一种气凝胶绝热保温涂料及其制备方法与流程

一种涂料及其制作方法属于涂料生产技术领域，主要涉及一种气凝胶绝热保温涂料及其制备方法。

背景技术：

气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度很小的固体之一。密度为3千克每立方米。因为密度极低，目前最轻的气凝胶仅有0.16毫克每立方厘米，比空气密度略低，所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”。由于里面的颗粒非常小（纳米量级），所以可见光经过它时散射较小（瑞利散射），就像阳光经过空气一样。因此，它也和天空一样看着发蓝（如果里面没有掺杂其它东西），如果对着光看有点发红。（天空是蓝色的，而傍晚的天空是红色的）。由于气凝胶中一般80%以上是空气，所以有非常好的隔热效果，一寸厚的气凝胶相当20至30块普通玻璃的隔热功能。即使把气凝胶放在玫瑰与火焰之间，玫瑰也会丝毫无损。

保温涂料通过低导热系数和高热阻来实现隔热保温的一种涂料，全球保温材料正朝着高效保温、节能薄层、外保护一体化方向发展。建筑保温主要从建筑内、外围护结构上采取措施，减少建筑物室内热量向室外散发的措施，对创造适宜的室内热环境和节约能源有重要作用。

现有技术中的隔热保温涂料的热量传导大，隔热保温抑制率低，保温效果不好。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明公开了一种气凝胶绝热保温涂料及其制备方法，隔热保温，节能环保，工艺简单。

本发明的目的是这样实现的：

一种气凝胶绝热保温涂料，包括按重量份数比的：

成膜剂100-110份，填料40-100份，阻燃纤维2-8份，所述填料包括二氧化硅气凝胶胶浆20-40份，纳米空心硅微球5-10份，助剂包括粘结剂3-6份、渗透剂1-4份、增稠剂0.5-5份、活性剂0.1-0.4份和消泡剂2-3份。

所述二氧化硅气凝胶胶浆中二氧化硅气凝胶含量为20%-30%。

所述填料包括多孔粉石英20-40份，多孔粉石英表面为纳米级的介孔，并且含有羟基-硅醇，利用提高涂料的附着力和粘结性，通过偶联剂表面处理，增加涂料的物理学性能，提高了涂料的拉伸强度。

所述成膜剂为弹性丙烯酸乳液。

所述纳米空心硅微球为80-100目。

所述阻燃纤维为玻璃纤维、岩棉纤维和丙纶纤维中的一种以上。

所述二氧化硅气凝胶胶浆由按重量份数比的二氧化硅气凝胶粉20-30份、去离子水70-80份、润湿剂2-4份和分散剂1-3份制成。

基于一种气凝胶绝热保温涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、制备二氧化硅气凝胶胶浆；

步骤二、将阻燃纤维、填料、渗透剂和助剂加入密闭容器内，加入适量水进行打浆；

步骤三、将步骤一所制的二氧化硅气凝胶胶浆与增稠剂、消泡剂和成膜剂混合搅拌；

步骤四、将步骤二和步骤三中的混合物混合打浆。

步骤一所述二氧化硅气凝胶胶浆的制作方法包括：

将润湿剂与去离子水放入容器中搅拌；将二氧化硅气凝胶粉与去离子水混合，搅拌均匀，将两种混合物混合，先低速搅拌，再高速搅拌。

步骤二具体为：阻燃纤维、渗透剂和水混合，进行高速打浆形成浆液A，打浆速度为1350r/min，打浆时间为11min；将活性剂、增稠剂、加入浆液A中，以1350r/min的速度打浆，打浆时间为8min。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果，本发明的涂料在建筑墙体表面形成由封闭微珠连接在一起的三维网络空心结构，这样的气凝胶纤细的纳米多孔网络结构和纳米空心硅微球形成了一个叠夹的静态空气组，涂层导热系数小于0.015W/m.K，可以有效阻止热量传导，涂层的绝热等级达到R-30.1，热反射率为93%以上，隔热保温抑制效率可达95%左右，可以保持房间内85%以上的热量不流失。将其刷在建筑墙体上，能有效防寒防冷，冷气屏蔽率高，涂刷3毫米以上，隔热保温率达到97%，冬天可以提高室内温度8℃以上；重量轻，涂料易于涂抹，粘接力好、易刮干、干缩数值极低，施工后干燥层不开裂，遇火不燃、具有良好的阻燃性能，成本低，利用二氧化硅气凝胶胶浆为原料，无需研磨步骤，制备工艺简单、适于推广。

