一种气凝胶涂料及制备方法与流程

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种气凝胶涂料及制备方法。

背景技术：

涂料为涂覆在物体外表面，与被涂物体紧密的连接在一起。目前，国内装潢后会产生有毒气体的涂料在慢慢被淘汰。我国房屋涂料大量或普遍使用的是水基型、乳胶型等中高档环保型内墙建筑涂料，这些涂料具有成膜性好、涂膜具有良好的耐水性、耐候性和抗污性，且环境影响小等优点，但这些涂料尚存在一些不足，如生产工艺复杂，价格昂贵，不能满足巨大的市场需求；生产中添加的某些助剂仍会释放有毒气体，对环境污染虽然较小，但仍会产生一定的甲醛、挥发性有机物等有害物质，环保性能较差，给消费者带来诸多不便。因此，急需寻找一种工艺简单、廉价、无毒、环保的对人类健康不产生负面影响的环境友好型气凝胶涂料及制备方法。

技术实现要素：

为了改进现有技术的不足，本发明提供了气凝胶涂料，本发明还提供了上述气凝胶涂料得制备方法。该气凝胶涂料具有极低的成本，无毒，可以耐高温，密度轻,解决了传统涂料价格昂贵，添加甲苯，二甲苯等有毒物质，密度大，耐温性差的缺点。而且，氧化硅气凝胶的制备采用常压干燥方法制备，涂料制备工艺只是搅拌混合，工艺简单。本发明的目的在于提供气凝胶涂料，简化生产工艺，以降低生产成本，实现涂料的环境友好型。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：一种气凝胶涂料，其特征在于其原料组分及各组分的重量份分别为：10～20份水溶液、15～30份硅烷偶联剂、10～20份二甲基硅油、40～60份氧化硅气凝胶、10～20份稳定剂、5～10份三氧化二铝、5～10份二氧化钛、碳酸钙10～20份、10～20份有机结合剂、5～10份分散剂。

优选所述的硅烷偶联剂为为3-氨基丙基三乙氧基硅烷或十二烷基三乙氧基硅烷；所述稳定剂为硬脂酸钙或硬酯酸钠；所述有机结合剂为聚氨酯乳剂、丙烯酸乳剂或环氧树脂；所述分散剂为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠或磷酸二氢铝。

本发明还提供了上述的气凝胶涂料的制备法，其具体步骤如下：

(1)取10～35份质量浓度为10％～25％的水玻璃，1～6份水溶液，再加入1～6份酸于搅拌器中进行搅拌，搅拌速度为200～400r/min，搅拌时间10～50min；再将湿凝胶进行常压干燥，最后研磨得到氧化硅气凝胶；

(2)按配比准备原料，先将水、硅烷偶联剂、二甲基硅油依次加到搅拌器中搅拌，搅拌速度为250～350r/min，搅拌时间10～25min；

(3)依次加入氧化硅气凝胶、稳定剂、三氧化二铝、二氧化钛，提高转速400～500r/min，搅拌时间15～30min；

(4)最后依次加入碳酸钙、有机结合剂、分散剂，转速改为500～1000r/min，搅拌时间20～40min即得到气凝胶涂料。

优选步骤(1)中所述得酸为冰醋酸、盐酸或硫酸。优选步骤(1)中研磨成颗粒尺寸大小为10～60nm。

本发明制得得涂料为白色不透明乳液；经干燥后所制备的样品为白色固体，无味，密度为0.153～0.214g/cm³,孔隙率90.8％～94.8％，比表面积254～341m²/g，导热率达到0.0314～0.3791w/(m·k)，纳米孔分布在3～100nm。

有益效果：

本发明所提供的气凝胶涂料及制备方法，制备工艺简单，其中原料价格低廉，质量轻。所制备的气凝胶涂料无毒，不产生有害气体甲醛和挥发性有机物，而且涂料外表面光滑，耐温性能好，有光泽度。

附图说明

图1为实例1制得的气凝胶涂料的实物图。

图2为实例1制得的气凝胶涂料干燥后所测热导率图。

图3为实例1制得的涂料干燥后样品的实物图。

具体实施方式

实例1

原料：所述水溶液10份，15份3-氨基丙基三乙氧基硅烷，10份二甲基硅油，40份氧化硅气凝胶，10份硬脂酸钙，5份三氧化二铝，5份二氧化钛，10份碳酸钙，10份聚氨酯乳剂，5份六偏磷酸钠。

