一种外墙防水保温中涂漆及其制备方法与流程

2021-02-02 15:02:38|

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本发明涉及建筑涂料
技术领域：
，特别涉及一种外墙防水保温中涂漆及其制备方法。
背景技术：
：涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。在外墙建筑涂料中，水性涂料的比重越来越大，其配方及施工工艺也日趋成熟。水性涂料一般分为底漆、中涂、面漆三部分，中涂介于底漆和面漆之间，作为承上启下的过渡层，具有一定的填充性，既可以改善底漆的粗糙度和平整度，又可以提高面漆的附着力和丰满度，增强面漆的装饰性。随着可利用能源的消耗，节能材料引起了人类的广泛关注，隔热保温涂料是近年来发展起来的一种新型节能材料。现有，现有的可参考公开号为cn108546466a的中国公开专利，具体公开了一种外墙用隔热涂料，包括以下质量份数的成分：丙烯酸树脂乳液30-50份、玻璃空心微珠6-10份、纳米远红外陶瓷粉5-9份、纳米二氧化硅粉10-16份、钛白粉5-15份、石墨烯6-9份、导电粉1-3份、分散剂0.1-1.5份、消泡剂1-1.5份、ph调节剂0.4-0.8份、防冻剂1-1.5份、防沉剂0.8-1.5份、防腐剂0.4-1份、成膜助剂12-15份、增稠剂0.8-1.8份、去离子水60-80份。通过在涂料中加入玻璃空隙微珠和远红外陶瓷粉，提高了涂料的隔热性能。上述相关技术中，虽然涂覆层能够反射部分波长，但是涂覆层内还存在较多的热量，从而容易使热量传递至涂覆物表面，隔热保温效果并不理想。技术实现要素：为了提高涂料的隔热保温效果，本申请提供一种外墙防水保温中涂漆及其制备方法。第一方面，本申请提供一种外墙防水保温中涂漆，采用如下技术方案：一种外墙防水保温中涂漆，按重量份计，包含以下组分：丙烯酸乳液35-50份、钛白粉8-10份、隔热填料10-15份、氧化石墨烯改性的聚乙二醇8-12份、疏水剂6-8份、分散剂1.5-2.5份、消泡剂0.1-0.2份、增稠剂0.2-0.5份、成膜助剂2.0-2.5份、去离子水20-25份。通过采用上述技术方案，本申请配方选定特定的原料与配比，且各原料之间协同发挥作用，使得制得的中涂漆能够降低涂覆层内存在的热量，具有较好的隔热保温效果，同时具有一定的防水性能。氧化石墨烯改性的聚乙二醇具有相变潜热量大，相变温度广，将氧化石墨烯改性的聚乙二醇加入中涂漆中，通过聚乙二醇由固相变为液相，在相变过程中能够吸收热量，从而能够吸收涂覆层内存在的热量，将热量存储起来，从而有助于降低热量传递至涂覆物的表面，从而提高涂料隔热保温的效果。另外，氧化石墨烯的高比表面积有利于提高对聚乙二醇的吸附效果，有效防止了聚乙二醇的泄漏，达到固固相变，降低液体泄漏情况。隔热填料具有较低的导热率，能够延长热量的传播路径，有助于进一步提高中涂漆隔热保温的效果。优选的，所述聚乙二醇的改性方法包括以下步骤，（1）将20-30份氧化石墨烯，加入200-400份dmf中，超声振动得到混合液a；（2）向混合液a中加入150-350份聚乙二醇超声振动得到混合液b；（3）将上述混合液b过滤，并对滤液冷冻干燥得到改性聚乙二醇。优选的，所述步骤（1）中超声振动时间为20-25min，步骤（2）中超声振动时间为15-20min。通过采用上述技术方案，采用超声振动对氧化石墨烯进行分散，有助于提高氧化石墨烯的分散性，从而提高对聚乙二醇的改性效果。