35，钛白粉15，中空微珠4.0，类真空隔热陶瓷粉5.0，海泡石粉4.0，防冻剂2.0，羟乙基纤维素0.4，分散剂0.8，润湿剂0.3，多功能胺助剂0.1，消泡剂0.3，防腐剂0.1，增稠剂0.2，流平剂0.3，成膜助剂2.5。
[0038]
通过以下制备工艺获得：
[0039]
在分散缸中加入30kg水，加入羟乙基纤维素0.4kg，在转速为800-1200r/min下持续分散10-15min；接着加入在搅拌中加入0.1kg amp-95多功能胺助剂，此时羟乙基纤维素溶液会迅速变稠，保持转速在800-1200r/min下分散3-5min；然后依次加入0.3kg消泡剂、0.1kg防腐剂、0.3kg润湿剂、0.4kg分散剂、并保持转速在800-1200r/min下分散3-5min；接着加入15kg钛白粉，调整转速至1200-1500r/min并持续分散15-20min；接着在转速为保持1200-1500r/min转速，加入5kg陶瓷粉，，并持续分散10-25min；最后降低转速至450-500r/min下，加入2kg防冻剂、0.2kg增稠剂，并持续分散10-20min至体系呈均匀、无结块的白色混合浆料备用。然后，将35kg乳液分成平均2份，一份加入0.2kg分散剂搅拌开后，加入4kg海泡石粉，进行超声波乳化，另外的一份加入0.2kg分散剂搅拌开后，加入4kg中空玻璃微珠进行超声波乳化；最后，将上述乳化好的浆料加入到白色混合浆料中，搅拌均匀后加入0.3kg流平剂、2.5kg成膜助剂，测试粘度，如果合适就可以包装备用，如果粘度未达到要求，灼加tt935或少量水进行调整，至所需粘度。
[0040]
实施例3
[0041]
一种屋顶防滑隔热防水弹性涂料，由下述原材料按照以下重量份组成：水30，弹性丙烯酸乳液35，钛白粉15，中空微珠5.0，类真空隔热陶瓷粉4.0，海泡石粉4.0，防冻剂2.0，羟乙基纤维素0.4，分散剂0.8，润湿剂0.3，多功能胺助剂0.1，消泡剂0.3，防腐剂0.1，增稠剂0.2，流平剂0.3，成膜助剂2.5。
[0042]
通过以下制备工艺获得：
[0043]
在分散缸中加入30kg水，加入羟乙基纤维素0.4kg，在转速为800-1200r/min下持续分散10-15min；接着加入在搅拌中加入0.1kg amp-95多功能胺助剂，此时羟乙基纤维素溶液会迅速变稠，保持转速在800-1200r/min下分散3-5min；然后依次加入0.3kg消泡剂、0.1kg防腐剂、0.3kg润湿剂、0.4kg分散剂、并保持转速在800-1200r/min下分散3-5min；接着加入15kg钛白粉，调整转速至1200-1500r/min并持续分散15-20min；接着在转速为保持1200-1500r/min转速，加入5kg类真空陶瓷粉，并持续分散10-25min；最后降低转速至450-500r/min下，加入2kg防冻剂、0.2kg增稠剂，并持续分散10-20min至体系呈均匀、无结块的
白色混合浆料备用。然后，将35kg乳液分成平均2份，一份加入0.2kg分散剂搅拌开后，加入5kg海泡石粉，进行超声波乳化，另外的一份加入0.2kg分散剂搅拌开后，加入5kg中空玻璃微珠进行乳化；最后，将上述乳化好的浆料加入到白色混合浆料中，搅拌均匀后加入0.3kg流平剂、2.5kg成膜助剂，测试粘度，如果合适就可以包装备用，如果粘度未达到要求，灼加tt935进行调整至所需粘度。
[0044]
实施例4
[0045]
一种屋顶防滑隔热防水弹性涂料，由下述原材料按照以下重量份组成：水28，弹性丙烯酸乳液35，钛白粉15，中空微珠5.0，类真空隔热陶瓷粉5.0，海泡石粉5.0，防冻剂2.0，羟乙基纤维素0.4，分散剂0.8，润湿剂0.3，多功能胺助剂0.1，消泡剂0.3，防腐剂0.1，增稠剂0.2，流平剂0.3，成膜助剂2.5。
[0046]
通过以下制备工艺获得：
[0047]
在分散缸中加入28kg水，加入羟乙基纤维素0.4kg，在转速为800-1200r/min下持续分散10-15min；接着加入在搅拌中加入0.1kg amp-95多功能胺助剂，此时羟乙基纤维素溶液会迅速变稠，保持转速在800-1200r/min下分散3-5min；然后依次加入0.3kg消泡剂、0.1kg防腐剂、0.3kg润湿剂、0.4kg分散剂、并保持转速在800-1200r/min下分散3-5min；接着加入15kg钛白粉，调整转速至1200-1500r/min并持续分散15-20min；接着在转速为保持1200-1500r/min转速，加入5kg陶瓷粉，并持续分散10-25min；最后降低转速至450-500r/min下，加入2kg防冻剂、0.2kg增稠剂，并持续分散10-20min至体系呈均匀、无结块的白色混合浆料备用。然后，将35kg乳液分成平均2份，一份加入0.2kg分散剂搅拌开后，加入5kg海泡石粉，进行超声波乳化，另外的一份加入0.2kg分散剂搅拌开后，加入5kg中空玻璃微珠进行乳化。最后，将上述乳化好的浆料加入到白色混合浆料中，搅拌均匀后加入0.3kg流平剂、2.5kg成膜助剂，测试粘度，如果合适就可以包装备用，如果粘度未达到要求，灼加tt935进行调整至所需粘度。