本发明所述的气凝胶涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备氧化硅气凝胶：取10份质量浓度为10％的水玻璃，1份水溶液，再加入1份冰醋酸于搅拌器中进行搅拌，搅拌速度为200r/min，搅拌时间50min。再将湿凝胶进行常压干燥，最后研磨成颗粒尺寸大小为10nm；

(2)按配比准备原料，将水、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、二甲基硅油依次加到搅拌器中搅拌，搅拌速度为250r/min，搅拌时间25min；

(3)依次加入氧化硅气凝胶、硬酯酸钙、三氧化二铝、二氧化钛，提高转速400r/min，搅拌时间30min；

(4)最后依次加入碳酸钙、聚氨酯乳剂、六偏磷酸钠，转速改为500r/min，搅拌时间40min即可得到气凝胶涂料。该涂料为白色不透明乳液，经干燥后所制备的样品为白色固体，无味，密度为0.153g/cm³,孔隙率94.8％，比表面积299m²/g，导热率达到0.03166w/(m·k)，纳米孔分布在3～100nm。

参见附图，图1为实例1制得的气凝胶涂料的实物照片，所制备的样品为白色不透明乳液。

参见附图，图2为实例1制得的气凝胶涂料干燥后，所测热导率的图片。通过导热系数测试仪，测得数据为0.03166w/(m·k)。

参见附图，图3为实例1制得的气凝胶涂料干燥后，样品的实物照片，图片中可以看出外表面光滑，有光泽度。

实例2

原料：所述水溶液13份，16份十二烷基三乙氧基硅烷，13份二甲基硅油，49份氧化硅气凝胶，12份硬酯酸钠，7份三氧化二铝，7份二氧化钛，12份碳酸钙，13份丙烯酸乳剂，6份三聚磷酸钠。

本发明所述的气凝胶涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备氧化硅气凝胶：取15份质量浓度为14％的水玻璃，2份水溶液，再加入2份盐酸于搅拌器中进行搅拌，搅拌速度为230r/min，搅拌时间30min。再将湿凝胶进行常压干燥，最后研磨成颗粒尺寸大小为20nm；

(2)按配比准备原料，将水、十二烷基三乙氧基硅烷、二甲基硅油依次加到搅拌器中搅拌，搅拌速度为270r/min，搅拌时间20min；

(3)依次加入氧化硅气凝胶、硬酯酸钠、三氧化二铝、二氧化钛，提高转速410r/min，搅拌时间25min；

(4)最后依次加入碳酸钙、环氧树脂、磷酸二氢铝，转速改为600r/min，搅拌时间35min即可得到即可得到气凝胶涂料。该涂料为白色不透明乳液，经干燥后所制备的样品为白色固体，无味，密度为0.175g/cm³,孔隙率94.3％，比表面积341m²/g，导热率达到0.03431w/(m·k)，纳米孔分布在5～80nm。

实例3

原料：所述水溶液14份，18份3-氨基丙基三乙氧基硅烷，17份二甲基硅油，50份氧化硅气凝胶，14份硬酯酸钙，7份三氧化二铝，7份二氧化钛，14份碳酸钙，15份环氧树脂，8份三聚磷酸钠。

本发明所述的气凝胶涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备氧化硅气凝胶：取20份质量浓度为15％的水玻璃，3份水溶液，再加入3份硫酸中的于搅拌器中进行搅拌，搅拌速度为250r/min，搅拌时间20min。再将湿凝胶进行常压干燥，最后研磨成颗粒尺寸大小为30nm；

(2)按配比准备原料，将水、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、二甲基硅油依次加到搅拌器中搅拌，搅拌速度为280r/min，搅拌时间15min；

(3)依次加入氧化硅气凝胶、硬酯酸钙、三氧化二铝、二氧化钛，提高转速430r/min，搅拌时间20min；

(4)最后依次加入碳酸钙、环氧树脂、三聚磷酸钠，转速改为700r/min，搅拌时间30min即可得到即可得到气凝胶涂料。该涂料为白色不透明乳液，经干燥后所制备的样品为白色固体，无味，密度为0.188g/cm³,孔隙率93.8％，比表面积287m²/g，导热率达到0.03452w/(m·k)，纳米孔分布在3～100nm。

