一种建筑用水性保温涂料及其应用的制作方法

1.本发明涉及c09d175/04，具体涉及一种建筑用水性保温涂料及其应用。


背景技术：

2.随着各国对环保和日益重视，水性涂料以无毒、无污染等优点进入人们的视线，水性涂料是以水为稀释剂的涂料，水性涂料的种类众多，其中水性聚氨酯涂料是最常用的水性涂料之一。水性聚氨酯涂料将聚氨酯附着力强，耐腐蚀、耐溶剂等优点与水性涂料低voc含量相结合，在建筑领域发挥着日益重要的作用。
3.专利cn201510029155.2高粘结性水性聚氨酯防腐防水涂料及其制备方法以聚氨酯乳液、吡啶类离子液体、竹木粉、纳米金属粉等物质为原料制备得到的涂料具有附着力高、耐水、耐酸碱性好等优点，但隔热保温性能一般。
4.专利cn201910802314.6一种节能建筑用长效型隔热降温涂料及制备方法通过高反射红外阻隔纳米粉体、丙烯酸改性有机硅树脂、水性聚氨酯树脂等物质为原料制备得到涂料具有隔热性能好等优点，但附着力和抗冲击力差。
5.本发明提供一种建筑用水性保温涂料及其应用兼具附着力高和隔热保温性能好的优点，同时制备得到涂料机械性能优异，更适用于建筑领域应用。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种建筑用水性保温涂料，按重量份计，制备原料包括：树脂材料100份、固体填充物3-5份、助剂8-12份。
7.优选的，所述树脂材料平均粒径为20-80nm。
8.优选的，所述树脂材料在23℃时的粘度＜100mpa
·
s。
9.优选的，所述树脂材料包括环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、有机硅树脂的至少一种。
10.进一步优选的，所述树脂材料包括聚氨酯树脂。
11.优选的，所述聚氨酯树脂包括芳香族聚氨酯树脂和/或脂肪族聚氨酯树脂。
12.进一步优选的，所述聚氨酯树脂为脂肪族聚氨酯树脂。
13.优选的，所述脂肪族聚氨酯树脂包括聚酯型-脂肪族聚氨酯树脂、聚碳型-脂肪族聚氨酯树脂、聚醚型-脂肪族聚氨酯树脂、有机硅脂肪族聚氨酯树脂的至少一种。
14.进一步优选的，所述脂肪族聚氨酯树脂包括聚碳型-脂肪族聚氨酯树脂。
15.优选的，所述固体填充物包括二氧化硅、二氧化钛、银离子色浆、纳米金刚玉的至少两种。
16.进一步优选的，所述固体填充物包括银离子色浆和纳米金刚玉。
17.进一步优选的，所述银离子色浆和纳米金刚玉的重量比为3：(0.5-2)。
18.优选的，所述银离子色浆的制备原料包括水性色浆和银离子溶液。
19.优选的，所述水性色浆和银离子溶液的质量比为10：(0.8-1.5)。
20.优选的，所述水性色浆的含色量为60-80wt％，固含量为65-75wt％。
21.优选的，所述银离子溶液中银含量为1500-2500mg/l。
22.优选的，所述纳米金刚玉的平均粒径为30-80nm。
23.优选的，所述纳米金刚玉的平均比表面积为50-60m2/g。
24.优选的，所述纳米金刚玉为α和/或γ相。
25.进一步优选的，所述纳米金刚玉为α相。
26.优选的，所述助剂包括流平剂、消泡剂、增稠剂、分散剂、成膜剂的至少一种。
27.优选的，所述流平剂为聚醚改性硅油。
28.优选的，所述消泡剂在25℃时的粘度为1000-3000mpa
·
s。
29.优选的，所述消泡剂的固含量为23-27wt％。
30.优选的，所述消泡剂包括非离子型聚醚改性有机硅。
31.优选的，所述增稠剂在25℃时的粘度为5000-8000mpa
·
s。
32.优选的，所述增稠剂的固含量为35-45wt％。
33.优选的，所述增稠剂包括纤维素类增稠剂、聚氨酯类增稠剂、聚丙烯酸酯类增稠剂、无机增稠剂的至少一种。
34.进一步优选的，所述增稠剂包括缔合型聚氨酯增稠剂。
35.优选的，所述分散剂为聚醚磷酸酯。
36.优选的，所述成膜剂包括醇类成膜剂、醇酯类成膜剂、醇醚类成膜剂、醇醚酯类成膜剂的至少一种。
37.进一步优选的，所述成膜剂包括醇醚类成膜剂。
38.优选的，所述醇醚类成膜剂包括乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丙醚、二缩三丙二醇单丁醚、丙二醇苯醚的至少一种。
39.进一步优选的，所述成膜剂包括乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚、二缩三丙二醇单丁醚。所述乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚、二缩三丙二醇单丁醚的质量比为(0.3-0.7)：(0.3-0.7)：(3.5-4)。
40.优选的，一种建筑用水性保温涂料的制备方法，包括以下步骤：按质量称取各原料，将各原料加入搅拌设备中，以300-800r/min的速度搅拌3-7h即得。
41.本发明的第二个方面提供了一种建筑用水性保温涂料的应用，所述建筑用水性保温涂料可以应用于建筑外墙、建筑内墙，还可以作为工业设备的外层涂料。
42.有益效果：
43.1)本发明提供了一种建筑用水性保温涂料及其制备方法，通过限制体系内各物质的含量和具体种类制备得到的涂料，具有优异的隔热保温性能和附着力，而且耐冲击性能好，适合应用于建筑外墙、建筑内墙，还可以作为工业设备的外层涂料。
44.2)现有的保温隔热材料普遍存在涂层厚，保温隔热效果一般等问题，本发明通过采用银离子色浆和纳米金刚玉复配作为固体填充物，与聚碳型-脂肪族阴离子聚氨酯树脂结合，促进体系内部导电网络的形成，有利于热量的快速传导，提高保温隔热能力，尤其是当重量比为3：(0.5-2)时效果最好，避免涂膜固化过程中出现较多的空洞，表观效果差的同时降低材料的抗冲击性能。