优选的，所述隔热填料采用改性空心玻璃微珠，改性方法包括以下步骤：将空心玻璃微珠浸入氢氧化钠溶液中，并升温至30-44℃搅拌10-15min后，取出、烘干，得表面羟基化空心玻璃微珠；将偶联剂溶于无水乙醇溶液中，调节溶液ph为4-5，得到改性液，空心玻璃微珠与偶联剂的重量比为（2-4）：1；将步骤得到的表面羟基化空心玻璃微珠浸入改性液中，超声振动2-3h后，取出并烘干，得到改性空心玻璃微珠。通过采用上述技术方案，空心玻璃微珠是一种微小，中空的圆球状粉末。由于其内部呈中空状，并含有稀薄的气体，则在原料中加入空心玻璃微珠，待中涂漆干燥后，空心玻璃微珠紧密排列起来，形成一个完整的空心隔离层，不仅具有良好的隔热保温效果，还具有优异的隔音效果。采用偶联剂对空心玻璃微珠进行改性，增加空心玻璃微珠与基体的相容性，有助于提高空心玻璃微珠在中涂漆中的分散均匀性，从而更好的发挥其隔热效果，进而提高中涂漆的隔热保温效果。优选的，所述偶联剂包括硼酸酯偶联剂和硅烷偶联剂，硼酸酯偶联剂与硅烷偶联剂的重量比为(0.8-1.2)：1。通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂含有较多的烷氧基基团，并含有反应性基团，烷氧基基团通过水解变为硅羟基，与表面羟基化空心玻璃微珠表面的羟基发生化学反应，而反应性基团通过反应与硼酸酯偶联剂进行键合，则使得硅烷偶联剂与硼酸酯偶联剂配合，在表面羟基化空心玻璃微珠表面形成包覆层，提高表面羟基化空心玻璃微珠的分散性，从而有助于增加中涂漆的隔热保温效果。另外，硅烷偶联剂与硼酸酯偶联剂配合，能够进一步增加与有机物基体的连接强度，降低中涂漆产生裂缝的情况，从而有助于提高防水性能。另外，空心玻璃微珠主要成分为硼硅酸盐，与硼酸酯偶联剂中硼原子具有较强的吸附作用，便于硼酸酯偶联剂在空心玻璃微珠微珠表面形成有机包覆层，同时，硼原子具有一定的阻燃性能，采用硼酸酯偶联剂改性，能够增加中涂漆的阻燃性能。优选的，所述氢氧化钠的质量浓度为20-25%。优选的，所述步骤中的干燥条件为在110-120℃下干燥2-3h。优选的，所述成膜助剂为苯甲醇、十二碳醇酯中的一种或两种。通过采用上述技术方案，苯甲醇与丙烯酸乳液的相容性较好，加入较少的用量就使丙烯酸乳液的最低成膜温度降低0℃。十二碳醇酯水溶性小，易于被乳胶粒子吸附，可直接解除于胶粒，更易于对胶粒的溶胀，并且十二碳醇酯挥发速率低，成膜前保留漆层中，不会受水的挥发影响，成膜的连续性较好；另外，十二碳醇酯又具有适宜的挥发度，在中涂漆成膜后，短时间内完全挥发掉，不影响涂膜性能。优选的，所述疏水剂采用二羟基二苯基硅烷。第二方面，本申请提供一种外墙防水保温中涂漆的制备方法，采用如下的技术方案：一种外墙防水保温中涂漆的制备方法，包括以下步骤：s1:将去离子水、分散剂、疏水剂、一半的消泡剂混合得到分散液；s2:将钛白粉、隔热填料与改性聚乙二醇加入步骤s1中得到的分散液中，以300-400r/min的速度搅拌10-20min后，依次加入丙烯酸乳液、成膜助剂、余量消泡剂，以800-900r/min的速度搅拌15-30min，得到混合液；s3:将增稠剂加入混合液中，调节粘度后，得到防水保温中涂漆。通过采用上述技术方案，通过严格控制各步骤的搅拌速率和搅拌时间，使得各原料在体系中能够充分均匀的分散，降低团聚现象的发生，从而充分发挥原料各自的性能和复配性能。本发明具有以下有益效果：1、本发明配方中选取特定的原料及配比搭配使用，利用各原料之间的相互协调效果，并采用特定的制备方法进行制备，得到的中涂漆具有较佳的隔热保温效果，并具有防水性能。