專利名稱：一種復(fù)合型水性建筑保溫隔熱涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種保溫隔熱涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)建筑業(yè)快速發(fā)展，而目前我國(guó)建筑物絕大多數(shù)是高能耗非節(jié)能型建筑，在 使用期間，采暖、空調(diào)、熱水供應(yīng)等方面消耗了大量的能源?！皠?chuàng)建以節(jié)約資源、節(jié)能 降耗、生態(tài)環(huán)保為中心的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，走可持續(xù)發(fā)展之路”是我國(guó)的基本國(guó)策。目前 我國(guó)對(duì)新建筑采取了強(qiáng)制性隔熱保溫措施，在面對(duì)各種保溫隔熱材料的選擇中，運(yùn)用隔 熱保溫涂料對(duì)建筑物的屋頂、外墻進(jìn)行涂裝是目前各國(guó)重點(diǎn)推廣的節(jié)能方法之一，也是 我國(guó)夏熱冬暖、夏熱冬冷地區(qū)的明智選擇。根據(jù)隔熱機(jī)理，隔熱涂料主要可分為阻隔型、反射型、輻射型三類，目前， 國(guó)內(nèi)硅酸鹽類隔熱涂料是生產(chǎn)和使用最為廣泛的阻隔型隔熱涂料，反射型和輻射型隔熱 涂料還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。但是，對(duì)于阻隔型隔熱涂料而言，由于材料本身存在結(jié) 構(gòu)上的缺陷，造成抗沖擊能力弱，干燥周期長(zhǎng)，干燥收縮大，吸濕率大等缺點(diǎn)，因此在 對(duì)墻體的粘結(jié)強(qiáng)度以及裝飾性方面還有待進(jìn)一步改善，故這類隔熱涂料較少用于外墻涂 裝。
一種保溫效果良好的涂料往往是兩種或多種隔熱機(jī)理協(xié)同作用的結(jié)果，各種保 溫涂料各有其優(yōu)缺點(diǎn)，可充分發(fā)揮各自的特點(diǎn)，進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。當(dāng)今社會(huì)，環(huán)保越來(lái)越 引起世界各國(guó)的重視，低碳經(jīng)濟(jì)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，保溫涂料的研制應(yīng)遵循涂料發(fā) 展的潮流，向水性、環(huán)保的方向發(fā)展，避免使用環(huán)保法規(guī)中禁用的有害物質(zhì)。因此，研 制出性能優(yōu)良的水性復(fù)合型保溫涂料是建筑外墻涂料的發(fā)展趨勢(shì)和必然歸宿。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中建筑涂料存在的功能單一、綜合性能較低的問(wèn)題， 提供一種隔熱效果優(yōu)、防水性能好、綜合性能佳的復(fù)合型水性建筑保溫隔熱涂料及其制 備方法。本發(fā)明的復(fù)合型水性建筑保溫隔熱涂料是這樣實(shí)現(xiàn)的，以重量計(jì)算，包括水 性丙烯酸酯類聚合物30-45份，顏填料7-15份，水55-65份，乳化劑0.1-5份，中和劑 0.1-2份，其中，水性丙烯酸酯類聚合物包括由以下組份聚合而成25-35%wt的甲基丙 烯酸甲酯，40-60%wt的丙烯酸丁酯，0-20%wt的苯乙烯，4-6%wt的丙烯酸，4_6%wt 的N—羥甲基丙烯酰胺。中和劑為三乙胺(TEA)。乳化劑為辛烷基酚聚氧乙烯醚
(OP-IO)和十二烷基硫酸鈉(SDS)中的一種或兩種混合物。所采用的水性丙烯酸酯 類聚合物具有良好的隔熱效能，而且，物理性能良好，使用過(guò)程中不容易龜裂，采用顏 填料，既可以豐富產(chǎn)品的顏色，同時(shí)，也能通過(guò)顏料自身的對(duì)光的反射急輻射來(lái)增強(qiáng)保 溫隔熱的效果。這里，苯乙烯用量為15-20%。
