一种隔热岩片的制作方法

本发明属于岩片，更具体地涉及一种隔热岩片，其用于装饰涂料领域。

背景技术：

1、岩片是组成混杂岩的重要组成部分，构造拼合边界所围限的与基质及相邻岩片在岩性、岩相、变形、变质特点及时代有明显差异的岩块（片）。岩片有天然岩片和复合岩片之分，复合岩片为水性环保材料，主要用于真石漆中，经与真石漆混合后经过喷涂与抹涂等方法制作出仿花岗岩花纹的涂层，使被涂物呈现不是石材胜似石材的效果，节约了天然石材的消耗量，也能为房屋的建造或装修减少投资成本。复合岩片主要由无机材料、高分子聚合物、非离子助剂、介面活性剂组成，颜色和形状大小完全仿天然花岗岩石材内彩色颗粒颜色及大小。

2、复合岩片分为湿岩片和干岩片两种，湿岩片为不规则片与保存液状混合物，干岩片为不规则分散片状（无保存液）。

3、常规的岩片是由水性树脂（丙烯酸树脂或者水性聚氨酯）配合粉体和助剂，调配浆料再干燥制成干片。由于丙烯酸树脂自身热粘冷脆和易吸水且不耐溶剂的特点，导致储存和使用施工过程中，会导致岩片有碎掉糊掉掉色退色的风险，影响施工影响美观。而水性聚氨酯原料制备的岩片，耐水性和耐热性较差，也需要进行改进。且为了作出隔热效果的岩片，其隔热特性也需要加强。

4、综上所述，如何设计一种综合性能好且隔热效果好的岩片，是目前急需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于为了解决上述技术问题，而提供一种隔热岩片，其通过使用改性水性聚氨酯乳液改进了岩片的综合性能，使用空心粒子提高了岩片的隔热效果，且还通过加入增强纤维提高了岩片的机械性能。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

3、一种隔热岩片，按照质量份数计包括以下制备原料：改性水性聚氨酯乳液25～40份、填料25～40份、钛白粉7～12份、冷颜料0.1～2份、纤维素0.04～0.1份、分散剂0.3～0.6份、醇酯十二0.3～1份以及水6～10份。

4、所述填料选自重钙、轻钙、高岭土、滑石粉、沉淀硫酸钡、云母粉以及石英粉中的一种或者几种。

5、所述钛白粉为反射隔热钛白粉。

6、所述冷颜料为冷色浆，为涂料领域调色常用的反射冷色颜料（购买于美国福禄公司以及科莱恩公司等），具体根据客户对岩片颜色的要求进行选择，从冷红、冷黄、冷兰、冷黑四种颜色搭配调制出所需颜色。

7、所述纤维素为羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素以及甲基纤维素中的一种或者几种。

8、所述分散剂为疏水型铵盐分散剂。

9、所述隔热岩片的制备工艺为：将所有原料混合均匀调成浆状，并根据客户对岩片颜色的要求调色，得到的浆料通过流延法或压延法制成膜（可选50～250µm），再破碎成1～5mm规格，即得所述隔热岩片。

10、所述改性水性聚氨酯乳液的的制备方法包括以下步骤：

11、（1）将四乙基环四硅氧烷与10-十一烯-1-醇，在70～80℃、铂催化剂的条件下进行硅氢加成反应，得加成产物；其中铂催化剂选用选用氯铂酸催化剂，其用量（以pt计）为反应原料总质量的6～20ppm；

12、（2）将异佛尔酮二异氰酸酯、端羟基硅油加入反应容器中，在76～85℃搅拌反应50～80min，然后继续加入干燥后的聚己二酸新戊二醇酯以及步骤（1）得到的加成产物，继续搅拌反应40～60min，接着继续加入二羟基甲基丙酸（用3倍量的二甲基甲酰胺溶解的），继续搅拌反应至-nco含量不变，得聚氨酯预聚体；

13、（3）降温至30～40℃，往预聚体中加入丙酮稀释，然后降至20℃以下加入乙二胺中和反应30～40 min；

14、（4）在搅拌（1000～2000r/min）条件下加入（1～2倍量）去离子水乳化1～2h，得分散液，然后蒸发丙酮，即得改性水性聚氨酯乳液，其固含量为40～44%。

15、进一步地，所述异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸新戊二醇酯、二羟基甲基丙酸、四乙基环四硅氧烷的摩尔比为1：（0.5～0.6）：（0.1～0.3）：（0.04～0.06）。

16、进一步地，步骤（1）中，四乙基环四硅氧烷与10-十一烯-1-醇的摩尔比为1：（1.2～4.2），步骤（2）中，端羟基硅油与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为（0.05～0.1）：1，步骤（3）中，丙酮的加入量为聚氨酯预聚体质量的2～3倍，乙二胺与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为（0.1～0.2）：1。