2、氧化石墨烯改性的聚乙二醇的加入，使得聚乙二醇受热在相变过程中能够吸收涂覆层内部的热量，从而降低热量传递至涂覆物表面的情况，提高中涂漆的隔热保温效果。3、氧化石墨烯接枝到聚乙二醇上，借助氧化石墨烯的高比表面积对于聚乙二醇的吸附效果，有效防止了聚乙二醇的泄漏，达到固固相变，降低液体泄漏情况。4、采用偶联剂对空心玻璃微珠进行改性，增加空心玻璃微珠与基体的相容性，有助于提高空心玻璃微珠在中涂漆中的分散均匀性，从而更好的发挥其隔热效果，进而提高中涂漆的隔热保温效果。5、硅烷偶联剂与硼酸酯偶联剂协同配合，在空心玻璃微珠表面形成致密的包覆层，提高空心玻璃微珠的分散性，进而提高中涂漆的隔热保温效果。具体实施方式以下结合实施例和对比例对本发明作进一步详细说明。制备例制备例1改性聚乙二醇的制备方法包括以下步骤：（1）将20g氧化石墨烯，加入400gdmf中，超声振动20min得到混合液a；（2）向混合液a中加入150g聚乙二醇超声振动20min后，得到混合液b；（3）将上述混合液b过滤，并对滤液冷冻干燥得到改性聚乙二醇。其中，聚乙二醇为peg1000，购自沈阳赛尼欧化工有限公司；氧化石墨烯购自湖南丰化材料发展有限公司。制备例2改性聚乙二醇的制备方法包括以下步骤：（1）将25g氧化石墨烯，加入300gdmf中，超声振动22min得到混合液a；（2）向混合液a中加入250g聚乙二醇超声振动17min后，得到混合液b；（3）将上述混合液b过滤，并对滤液冷冻干燥得到改性聚乙二醇。其中，聚乙二醇为peg1000，购自沈阳赛尼欧化工有限公司；氧化石墨烯购自湖南丰化材料发展有限公司。制备例3改性聚乙二醇的制备方法包括以下步骤：（1）将30g氧化石墨烯，加入200gdmf中，超声振动25min得到混合液a；（2）向混合液a中加入350g聚乙二醇超声振动15min后，得到混合液b；（3）将上述混合液b过滤，并对滤液冷冻干燥得到改性聚乙二醇。其中，聚乙二醇为peg1000，购自沈阳赛尼欧化工有限公司；氧化石墨烯购自湖南丰化材料发展有限公司。制备例4改性空心玻璃微珠的制备方法包括以下步骤：将空心玻璃微珠浸入质量浓度为20%的氢氧化钠溶液中，并升温至30℃搅拌10min后，取出、烘干，得表面羟基化空心玻璃微珠；将偶联剂溶于无水乙醇溶液中，用醋酸调节溶液ph为4，得到改性液，空心玻璃微珠与偶联剂的重量比为2：1，偶联剂与无水乙醇的重量比为1:4；将步骤得到的表面羟基化空心玻璃微珠浸入改性液中，超声振动2h后，取出，并于110℃下干燥2h，得到改性空心玻璃微珠。其中，偶联剂包括硼酸酯偶联剂和γ-氨丙基三甲氧基硅烷，硼酸酯偶联剂与γ-氨丙基三甲氧基硅烷的重量比为1.2:1。制备例5改性空心玻璃微珠的制备方法包括以下步骤：将空心玻璃微珠浸入质量浓度为22%的氢氧化钠溶液中，并升温至37℃搅拌12min后，取出、烘干，得表面羟基化空心玻璃微珠；将偶联剂溶于无水乙醇溶液中，用醋酸调节溶液ph为4.5，得到改性液，空心玻璃微珠与偶联剂的重量比为3：1，偶联剂与无水乙醇的重量比为1:4；将步骤得到的表面羟基化空心玻璃微珠浸入改性液中，超声振动2h后，取出，并于115℃下干燥2.5h，得到改性空心玻璃微珠。其中，偶联剂包括硼酸酯偶联剂和己二胺基甲基三乙氧基硅烷，硼酸酯偶联剂与己二胺基甲基三乙氧基硅烷的重量比为1.0:1。