顏填料包括鈦白粉、云母粉、功能顏填料，功能顏填料是硅藻土、空心玻璃微 珠、AHS-2500熱反射隔熱粉、氧化鋁中的一種或幾種混合物。本發(fā)明的復(fù)合型水性建筑保溫隔熱涂料制備方法是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括制備水溶 性丙烯酸樹(shù)脂漿料過(guò)程、制備顏填料色漿過(guò)程、制備外墻保溫隔熱涂料過(guò)程，
制備水溶性丙烯酸樹(shù)脂漿料過(guò)程是將丙烯酸類物質(zhì)30-45重量份，顏填料7-15重 量份，水55-65重量份，乳化劑0.1-5重量份，中和劑0.1-2重量份加入容器中升溫至 75—85°C并攪拌，2.5小時(shí)后，即可得到所需重量份的水溶性丙烯酸樹(shù)脂漿料，丙烯酸類 物質(zhì)包括25-35%wt的甲基丙烯酸甲酯，40-60%wt的丙烯酸丁酯，0_20%wt的苯乙烯， 4-6%wt的丙烯酸，4-6%wt的N—羥甲基丙烯酰胺；
制備顏填料色漿過(guò)程將鈦白粉、云母粉及功能顏填料按密度先小后大的順序緩慢 加入攪拌器容器內(nèi)，低速攪拌均勻后再高速攪拌，即得顏填料色漿，功能顏填料是硅藻 土、空心玻璃微珠、AHS-2500熱反射隔熱粉、氧化鋁中的一種或幾種混合物；高速攪 拌時(shí)間在30分鐘以上；
制備外墻保溫隔熱涂料過(guò)程將制備水溶性丙烯酸樹(shù)脂漿料過(guò)程中所獲得的水溶性 丙烯酸樹(shù)脂漿料緩慢加入調(diào)制好的顏填料色漿中，低速攪拌30 40分鐘，出料，即得復(fù) 合型水性建筑保溫隔熱涂料；出料前，調(diào)節(jié)黏度和pH值。這里，在制備水溶性丙烯酸樹(shù)脂漿料過(guò)程中添加有引發(fā)劑，0.1_5%wt的助溶 劑，引發(fā)劑/丙烯酸類物質(zhì)為0.1-0.5%wt，助溶劑丙烯酸類物質(zhì)為0.1-5%wt。上述的乳化劑為辛烷基酚聚氧乙烯醚(OP-IO)、十二烷基硫酸鈉(SDS)中 的一種或兩種。上述的中和劑為三乙胺(TEA)。上述的引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨(APS)。上述的助溶劑為乙二醇丁醚(BCS)。上述的中和劑為濃度為25—35%的三乙胺水溶液。本發(fā)明與已有技術(shù)相比，由于采用了水性丙烯酸酯類聚合物及復(fù)合顏填料，因 此，具有隔熱效果優(yōu)、防水性能好、綜合性能佳、無(wú)毒環(huán)保、使用方便的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于改 善工作生活環(huán)境、節(jié)約能源和提高安全性等具有重要意義。此外，這種涂料的生產(chǎn)成本 和材料成本都較低，十分利于推廣利用。


圖1為本發(fā)明實(shí)施案例樣品平均隔熱效果圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)建筑隔熱涂料隔熱機(jī)理和隔熱方式的不同，將其分為阻隔性隔熱涂料、反 射隔熱涂料及輻射隔熱涂料三類，這三類隔熱涂料的絕熱機(jī)理不同，應(yīng)用場(chǎng)合和所得到 的效果也不同。阻隔型隔熱涂料的隔熱機(jī)理比較簡(jiǎn)單，是一種通過(guò)熱傳遞的阻抗作用實(shí)現(xiàn)隔熱 的被動(dòng)式降溫涂料。其導(dǎo)熱系數(shù)(λ) —般小于0.06W/(m · K)，所以具有很好的絕熱 性能，阻隔型隔熱涂料在實(shí)際應(yīng)用中的絕熱效果與涂膜厚度密切相關(guān)。目前，應(yīng)用最為廣泛的阻隔型隔熱涂料是硅酸鹽類復(fù)合涂料適于彎頭、閥門(mén)、旋轉(zhuǎn)體、球體等異形體的 保溫施工，可連續(xù)對(duì)熱管、設(shè)備進(jìn)行施工。反射型建筑隔熱涂料是利用涂膜對(duì)光和熱的高反射作用使太陽(yáng)照射到涂膜上的 大部分能量得到反射，而不是被涂膜吸收。熱反射隔熱涂料是一種具有較高太陽(yáng)反射比 和較高紅外發(fā)射率的涂料，高品質(zhì)的熱反射隔熱顏料主材是經(jīng)氧化鋁處理后的真空微小 彈性樹(shù)脂球體組成，最終成型于涂漆成膜物中，使涂層表面形成很好的熱反射界面，其 熱反射率可達(dá)到90%以上，其中的真空球體，還能有效地阻擋其余熱量的傳導(dǎo)，兩者同 時(shí)形成可高到95%的隔熱效果。