一种建筑保温隔热涂料及其制备方法与流程

1.本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种建筑保温隔热涂料及其制备方法。


背景技术：

2.我国阻隔型保温隔热涂料的研制始于20世纪80年代，以硅酸盐保温隔热涂料为主，主要应用于管道、设备表面的隔热保温，大多以无机材料(如水泥、水玻璃等)为基料，以石棉纤维，膨胀珍珠岩，海泡石粉和膨胀蛭石等无机硅酸盐类为隔热填料制成，该类涂料的性能符合gb/t17371-1998《硅酸盐复合绝热涂料》要求。这类保温隔热涂料虽然导热系数较低，成本也低，但存在干燥周期长，抗冲击能力弱，干燥收缩大，吸湿率大，粘结强度低，装饰效果较差等弊端。
3.随着外墙保温技术的发展，外墙保温隔热涂料也逐渐受到人们的重视，建筑行业习惯称为“保温砂浆”、“轻质绝热砂浆”的粉状建筑保温隔热涂料也得到了广泛的应用，建工行业标准颁布实施后，将这类材料称为胶粉聚苯颗粒保温浆料，但在开发应用的初期还是称其为保温隔热涂料。近年来，行业内相继开发成功了以有机高分子聚合物乳液(包括纯丙乳液，苯丙乳液和硅丙乳液)为基料，以膨胀聚苯乙烯颗粒、玻化微珠、空心玻璃微珠、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、矿岩棉等为隔热骨料，以聚丙烯纤维、木纤维等为抗裂改性材料的外墙保温隔热涂料。
4.但是发明人发现，添加上述隔热骨料作为填充料时，往往形成的涂膜比较疏松，而且孔隙很大，甚至出现局部涂膜不连续，涂料和底材的附着力低，而且涂膜很容易产生针孔，造成继承污染，并且，由于附着力低，表面疏松，因此，涂料很容易在使用过程中被破坏，导致产品的保温隔热性能快速衰减。