具体实施方式

下面对本发明具体实施方式作进一步详细描述。

实施例一、本实施例的一种气凝胶绝热保温涂料的配方包括包括按重量份数比的：成膜剂100份，玻璃纤维3份、岩棉纤维2份，二氧化硅气凝胶胶浆20份，纳米空心硅微球5份，多孔粉石英20份、助剂包括粘结剂3份、渗透剂2份、增稠剂1份、活性剂0.1份和消泡剂2份，所述二氧化硅气凝胶胶浆中二氧化硅气凝胶含量为20%。

一种气凝胶绝热保温涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按重量份数比的润湿剂2份与去离子水20份放入容器中搅拌；将二氧化硅气凝胶粉20份与去离子水50份混合，搅拌均匀，将两种混合物混合，先550r/min的速度搅拌5分钟，再用1100r/min的速度搅拌5分钟，制备二氧化硅气凝胶胶浆；

步骤二、将岩棉纤维、玻璃纤维、渗透剂和水混合，进行高速打浆形成浆液A，打浆速度为1350r/min，打浆时间为13min；将活性剂、增稠剂、加入浆液A中，以1350r/min的速度打浆，打浆时间为6min。

步骤三、将步骤一所制的二氧化硅气凝胶胶浆与增稠剂、消泡剂和成膜剂混合搅拌；

步骤四、将步骤二和步骤三中的混合物混合打浆。

实施例二：本实施例的一种气凝胶绝热保温涂料，包括包括按重量份数比的：成膜剂100份，玻璃纤维3份、丙纶纤维2份，二氧化硅气凝胶胶浆26份，纳米空心硅微球6份，多孔粉石英28份、粘结剂3份、渗透剂2份、增稠剂1份、活性剂0.1份和消泡剂2份，所述二氧化硅气凝胶胶浆中二氧化硅气凝胶含量为20%，所述二氧化硅气凝胶胶浆中二氧化硅气凝胶含量为22%。

一种气凝胶绝热保温涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按重量份数比的润湿剂2份与去离子水15份放入容器中搅拌；将二氧化硅气凝胶粉22份与去离子水60份混合，搅拌均匀，将两种混合物混合，先550r/min的速度搅拌6分钟，再用1100r/min的速度搅拌6分钟，制备二氧化硅气凝胶胶浆；

步骤二、将岩棉纤维、玻璃纤维、渗透剂和水混合，进行高速打浆形成浆液A，打浆速度为1350r/min，打浆时间为15min；将活性剂、增稠剂、加入浆液A中，以1350r/min的速度打浆，打浆时间为6min。

步骤三、将步骤一所制的二氧化硅气凝胶胶浆与增稠剂、消泡剂和成膜剂混合搅拌；

步骤四、将步骤二和步骤三中的混合物混合打浆。

实施例三：本实施例的一种气凝胶绝热保温涂料，包括包括按重量份数比的：成膜剂100份，岩棉纤维3份、丙纶纤维3，二氧化硅气凝胶胶浆28份，纳米空心硅微球7份，多孔石英粉37份、粘结剂3份、渗透剂3份、增稠剂3份、活性剂0.3份和消泡剂2份，所述二氧化硅气凝胶胶浆中二氧化硅气凝胶含量为28%。

一种气凝胶绝热保温涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按重量份数比的润湿剂2份与去离子水15份放入容器中搅拌；将二氧化硅气凝胶粉2:8份与去离子水60份混合，搅拌均匀，将两种混合物混合，先550r/min的速度搅拌6分钟，再用1100r/min的速度搅拌7分钟，制备二氧化硅气凝胶胶浆；