這是其它已知材料所不能達(dá)到理想的效果。通過(guò)輻射的形式把建筑物吸收的日照光線和熱量以一定的波長(zhǎng)發(fā)射到空氣中， 從而達(dá)到良好隔熱降溫效果的涂料稱為輻射型隔熱涂料[6]。水性輻射型隔熱涂料的研究 在我國(guó)還處于起步階段。綜上所述，阻隔型隔熱涂料、反射型隔熱涂料和輻射型隔熱涂料各有其特點(diǎn)， 最佳隔熱涂料的基本功能應(yīng)該是在陽(yáng)光照射下具有全面協(xié)同的光譜特征和阻止熱傳遞功 能并主動(dòng)向外釋放能量降溫。高效節(jié)能和環(huán)保越來(lái)越引起世界各國(guó)的重視，向水性、環(huán) 保的方向發(fā)展避免使用環(huán)保法規(guī)中禁用的有害物質(zhì)，研制生產(chǎn)復(fù)合型多功能隔熱涂料，降 低成本、提高性能是未來(lái)隔熱涂料的發(fā)展趨勢(shì)，也是本發(fā)明的目的。下面結(jié)合實(shí)施例詳述本發(fā)明。實(shí)施例1
首先稱取甲基丙烯酸甲酯30g，丙烯酸丁酯45g，苯乙烯15g，丙烯酸4g，N—羥甲 基丙烯酰胺5g，水200g，辛烷基酚聚氧乙烯醚0.5g，十二烷基硫酸鈉lg，辛烷基酚聚氧 乙烯醚0.5g，過(guò)硫酸銨0.3g，然后將水，辛烷基酚聚氧乙烯醚，十二烷基硫酸鈉加入分 散機(jī)中，攪拌均勻后加入取甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，苯乙烯，丙烯酸，N—輕甲基 丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌升溫至80°C，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)1.5小時(shí)，加入過(guò)硫酸銨，繼續(xù)攪拌反應(yīng) 0.5小時(shí)，停止攪拌，自然冷卻降溫，調(diào)節(jié)pH=7.5 8.5，即可得到水溶性丙烯酸樹(shù)脂漿 料。再稱取硅藻土 1.5g，空心玻璃微珠l.Og，熱反射隔熱粉3.0g，氧化鋁1.5g，二 氧化鈦0.5g，云母2.5g，水60g加入分散機(jī)中，低速攪拌均勻后再高速攪拌，高速分散
(轉(zhuǎn)速為3000 4000轉(zhuǎn)/分約為30分鐘，即得顏填料色漿；
最后將水溶性丙烯酸樹(shù)脂漿料30g加入上述顏填料色漿中，即可得到成品。實(shí)施例2
首先稱取甲基丙烯酸甲酯25g，丙烯酸丁酯50g，苯乙烯20g，丙烯酸4.5g，N—輕甲 基丙烯酰胺4.5g，水200g，辛烷基酚聚氧乙烯醚0.5g，十二烷基硫酸鈉lg，辛烷基酚聚 氧乙烯醚0.5g，過(guò)硫酸銨0.3g，然后將水，辛烷基酚聚氧乙烯醚，十二烷基硫酸鈉加入 分散機(jī)中，攪拌均勻后加入取甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，苯乙烯，丙烯酸，N—輕甲 基丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌升溫至80°C，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)1.5小時(shí)，加入過(guò)硫酸銨，繼續(xù)攪拌反 應(yīng)0.5小時(shí)，停止攪拌，自然冷卻降溫，調(diào)節(jié)pH=7.5 8.5，即可得到水溶性丙烯酸樹(shù)脂 漿料。再稱取硅藻土 1.5g，空心玻璃微珠l.Og，熱反射隔熱粉3.0g，氧化鋁1.5g，二 氧化鈦0.5g，云母2.5g，水60g加入分散機(jī)中，低速攪拌均勻后再高速攪拌，高速分散(轉(zhuǎn)速為3000 4000轉(zhuǎn)/分約為30分鐘，即得顏填料色漿；
最后將水溶性丙烯酸樹(shù)脂漿料30g加入上述顏填料色漿中，即可得到成品。實(shí)施例3