实例4

原料：所述水溶液15份，19份十二烷基三乙氧基硅烷，18份二甲基硅油，55份氧化硅气凝胶，17份硬酯酸钠，8份三氧化二铝，8份二氧化钛，16份碳酸钙，17份环氧树脂，8.5份磷酸二氢铝。

本发明所述的气凝胶涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备氧化硅气凝胶：取25份质量浓度为18％的水玻璃，4份水溶液，再加入4份盐酸于搅拌器中进行搅拌，搅拌速度为300r/min，搅拌时间40min。再将湿凝胶进行常压干燥，最后研磨成颗粒尺寸大小为40nm；

(2)按配比准备原料，将水、十二烷基三乙氧基硅烷、二甲基硅油依次加到搅拌器中搅拌，搅拌速度为330r/min，搅拌时间10min；

(3)依次加入氧化硅气凝胶、硬酯酸钠、三氧化二铝、二氧化钛，提高转速500r/min，搅拌时间15min；

(4)最后依次加入碳酸钙、环氧树脂、磷酸二氢铝，转速改为800r/min，搅拌时间25min即可得到即可得到气凝胶涂料。该涂料为白色不透明乳液，经干燥后所制备的样品为白色固体，无味，密度为0.178g/cm³,孔隙率90.8％，比表面积302m²/g，导热率达到0.03591w/(m·k)，纳米孔分布在5～70nm。

实例5

原料：所述水溶液15份，20份十二烷基三乙氧基硅烷，20份二甲基硅油，60份氧化硅气凝胶，20份硬酯酸钠，10份三氧化二铝，10份二氧化钛，20份碳酸钙，20份环氧树脂，10份磷酸二氢铝。

本发明所述的气凝胶涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备氧化硅气凝胶：取30份质量浓度为20％的水玻璃，5份水溶液，再加入5份冰醋酸于搅拌器中进行搅拌，搅拌速度为300r/min，搅拌时间20min。再将湿凝胶进行常压干燥，最后研磨成颗粒尺寸大小为50nm；

(2)按配比准备原料，将水、十二烷基三乙氧基硅烷、二甲基硅油依次加到搅拌器中搅拌，搅拌速度为350r/min，搅拌时间10min；

(3)依次加入氧化硅气凝胶、硬酯酸钠、三氧化二铝、二氧化钛，提高转速500r/min，搅拌时间15min；

(4)最后依次加入碳酸钙、环氧树脂、磷酸二氢铝，转速改为1000r/min，搅拌时间20min即可得到即可得到气凝胶涂料。该涂料为白色不透明乳液，经干燥后所制备的样品为白色固体，无味，密度为0.206/cm³,孔隙率94.8％，比表面积298m²/g，导热率达到0.03652w/(m·k)，纳米孔分布在3～100nm。

实例6

原料：所述水溶液20份，30份十二烷基三乙氧基硅烷，20份二甲基硅油，60份氧化硅气凝胶，20份硬酯酸钠，10份三氧化二铝，10份二氧化钛，20份碳酸钙，20份环氧树脂，10份磷酸二氢铝。

本发明所述的气凝胶涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备氧化硅气凝胶：取35份质量浓度为25％的水玻璃，6份水溶液，再加入6份冰醋酸于搅拌器中进行搅拌，搅拌速度为400r/min，搅拌时间10min。再将湿凝胶进行常压干燥，最后研磨成颗粒尺寸大小为60nm；

(2)按配比准备原料，将水、十二烷基三乙氧基硅烷、二甲基硅油依次加到搅拌器中搅拌，搅拌速度为350r/min，搅拌时间10min；

(3)依次加入氧化硅气凝胶、硬酯酸钠、三氧化二铝、二氧化钛，提高转速500r/min，搅拌时间15min；

(4)最后依次加入碳酸钙、环氧树脂、磷酸二氢铝，转速改为1000r/min，搅拌时间20min即可得到即可得到气凝胶涂料。该涂料为白色不透明乳液，经干燥后所制备的样品为白色固体，无味，密度为0.214g/cm³,孔隙率93.7％，比表面积254m²/g，导热率达到0.03791w/(m·k)，纳米孔分布在3～100nm。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除