技术实现要素：

5.针对现有建筑用保温隔热涂料中，添加了保温隔热骨料后，在产品实际使用过程中，容易在干燥阶段形成涂膜疏松，且孔隙很大，甚至局部不连续，导致涂料和底材附着力弱，涂膜容易被破坏，导致产品保温隔热性能快速衰减的弊端，提供了一种建筑保温隔热涂料及其制备方法。
6.为了达到上述目的，本发明一方面提供了一种建筑保温隔热涂料。
7.本发明的另一方面，还提供了一种建筑保温隔热涂料的制备方法。
8.一种建筑保温隔热涂料，包括：
9.复配有机基料、保温隔热骨料、分散剂、增稠剂、润湿剂；
10.所述复配有机基料中，包括有机基料a和有机基料b；
11.所述有机基料a和有机基料b的质量比为1：1-1：3；
12.所述有机基料a在室温，相对湿度为25％条件下的表干时间为xmin；
13.所述有机基料b在室温，相对湿度为25％条件下的表干时间为ymin；
14.所述10min≤x-y≤30min。
15.上述技术方案采用不同表干时间的有机基料进行复配，来解决由于添加了保温隔热骨料带来的涂膜疏松等问题，具体的，涂料的表干时间，反应的实际上是有机基料对于其中的溶剂小分子的限制能力的大小，而对溶剂小分子限制能力的差异，实际上反映了上述有机基料吸附能力的强弱，通过上述两种不同表干时间的有机基料按上述比例进行复配，在体系中，实质上存在两种对于保温隔热骨料两种不同吸附能力的有机基料，如此，在涂料干燥过程中，表干时间较短的有机基料吸附的保温隔热骨料容易脱附从而在涂膜厚度方向上发生沉降，而表干时间较长的有机基料其吸附的保温隔热骨料会在溶剂挥发的过程中协同拦截沉降的部分保温隔热骨料，以此，可以实质减缓底层涂膜后续干燥过程中溶剂小分子的挥发，而此时，底层涂膜区域高粘度状态，在此状态下，沉降的部分保温隔热骨料可以在涂膜平面方向上有足够的时间进行二次均匀分布，提升涂膜致密度，降低涂膜完全干燥后形成孔隙的概率，避免涂膜在后续使用过程中被破坏。
16.进一步的，所述有机基料a和b选自粘度差值在120-300mpa
·
s范围内的有机基料；所述有机基料a和b选自粘度差值在上述范围的丙烯酸酯乳液、粘度差值在上述范围的聚醋酸乙烯乳液、粘度差值在上述范围的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液或粘度差值在上述范围的苯乙烯-丙烯酸酯乳液。
17.上述技术方案具体的，通过选用不同粘度值的有机基料来获得不同表干时间的有机基料，粘度值反应的是浆料流动性的大小，实际上，其反馈了浆料体系下，不同分子之间作用力的强弱，粘度越大，相互之间的作用力往往越大，从而其干燥过程中溶剂脱离体系的能力越低，表干时间往往过长。
18.进一步的，所述保温隔热骨料由偶联剂包覆改性的玻化微珠和未改性玻化微珠按质量比为3：1-5：1复配而成；所述偶联剂选自硅烷偶联剂kh-550，硅烷偶联剂kh-560、硅烷偶联剂kh-570中的任意一种。
19.上述技术方案采用玻化微珠为保温隔热骨料，并通过将部分玻化微珠采用偶联剂进行改性，如此，部分未经偶联剂改性的玻化微珠其与有机基料的作用力会明显区别于偶联剂改性后的玻化微珠，采用本身和有机基料作用力存在显著差异的两种玻化微珠复配，可以使得部分相互作用力较弱的玻化微珠在涂膜干燥过程中发生二次分布，以此来进行二次填充涂膜，形成致密涂膜成为了可能。
20.进一步的，所述分散剂选自三聚磷酸钠、四聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的任意一种。
21.进一步的，所述增稠剂选自聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素中的任意一种。
22.进一步的，所述润湿剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺中的任意一种。
23.一种建筑保温隔热涂料的制备方法具体制备步骤包括：
24.有机基料的复配：
25.将有机基料a和有机基料b按质量比为1：1-1：3搅拌混合均匀，得复配有机基料；
26.保温隔热骨料的预处理：
27.按重量份数计，将80-120份保温隔热骨料、6-8份分散剂和5-8份润湿剂球磨混合均匀，得预处理保温隔热骨料；
28.涂料的配制：
29.按重量份数计，依次取200-300份复配有机基料，20-40份预处理保温隔热骨料，4-6份增稠剂，先将增稠剂和复配有机基料搅拌混合均匀，再加入预处理保温隔热骨料，超声分散均匀，即得产品。
30.进一步的，所述具体制备步骤还包括：
31.保温隔热骨料的复配：
32.将硅烷偶联剂和无水乙醇按质量比为1：8-1：10混合，得混合液，再加入混合液质量20-30％的玻化微珠，以及混合液质量5-10％的去离子水，搅拌反应后，过滤，洗涤和干燥，得偶联剂包覆改性的玻化微珠；
33.再将所得偶联剂包覆改性的玻化微珠和未改性玻化微珠按质量比为3：1-5：1搅拌混合均匀，得保温隔热骨料。
具体实施方式
34.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.实施例1
36.有机基料的复配：
37.将有机基料a和有机基料b按质量比为1：1混合后，用搅拌器以400r/min转速搅拌混合1h，得复配有机基料；
38.其中，所述有机基料a和b选自粘度差值120mpa
·
s的丙烯酸酯乳液；其中，有机基料a粘度值为1200mpa
·
s，有机基料b粘度值为1320mpa
·
s；
39.保温隔热骨料的复配：
40.将硅烷偶联剂和无水乙醇按质量比为1：8混合，得混合液，再加入混合液质量20％的玻化微珠，以及混合液质量5％的去离子水，于温度为45℃，搅拌转速为300r/min条件下，恒温搅拌反应45min后，过滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼3次，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为100℃条件下干燥至恒重，得偶联剂包覆改性的玻化微珠；
41.所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂kh-550；
42.再将所得偶联剂包覆改性的玻化微珠和未改性玻化微珠按质量比为3：1用搅拌器以200r/min转速搅拌混合30min，得保温隔热骨料；
43.保温隔热骨料的预处理：