首先稱取甲基丙烯酸甲酯30g，丙烯酸丁酯45g，苯乙烯15g，丙烯酸4g，N—羥甲 基丙烯酰胺5g，水200g，辛烷基酚聚氧乙烯醚0.5g，十二烷基硫酸鈉lg，辛烷基酚聚氧 乙烯醚0.5g，過(guò)硫酸銨0.3g，然后將水，辛烷基酚聚氧乙烯醚，十二烷基硫酸鈉加入分 散機(jī)中，攪拌均勻后加入取甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，苯乙烯，丙烯酸，N—輕甲基 丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌升溫至80°C，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)1.5小時(shí)，加入過(guò)硫酸銨，繼續(xù)攪拌反應(yīng) 0.5小時(shí)，停止攪拌，自然冷卻降溫，調(diào)節(jié)pH=7.5 8.5，即可得到水溶性丙烯酸樹(shù)脂漿 料。再稱取硅藻土 2g，空心玻璃微珠1.5g，熱反射隔熱粉2.0g，氧化鋁2.0g，二氧 化鈦0.5g，云母2.0g，水60g加入分散機(jī)中，低速攪拌均勻后再高速攪拌，高速分散(轉(zhuǎn) 速為3000 4000轉(zhuǎn)/分約為30分鐘，即得顏填料色漿；
最后將水溶性丙烯酸樹(shù)脂漿料30g加入上述顏填料色漿中，即可得到成品。實(shí)施例4
首先稱取甲基丙烯酸甲酯25g，丙烯酸丁酯50g，苯乙烯20g，丙烯酸4.5g，N—輕甲 基丙烯酰胺4.5g，水200g，辛烷基酚聚氧乙烯醚0.5g，十二烷基硫酸鈉lg，辛烷基酚聚 氧乙烯醚0.5g，過(guò)硫酸銨0.3g，然后將水，辛烷基酚聚氧乙烯醚，十二烷基硫酸鈉加入 分散機(jī)中，攪拌均勻后加入取甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，苯乙烯，丙烯酸，N—輕甲 基丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌升溫至80°C，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)1.5小時(shí)，加入過(guò)硫酸銨，繼續(xù)攪拌反 應(yīng)0.5小時(shí)，停止攪拌，自然冷卻降溫，調(diào)節(jié)pH=7.5 8.5，即可得到水溶性丙烯酸樹(shù)脂 漿料。再稱取硅藻土 1.5g，空心玻璃微珠l.Og，熱反射隔熱粉3.0g，氧化鋁1.5g，二 氧化鈦0.5g，云母2.5g，水60g加入分散機(jī)中，低速攪拌均勻后再高速攪拌，高速分散
(轉(zhuǎn)速為3000 4000轉(zhuǎn)/分約為30分鐘，即得顏填料色漿；
最后將水溶性丙烯酸樹(shù)脂漿料30g加入上述顏填料色漿中，即可得到成品。以上所述僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，用不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合型水性建筑保溫隔熱涂料，其特征在于以重量計(jì)算，包括水性丙烯酸酯 類聚合物30-45份，顏填料7-15份，水55-65份，乳化劑0.1-5份，中和劑0.1-2份， 其中，水性丙烯酸酯類聚合物包括由以下組份聚合而成25-35%wt的甲基丙烯酸甲酯， 40-60%wt的丙烯酸丁酯，0-20%wt的苯乙烯，4-6%wt的丙烯酸，4_6%wt的N—羥甲基丙烯酰胺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型水性建筑保溫隔熱涂料，其特征在于顏填料包括鈦白 粉、云母粉、功能顏填料，功能顏填料是硅藻土、空心玻璃微珠、AHS-2500熱反射隔熱 粉、氧化鋁中的一種或幾種混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合型水性建筑保溫隔熱涂料，其特征在于苯乙烯用量 為 15-20% ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合型水性建筑保溫隔熱涂料，其特征在于中和劑為三 乙胺，乳化劑為辛烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸鈉中的一種或兩種混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合型水性建筑保溫隔熱涂料，其特征在于中和劑為三乙 胺，乳化劑為辛烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸鈉中的一種或兩種混合物。