17、本发明还提供了一种用于所述隔热岩片中的空心粒子，所述空心粒子由纳米氢氧化铝的表面依次包覆聚苯乙烯聚合物后再将纳米氢氧化铝酸溶去除，然后再包覆聚乙烯蜡后制得，所述空心粒子添加量为4～7份。

18、进一步地，所述空心粒子的制备方法包括以下步骤：

19、s1、将纳米分子筛在阴离子表面活性剂、引发剂、无水乙醇混合液体中浸渍1～2h，然后蒸发溶剂，得负载型分子筛；

20、s2、将纳米氢氧化铝与乙醇溶液（60～80%体积浓度）混合配制成固含量为10%的纳米氢氧化铝悬浮液，然后通入氮气并开启搅拌，首先加入苯乙烯单体，然后加入负载型分子筛，搅拌反应3～5h，待反应液冷却后抽滤，即得聚合物粒子；

21、s3、往聚合物粒子中加入8～20倍量的盐酸，搅拌分散1～3h，然后过滤，用清水洗涤，抽滤，得空心聚合物粒子，往空心聚合物粒子表面喷洒熔融的聚乙烯蜡，即得所述空心粒子。

22、进一步地，步骤s1中，所述纳米分子筛、阴离子表面活性剂、引发剂、无水乙醇的质量比为1：（0.02～0.04）：（0.08～0.14）：（2～4），所述阴离子表面活性剂为羧酸盐或者磺酸盐表面活性剂，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰或者过氧化月桂酰。

23、进一步地，所述步骤s2中，纳米氢氧化铝、苯乙烯单体、负载型分子筛的质量比为1：（1～5）：（0.15～0.25）；

24、步骤s3中，所述盐酸的浓度为36%，聚乙烯蜡的喷入量为空心聚合物粒子质量的3～8%。

25、本发明还提供了一种用于所述隔热岩片中的增强纤维，所述增强纤维由无机纤维表面包覆热塑性弹性体制成，所述无机纤维为玻璃纤维或者陶瓷纤维，所述热塑性弹性体为烯烃类热塑性弹性体或者聚氨酯类热塑性弹性体，所述增强纤维添加量为3～6份增强纤维。

26、进一步地，所述增强纤维的制备方法为：将黏土、甘油、偶联剂、水混合均匀制成浆料，然后喷涂于无机纤维表面，蒸发水分后再喷涂熔融的热塑性弹性体，冷却后即得所述增强纤维。

27、进一步地，所述黏土、甘油、偶联剂、水的质量比为1：（0.3～0.6）：（0.1～0.3）：（5～10），浆料的喷涂量为无机纤维质量的2～8%，熔融的热塑性弹性体的喷涂量为无机纤维质量的10～30%。

28、本发明的有益效果在于：

29、（1）本发明将水性聚氨酯进行有机硅改性，且在链段上分别引入环硅氧烷和线型端羟基硅油，能够充分发挥有机硅对水性聚氨酯的改性效果，可以综合提高水性聚氨酯的耐水性、耐热性和耐候性。

30、 （2）本发明引入的线型端羟基硅油，首先与异佛尔酮二异氰酸酯反应，能够提高柔韧性，然后再引入长链烃基连接的环硅氧烷，其通过相分离可以富集在涂膜表面，既能够促进有机硅对水性聚氨酯的改性效果（尤其是耐水性），而且还能提高软段的稳定性。

31、 （3）为了提高岩片的隔热效果，本发明还加入空心粒子，该空心粒子由纳米氢氧化铝的表面依次包覆聚苯乙烯聚合物后再将纳米氢氧化铝酸溶去除，然后再包覆聚乙烯蜡后制得，由于聚合物聚苯乙烯较低的导热系数以及空心设计，显著提高了岩片的隔热效果。

32、 （4）本发明选取纳米氢氧化铝作为模板，在其表面合成聚合物苯乙烯，将引发剂和阴离子表面活性剂负载在分子筛中，得到的负载型分子筛能够与带正电荷的纳米氢氧化铝吸附，促进了聚合物在纳米氢氧化铝表面的聚合；同时，分子筛的加入也能为聚合物层提供孔隙，为后续氢氧化铝的酸溶提供通道。

33、 （5）本发明还在空心聚合物粒子表面喷洒聚乙烯石蜡，是为了增强空心粒子的防水性和稳定性。

34、 （6）由于本发明的水性聚氨酯进行有机硅改性后，其机械性能受到影响，而空心粒子的加入也进一步降低了岩片的机械性能，因此本发明还加入了增强纤维，本发明的增强纤维由无机纤维表面包覆热塑性弹性体制成，能够兼顾无机材料和有机材料的优点，提高岩片的机械性能，且表面的弹性体也能提高岩片的柔韧性。

35、 （7）本发明在制备增强纤维时，喷涂熔融弹性体时，还在无机纤维表面喷涂一层含黏土的浆料，能够促进无机纤维与弹性体之间的结合性，也提供了缓冲空间。