制备例6改性空心玻璃微珠的制备方法包括以下步骤：将空心玻璃微珠浸入质量浓度为25%的氢氧化钠溶液中，并升温至44℃搅拌15min后，取出、烘干，得表面羟基化空心玻璃微珠；将偶联剂溶于无水乙醇溶液中，用醋酸调节溶液ph为5，得到改性液，空心玻璃微珠与偶联剂的重量比为4：1，偶联剂与无水乙醇的重量比为1:4；将步骤得到的表面羟基化空心玻璃微珠浸入改性液中，超声振动3h后，取出，并于120℃下干燥3h，得到改性空心玻璃微珠。其中，偶联剂包括硼酸酯偶联剂和γ-氨丙基三乙氧基硅烷，硼酸酯偶联剂与γ-氨丙基三乙氧基硅烷的重量比为0.8:1。制备例7改性空心玻璃微珠的制备方法，与制备例5的不同之处在于，采用等量的硼酸酯偶联剂替换己二胺基甲基三乙氧基硅烷。制备例8改性空心玻璃微珠的制备方法，与制备例5的不同之处在于，采用等量的己二胺基甲基三乙氧基硅烷替换硼酸酯偶联剂。制备例9改性空心玻璃微珠的制备方法，与制备例5的不同之处在于，硼酸酯偶联剂与己二胺基甲基三乙氧基硅烷的重量比为0.7:1。制备例10改性空心玻璃微珠的制备方法，与制备例5的不同之处在于，硼酸酯偶联剂与己二胺基甲基三乙氧基硅烷的重量比为1.5:1。实施例实施例1一种采用以下方法制得的外墙防水保温中涂漆，制备方法包括以下步骤：s1:将20g去离子水、1.5g分散剂、8g疏水剂、0.1g消泡剂混合得到分散液；s2:将10g钛白粉、15g制备例4制得的改性空心玻璃微珠与8g制备例1制得的改性聚乙二醇加入步骤s1中得到的分散液中，以300r/min搅拌10min后，依次加入35g丙烯酸乳液、2.5g成膜助剂、0.1g消泡剂搅拌均匀，得到混合液；s3:将0.2g增稠剂加入步骤s3中的混合液中，调节粘度后，得到防水保温中涂漆。其中，分散剂采用disperbyk118；疏水剂采用二羟基二苯基硅烷；消泡剂采用市售的dt-650；成膜助剂采用苯甲醇；增稠剂采用市售的pur40聚氨酯；丙烯酸乳液购自山东金邦德新型建材有限公司。实施例2一种采用以下方法制得的外墙防水保温中涂漆，制备方法包括以下步骤：s1:将22g去离子水、2.0g分散剂、7g疏水剂、0.07g消泡剂混合得到分散液；s2:将9g钛白粉、12g制备例5制得的改性空心玻璃微珠与10g制备例2制得的改性聚乙二醇加入步骤s1中得到的分散液中，以350r/min搅拌15min后，依次加入40g丙烯酸乳液、2.2g成膜助剂、0.08g消泡剂搅拌均匀，得到混合液；s3:将0.3g增稠剂加入步骤s3中的混合液中，调节粘度后，得到防水保温中涂漆。其中，分散剂采用disperbyk180；疏水剂采用二羟基二苯基硅烷；消泡剂采用市售的dt-650；成膜助剂采用十二碳醇酯；增稠剂采用市售的pur40聚氨酯；丙烯酸乳液购自山东金邦德新型建材有限公司。实施例3一种采用以下方法制得的外墙防水保温中涂漆，制备方法包括以下步骤：s1:将25g去离子水、2.5g分散剂、6g疏水剂、0.05g消泡剂混合得到分散液；s2:将8g钛白粉、10g制备例6制得的改性空心玻璃微珠与12g制备例3制得的改性聚乙二醇加入步骤s1中得到的分散液中，以400r/min搅拌20min后，依次加入50g丙烯酸乳液、2g成膜助剂、0.05g消泡剂搅拌均匀，得到混合液；s3:将0.5g增稠剂加入步骤s3中的混合液中，调节粘度后，得到防水保温中涂漆。其中，分散剂采用orotan731a；疏水剂采用二羟基二苯基硅烷；消泡剂采用市售的dt-650；成膜助剂采用十二碳醇酯；增稠剂采用市售的pur40聚氨酯；丙烯酸乳液购自山东金邦德新型建材有限公司。实施例4一种采用以下方法制得的外墙防水保温中涂漆，与实施例2的区别在于，改性空心玻璃微珠采用制备例7制得的改性空心玻璃微珠。