6.一種復(fù)合型水性建筑保溫隔熱涂料制備方法，其特征在于包括制備水溶性丙烯酸 樹(shù)脂漿料過(guò)程、制備顏填料色漿過(guò)程、制備外墻保溫隔熱涂料過(guò)程，制備水溶性丙烯酸樹(shù)脂漿料過(guò)程是將丙烯酸類物質(zhì)30-45重量份、顏填料7-15重 量份、水55-65重量份、乳化劑0.1-5重量份、中和劑0.1-2重量份加入容器中升溫至 75—85°C并攪拌，2.5小時(shí)后，即可得到所需重量份的水溶性丙烯酸樹(shù)脂漿料，丙烯酸類 物質(zhì)包括25-35%wt的甲基丙烯酸甲酯、40-60%wt的丙烯酸丁酯、0_20%wt的苯乙烯、 4-6%wt的丙烯酸、4-6%wt的N—羥甲基丙烯酰胺；制備顏填料色漿過(guò)程將鈦白粉、云母粉及功能顏填料按密度先小后大的順序緩慢 加入攪拌器容器內(nèi)，低速攪拌均勻后再高速攪拌，即得顏填料色漿，功能顏填料是硅藻 土、空心玻璃微珠、AHS-2500熱反射隔熱粉、氧化鋁中的一種或幾種混合物；制備外墻保溫隔熱涂料過(guò)程將制備水溶性丙烯酸樹(shù)脂漿料過(guò)程中所獲得的水溶性 丙烯酸樹(shù)脂漿料緩慢加入調(diào)制好的顏填料色漿中，低速攪拌30 40分鐘，出料，即得復(fù) 合型水性建筑保溫隔熱涂料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合型水性建筑保溫隔熱涂料制備方法，其特征在于在 制備水溶性丙烯酸樹(shù)脂漿料過(guò)程中添加有引發(fā)劑、助溶劑，引發(fā)劑/丙烯酸類物質(zhì)為 0.1-0.5%wt,助溶劑丙烯酸類物質(zhì)為0.1-5%wt。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7獲所述的復(fù)合型水性建筑保溫隔熱涂料制備方法，其特征在于 制備顏填料色漿過(guò)程的高速攪拌時(shí)間在30分鐘以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8獲所述的復(fù)合型水性建筑保溫隔熱涂料制備方法，其特征在于在制 備外墻保溫隔熱涂料過(guò)程中的出料前調(diào)節(jié)pH=7.5 8.5。
10.根據(jù)權(quán)利要求9獲所述的復(fù)合型水性建筑保溫隔熱涂料制備方法，其特征在于乳 化劑為辛烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸鈉中的一種或兩種，中和劑為三乙胺，引發(fā) 劑為過(guò)硫酸銨，助溶劑為乙二醇丁醚。
全文摘要
一種復(fù)合型水性建筑保溫隔熱涂料及其制備方法，其特征在于以重量計(jì)算，包括水性丙烯酸酯類聚合物30-45份，顏填料7-15份，水55-65份，乳化劑0.1-5份，中和劑0.1-2份，其中，水性丙烯酸酯類聚合物包括由以下組份聚合而成25-35%wt的甲基丙烯酸甲酯，40-60%wt的丙烯酸丁酯，0-20%wt的苯乙烯，4-6%wt的丙烯酸，4-6%wt的N—羥甲基丙烯酰胺。本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有隔熱效果優(yōu)、防水性能好、綜合性能佳、無(wú)毒環(huán)保、使用方便的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于改善工作生活環(huán)境、節(jié)約能源和提高安全性等具有重要意義。此外，這種涂料的生產(chǎn)成本和材料成本都較低，十分利于推廣利用。
文檔編號(hào)C08F220/06GK102010641SQ201010593520
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者葉秀芳, 崔蘭州 申請(qǐng)人:佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院