[0048]
对比例1
[0049]
在实施例1的基础上把中空微珠换成普通的填料高岭土。
[0050]
通过以下制备工艺获得：
[0051]
在分散缸中加入29kg水，加入羟乙基纤维素0.4kg，在转速为800-1200r/min下持续分散10-15min；接着加入在搅拌中加入amp-95 0.1kg多功能胺助剂，此时羟乙基纤维素溶液会迅速变稠，保持转速在800-1200r/min下分散3-5min；然后依次加入0.3kg消泡剂、0.1kg防腐剂、0.3kg润湿剂、0.4kg分散剂、并保持转速在800-1200r/min下分散3-5min；接着加入15kg钛白粉，调整转速至1200-1500r/min并持续分散15-20min；接着在转速为保持1200-1500r/min转速，加入5kg陶瓷粉，5kg高岭土，并持续分散10-25min；最后降低转速至450-500r/min下，加入2kg防冻剂、0.2kg增稠剂，并持续分散10-20min至体系呈均匀、无结块的白色混合浆料备用。然后，在35kg乳液中加入0.4kg分散剂搅拌开后，加入4kg海泡石粉，进行超声波乳化；最后，将上述乳化好的浆料加入到白色混合浆料中，搅拌均匀后加入0.3kg流平剂、2.5kg成膜助剂，测试粘度，如果合适就可以包装备用，如果粘度未达到要求，灼加tt935进行调整至所需粘度。
[0052]
对比例2
[0053]
在实施例1的基础上把类真空陶瓷隔热粉换成普通的填料高岭土。
500r/min，加入2kg防冻剂、0.2kg增稠剂，并持续分散10-20min至体系呈均匀、无结块的白色混合浆料，后加入0.3kg流平剂、2.5kg成膜助剂。最后测试粘度，如果合适就可以包装待测试，如果粘度未达到要求，灼加tt935或少量水进行调整，至所需粘度。
[0064]
本发明的产品属于水性防水涂料领域，漆膜按照jc/t 864-2008聚合物乳液建筑防水涂料标准进行制做漆膜，测试结果见表1；
[0065]
表1：物理性能测试结果对比表
[0066][0067][0068]
按照jc/t864-2008聚合物乳液建筑防水涂料进行物理性能测试，均满足该防水标准，从断裂延伸率和拉伸强度可以看出实施例1、2、3、4均有较好的性能，对比例1、2、3也有隔热材料在里面，加热伸缩率也比对比例4要有所提升。
[0069]
本发明属于隔热反射涂料领域，并按照gb/t25261-2018建筑用反射隔热涂料标准中反射隔热平涂面漆功能性要求明度值l*＞95要求测试，测试结果见表2：
[0070]
表2：反射隔热测试数据
[0071][0072]
按照gb/t25261-2018建筑用反射隔热涂料标准进行物理性能测试，实施例1、2、3、
4均满足该标准，从反射率可以看出实施例1、3、4均有较好的性能，其中实施例1最优。
[0073]
本发明属于防滑涂料领域，并按照地坪涂装材料标准gb/t22374-2008、陶瓷砖gb/t4100-2006标准中附录m要求测试摩擦系数，测试结果见表3：
[0074]
表3：摩擦系数测试数据表
[0075][0076]
备注：静摩擦系数μ＜0.4高风险，0.4≤静摩擦系数μ＜0.6中等风险，静摩擦系数≥0.6低风险
[0077]
按照地坪涂装材料标准gbt22374-2008、陶瓷砖gb/t4100-2006标准中附录m要求摩擦系数测试，均满足该标准，从表3可以看出实施例1、3、4均有较好的性能，其中实施例1最优，对比例中2、3有中空玻璃微珠的加入，摩擦系数也比较优异。
[0078]
综上所述，本发明从表1、表2、表3综合来看，实施例1、3、4兼具有优异的隔热、防水、防滑性能，是本发明的优选配比例，其中最优选的配比例是实施例1。
[0079]
以上实施例仅为本发明的部分实施例，但本发明的宗旨并不限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围内。