45.3)本发明进一步限定了纳米金刚的平均粒径为30-80nm，比表面积为50-60m2/g，α
相，控制粒子间的作用力，形成更好、更均匀的导热通路，表面致密性提高，附着力增强，同时有效促进应力的传递，提高涂膜的抗冲击能力，避免粒径过大，涂层表面粗糙，附着力和抗冲击性能降低。
46.4)聚碳型-脂肪族阴离子聚氨酯树脂具有较好的抗冲击性能和耐溶剂性能，但成膜性能较差，本发明通过采用乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚、二缩三丙二醇醚复配作为成膜剂，促进聚碳型-脂肪族阴离子聚氨酯树脂交联叠加，融合更为坚硬、连续致密的涂膜，有效促进水性保温涂料在室温下固化成膜，尤其是当乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚、二缩三丙二醇醚的质量比为(0.3-0.7)：(0.3-0.7)：(3.5-4)时，提高抗水解能力，避免挥发速率太快，造成涂膜缺陷，降低附着力和抗冲击性能。
47.5)本发明通过聚碳型-脂肪族阴离子聚氨酯树脂、银离子色浆、纳米金刚玉以及聚醚磷酸酯的相互配合制备得到建筑用水性保温涂料具有能够在室温下固化，形成的涂层光滑致密，耐化学稳定和贮存稳定性高。
具体实施方式
48.实施例
49.实施例1
50.一种建筑用水性保温涂料，按重量份计，制备原料包括：树脂材料100份、固体填充物4份、助剂10份。
51.所述树脂材料平均粒径为20-80nm。所述树脂材料在23℃时的粘度＜100mpa
·
s。所述树脂材料聚碳型-脂肪族阴离子聚氨酯树脂，购自上海源禾化工有限公司，型号：bayhydrol xp 2606。
52.所述的固体填充物包括银离子色浆和纳米金刚玉。所述的银离子色浆和纳米金刚玉的重量比为3：1。
53.所述银离子色浆的制备原料包括水性色浆和银离子溶液。所述水性色浆和银离子溶液的质量比为10：1。所述水性色浆的含色量为70wt％，固含量为72wt％。所述水性色浆购自浙江互益科技股份有限公司，型号：hy-8811。所述银离子溶液中银含量为2000mg/l。购自广州市科瑨材料科技有限公司，型号：cls2000。
54.所述银离子色浆的制备方法，包括以下步骤：将水性色浆和银离子溶液搅拌混合均匀即得。
55.所述纳米金刚玉的平均粒径为50nm。所述纳米金刚玉的平均比表面积为58m2/g。所述金刚玉为α相。所述纳米金刚玉购自上海超威纳米科技有限公司，型号：cw-al2o3-002。
56.所述的助剂包括流平剂、消泡剂、增稠剂、分散剂、成膜剂。
57.所述流平剂为聚醚改性硅油，购自佛山市千佑化工有限公司，型号：akn-1050。
58.所述消泡剂在25℃时的粘度为1000-3000mpa
·
s，固含量为25
±
1wt％。所述消泡剂为非离子型聚醚改性有机硅，购自佛山市南海大田化学有限公司，型号：dt9825。
59.所述增稠剂在25℃时的粘度为5000-8000mpa
·
s，固含量为40wt％。所述增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂，购自东莞市睿宁化工有限公司，型号：rn552pu增稠剂。
60.所述分散剂为聚醚磷酸酯，购自广州市斯涂源化工有限公司，型号：帝斯巴隆aq-330。
61.所述成膜剂包括乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚、二缩三丙二醇醚。所述乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚、二缩三丙二醇单丁醚的质量比为0.5：0.5：3.7。
62.一种建筑用水性保温涂料的制备方法，包括以下步骤：按质量称取各原料，将各原料加入搅拌设备中，以500r/min的速度搅拌5h即得。
63.实施例2
64.一种建筑用水性保温涂料，具体实施方式同实施例1，不同之处在于所述成膜剂包括乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚、二缩三丙二醇单丁醚。所述乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚、二缩三丙二醇单丁醚的质量比为0.7：0.7：4。
65.实施例3
66.一种建筑用水性保温涂料，具体实施方式同实施例1，不同之处在于所述制备原料包括：树脂材料100份、固体填充物3份、助剂8份。
67.对比例1
68.一种建筑用水性保温涂料，具体实施方式同实施例1，不同之处在于所述纳米金刚玉的平均粒径为200nm。所述纳米金刚玉的平均比表面积为15m2/g。所述金刚玉为α相。所述纳米金刚玉购自上海超威纳米科技有限公司，型号：cw-al2o3-003。
69.对比例2
70.一种建筑用水性保温涂料，具体实施方式同实施例1，不同之处在于所述的银离子色浆和纳米金刚玉的重量比为3：3.5。
71.性能测试
72.1.导热系数：按照gb/t 10297-1998进行测试；
73.2.附着力：按照gb/t 9286-1998进行测试；
74.3.抗冲击性能：按照gb/t 1732-1993进行测试。
75.表1性能测试结果
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