44.按重量份数计，将80份所得保温隔热骨料、6份分散剂和5份润湿剂混合倒入球磨罐中，以400r/min转速，球磨混合3h后，出料，得预处理保温隔热骨料；
45.所述分散剂选自三聚磷酸钠；
46.所述增稠剂选自聚乙烯醇；
47.所述润湿剂选自烷基酚聚氧乙烯醚；
48.涂料的配制：
49.按重量份数计，依次取200份复配有机基料，20份预处理保温隔热骨料，4份增稠剂，先将增稠剂和复配有机基料混合后，于温度为45℃，搅拌转速为400r/min转速下搅拌混
合1h，再加入预处理保温隔热骨料，于超声频率为80khz条件下，超声分散30min，出料，即得产品。
50.实施例2
51.有机基料的复配：
52.将有机基料a和有机基料b按质量比为1：2混合后，用搅拌器以500r/min转速搅拌混合2h，得复配有机基料；
53.其中，所述有机基料a和b选自粘度差值在200mpa
·
s范围内的聚醋酸乙烯乳液；所述有机基料a的粘度为1250mpa
·
s，有机基料b的粘度为1450mpa
·
s；
54.保温隔热骨料的复配：
55.将硅烷偶联剂和无水乙醇按质量比为1：9混合，得混合液，再加入混合液质量25％的玻化微珠，以及混合液质量8％的去离子水，于温度为50℃，搅拌转速为400r/min条件下，恒温搅拌反应50min后，过滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼4次，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为110℃条件下干燥至恒重，得偶联剂包覆改性的玻化微珠；
56.所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂kh-560；
57.再将所得偶联剂包覆改性的玻化微珠和未改性玻化微珠按质量比为4：1用搅拌器以300r/min转速搅拌混合50min，得保温隔热骨料；
58.保温隔热骨料的预处理：
59.按重量份数计，将100份所得保温隔热骨料、7份分散剂和6份润湿剂混合倒入球磨罐中，以500r/min转速，球磨混合4h后，出料，得预处理保温隔热骨料；
60.所述分散剂选自四聚磷酸钠；
61.所述增稠剂选自聚丙烯酸钠；
62.所述润湿剂选自脂肪酸聚氧乙烯酯；
63.涂料的配制：
64.按重量份数计，依次取260份复配有机基料，30份预处理保温隔热骨料，5份增稠剂，先将增稠剂和复配有机基料混合后，于温度为50℃，搅拌转速为500r/min转速下搅拌混合2h，再加入预处理保温隔热骨料，于超声频率为100khz条件下，超声分散50min，出料，即得产品。
65.实施例3
66.有机基料的复配：
67.将有机基料a和有机基料b按质量比为1：3混合后，用搅拌器以600r/min转速搅拌混合3h，得复配有机基料；
68.其中，所述有机基料a和b选自粘度差值在300mpa
·
s范围内的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液；其中，有机基料a的粘度为1300mpa
·
s，有机基料b的粘度为1600mpa
·
s；
69.保温隔热骨料的复配：
70.将硅烷偶联剂和无水乙醇按质量比为1：10混合，得混合液，再加入混合液质量30％的玻化微珠，以及混合液质量10％的去离子水，于温度为55℃，搅拌转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应60min后，过滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼5次，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为120℃条件下干燥至恒重，得偶联剂包覆改性的玻化微珠；
71.所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂kh-570；
72.再将所得偶联剂包覆改性的玻化微珠和未改性玻化微珠按质量比为5：1用搅拌器以400r/min转速搅拌混合60min，得保温隔热骨料；
73.保温隔热骨料的预处理：
74.按重量份数计，将120份所得保温隔热骨料、8份分散剂和8份润湿剂混合倒入球磨罐中，以600r/min转速，球磨混合5h后，出料，得预处理保温隔热骨料；
75.所述分散剂选自六偏磷酸钠；
76.所述增稠剂选自羟乙基纤维素；
77.所述润湿剂选自聚氧乙烯烷基胺；
78.涂料的配制：
79.按重量份数计，依次取300份复配有机基料，40份预处理保温隔热骨料，6份增稠剂，先将增稠剂和复配有机基料混合后，于温度为55℃，搅拌转速为600r/min转速下搅拌混合3h，再加入预处理保温隔热骨料，于超声频率为120khz条件下，超声分散60min，出料，即得产品。
80.实施例4
81.本实施例和实施例1相比，区别在于：采用等质量的未改性玻化微珠替代偶联剂包覆改性的玻化微珠，其余条件保持不变。
82.对比例1
83.本对比例和实施例1相比，区别在于：采用等质量的粘度值为1200mpa
·
s的有机基料a替代有机基料b，其余条件保持不变。
84.对比例2
85.本对比例和实施例1相比，区别在于：采用等质量的粘度值为1320mpa
·
s的有机基料b替代有机基料a，其余条件保持不变。
86.性能测试
87.依据标准：astm e1530-19对不同实施例和对比例产品的导热系数进行测试，得到导热系数a；待测试完成后，将待测样件转移至加速老化试验箱中，于温度为35℃，相对湿度为75％，空气气氛条件下，加速老化30d后，将待测样件干燥，再次依据上述标准对产品的导热系数进行测试，得到导热系数b；具体测试结果如表1所示：
88.表1：产品性能测试结果
[0089] 导热系数a(w/(m
·
k))导热系数b(w/(m
·
k))实施例10.0450.050实施例20.0500.056实施例30.0440.051实施例40.0550.064对比例10.0620.073对比例20.0630.075
[0090]
由表1测试结果可知，本发明所得产品具有优异的保温隔热效果，并且经过长时间的加速老化后，仍然可以保持较好的保温隔热效果。
[0091]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，
均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。