步骤二、将岩棉纤维、玻璃纤维、渗透剂和水混合，进行高速打浆形成浆液A，打浆速度为1350r/min，打浆时间为15min；将活性剂、增稠剂、加入浆液A中，以1350r/min的速度打浆，打浆时间为6min。

步骤三、将步骤一所制的二氧化硅气凝胶胶浆与增稠剂、消泡剂和成膜剂混合搅拌；

步骤四、将步骤二和步骤三中的混合物混合打浆。

实施例四：本实施例的一种气凝胶绝热保温涂料，包括包括按重量份数比的：成膜剂100份，岩棉纤维7份，二氧化硅气凝胶胶浆30份，纳米空心硅微球10份，多孔石英粉40份、粘结剂3份、渗透剂2份、增稠剂2份、活性剂0.3份和消泡剂3份，所述二氧化硅气凝胶胶浆中二氧化硅气凝胶含量为30%。

一种气凝胶绝热保温涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按重量份数比的润湿剂3份与去离子水15份放入容器中搅拌；将二氧化硅气凝胶粉30份与去离子水70份混合，搅拌均匀，将两种混合物混合，先550r/min的速度搅拌7分钟，再用1100r/min的速度搅拌7分钟，制备二氧化硅气凝胶胶浆；

步骤二、将岩棉纤维、玻璃纤维、渗透剂和水混合，进行高速打浆形成浆液A，打浆速度为1350r/min，打浆时间为15min；将活性剂、增稠剂、加入浆液A中，以1350r/min的速度打浆，打浆时间为6min。

实施例五：本实施例的一种气凝胶绝热保温涂料，包括包括按重量份数比的：成膜剂100份，玻璃纤维5份，二氧化硅气凝胶胶浆10份，纳米空心硅微球3份，粘结剂6份、渗透剂2份、增稠剂2份、活性剂0.3份和消泡剂3份，所述二氧化硅气凝胶胶浆中二氧化硅气凝胶含量为20%。

一种气凝胶绝热保温涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按重量份数比的润湿剂4份与去离子水20份放入容器中搅拌；将二氧化硅气凝胶粉20份与去离子水60份混合，搅拌均匀，将两种混合物混合，先550r/min的速度搅拌4分钟，再用1100r/min的速度搅拌3分钟，制备二氧化硅气凝胶胶浆；

步骤二、将岩棉纤维、玻璃纤维、渗透剂和水混合，进行高速打浆形成浆液A，打浆速度为1350r/min，打浆时间为10min；将活性剂、增稠剂、加入浆液A中，以1350r/min的速度打浆，打浆时间为3min。

实施例六：本实施例的一种气凝胶绝热保温涂料，包括包括按重量份数比的：成膜剂100份，岩棉纤维7份，二氧化硅气凝胶胶浆40份，纳米空心硅微球12份，多孔石英粉60份、粘结剂3份、渗透剂2份、增稠剂2份、活性剂0.3份和消泡剂3份，所述二氧化硅气凝胶胶浆中二氧化硅气凝胶含量为20%。

一种气凝胶绝热保温涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按重量份数比的润湿剂4份与去离子水20份放入容器中搅拌；将二氧化硅气凝胶粉20份与去离子水60份混合，搅拌均匀，将两种混合物混合，先550r/min的速度搅拌4分钟，再用1100r/min的速度搅拌3分钟，制备二氧化硅气凝胶胶浆；

步骤二、将岩棉纤维、玻璃纤维、渗透剂和水混合，进行高速打浆形成浆液A，打浆速度为1350r/min，打浆时间为10min；将活性剂、增稠剂、加入浆液A中，以1350r/min的速度打浆，打浆时间为3min。

将上述实施例制备的保温涂料的性能进行对比，涂膜为2mm下，具体隔热性能如下表所示：

由上表可见，本发明在导热系数、隔热保温率和热反射率方面具有良好的性能表现，外形平滑、耐用、环保。