实施例5一种采用以下方法制得的外墙防水保温中涂漆，与实施例2的区别在于，改性空心玻璃微珠采用制备例8制得的改性空心玻璃微珠。对比例对比例1一种采用以下方法制得的外墙防水保温中涂漆，与实施例2的区别在于，丙烯酸乳液30g、改性空心玻璃微珠20g、改性聚乙二醇6g、疏水剂3g、分散剂1g、消泡剂0.3g、增稠剂0.1g、成膜助剂2.5g、去离子水15g。对比例2一种采用以下方法制得的外墙防水保温中涂漆，与实施例2的区别在于，丙烯酸乳液55g、改性空心玻璃微珠8g、改性聚乙二醇15g、疏水剂5g、分散剂3g、消泡剂0.05g、增稠剂0.7g、成膜助剂1.5g、去离子水30g。对比例3一种采用以下方法制得的外墙防水保温中涂漆，与实施例2的区别在于，改性空心玻璃微珠采用制备例9制得的改性空心玻璃微珠。对比例4一种采用以下方法制得的外墙防水保温中涂漆，与实施例2的区别在于，改性空心玻璃微珠采用制备例10制得的改性空心玻璃微珠。对比例5一种采用以下方法制得的外墙防水保温中涂漆，与实施例2的区别在于，采用等量未改性的空心玻璃微珠替换改性空心玻璃微珠。对比例6一种采用以下方法制得的外墙防水保温中涂漆，与实施例2的区别在于，采用等量未改性的聚乙二醇替换改性聚乙二醇。性能检测对实施例1-5和对比例1-6中制备的中涂漆进行隔热性、耐水性和附着力进行测试，测试结果列于表1中。隔热性：采用astmc1549中所述方法测试隔热性。耐水性：采用gb/t5210-2006中的规定测定耐水性。附着力：采用gb/t9286-1998中的方法测定附着力。表1中涂漆测试结果项目隔热性耐水性附着力实施例10.948无异常0级实施例20.951无异常0级实施例30.950无异常0级实施例40.940无异常0级实施例50.939无异常0级对比例10.921无异常1级对比例20.920无异常1级对比例30.941无异常0级对比例40.942无异常0级对比例50.914无异常1级对比例60.901无异常1级结合实施例1-5和对比例1-2，并结合表1可以看出，实施例1-5中的中涂漆的隔热性和附着力均优于对比例1-2，说明本申请配方中选取特定的原料及配比科学合理，各原料之间协同发挥作用，使得制备的中涂漆具有较佳的隔热保温效果，并具有较好的附着力，同时，具有较佳的防水性。结合实施例2和对比例3-4，并结合表1可以看出，实施例2中的中涂漆的隔热性、耐水性和附着力由于对比例3-4，说明硼酸酯偶联剂与硅烷偶联剂的重量比在(0.8-1.2)：1时，对空心玻璃微珠的改性效果较佳，从而能够增加空心玻璃微球的分散性，使其更好得发挥隔热效果，提高中涂漆的隔热保温性能。另外，硅烷偶联剂与硼酸酯偶联剂配合，能够进一步增加与有机物基体的连接强度，降低中涂漆产生裂缝的情况，从而有助于提高防水性能。结合实施例2和对比例5，并结合表1可以看出，实施例2的中涂漆的隔热性高于对比例5，说明偶联剂对空心玻璃微珠改性，能够提高空心玻璃微珠的分散性，从而更好的发挥空心玻璃微珠的隔热性，进而提高中涂漆的隔热保温效果。结合实施例2和对比例6，并结合表1可以看出，实施例2的中涂漆的隔热性高于对比例6，说明采用采用氧化石墨烯对聚乙二醇改性，对增加中涂漆的隔热保温性能具有一定的帮助。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。当前第1页1 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