專(zhuān)利名稱：節(jié)能建筑涂料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有節(jié)能效果的建筑涂料，具體講是一種含有相變材料微膠囊的建筑涂料及制備方法。
背景技術(shù)：
建筑涂料如過(guò)氯乙烯墻面涂料、聚乙烯醇縮丁醛墻面涂料、丙烯酸酯墻面涂料、有機(jī)硅改性丙烯酸涂料、聚氨脂墻面涂料、聚醋酸乙烯乳膠漆、醋酸-丙烯酸乳膠漆、苯乙烯-丙烯酸乳膠漆、氯偏乳膠漆、聚乙烯醇類(lèi)水玻璃內(nèi)墻涂料、聚乙烯醇縮甲醛內(nèi)墻涂料、聚乙烯醇縮乙醛內(nèi)墻涂料等水性涂料是一類(lèi)被普遍使用的建筑裝修材料。其功能和應(yīng)用范圍除單純的裝飾作用外，通過(guò)改進(jìn)可被賦予更多特殊的功能。目前具有防水、防火、防霉、防蟲(chóng)、防腐、吸聲、防塵、避光、防輻射、保溫等功能的涂料已越來(lái)越多地被研究和使用。尤其是對(duì)具有節(jié)能功效建筑涂料的研究和使用日益受到重視。
例如，將玻璃空心微珠分散用于涂料后，可減慢熱量的傳導(dǎo)和散失而能具隔熱保溫的特點(diǎn)，作為內(nèi)墻涂料使用能起到隔熱保溫作用，是一種典型的節(jié)能涂料。
相變材料(Phase Change Materials，PCM)，特別是固-液相變材料，由于其在相轉(zhuǎn)變過(guò)程中不斷進(jìn)行吸熱/放熱保持溫度恒定，即具有儲(chǔ)能和恒溫作用的特性，因而已將其作為節(jié)能材料被應(yīng)用于建筑材料中，可以大幅度減少建筑物內(nèi)用于制冷/制熱所需的能耗，且節(jié)能效果優(yōu)于傳統(tǒng)的保溫隔熱材料。
目前相變材料在磚瓦、墻板、地板、天花板等建筑材料中的應(yīng)用主要以開(kāi)放方式包覆后應(yīng)用，相變材料存在滲漏缺陷。因此將相變材料制成為微膠囊形式后再用于建筑材料成為解決相變材料不穩(wěn)定的關(guān)鍵。
例如，公開(kāi)號(hào)CN1513938A的專(zhuān)利文獻(xiàn)報(bào)道了利用微膠囊技術(shù)將相變材料進(jìn)行兩次包覆制備結(jié)構(gòu)致密、粒徑均勻的微膠囊，并提到該種微膠囊可以應(yīng)用于墻體內(nèi)抹灰面來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。但由于通過(guò)兩次包覆使工藝變得復(fù)雜，而且膠囊壁材變厚將嚴(yán)重影響導(dǎo)熱效果，減小了對(duì)環(huán)境溫度反應(yīng)的靈敏性。
公開(kāi)號(hào)CN1657587A的專(zhuān)利文獻(xiàn)報(bào)道了利用聚苯乙烯和聚乙烯對(duì)相變材料包裹，然后進(jìn)一步利用微膠囊技術(shù)將相變材料進(jìn)行微膠囊封裝，能有效克服因膠囊破損造成的泄漏，該微膠囊可以用于混凝土、板材、膩?zhàn)邮箟w擁有儲(chǔ)熱儲(chǔ)冷功能。利用高分子聚合物包覆相變材料，然后粉碎再進(jìn)行微膠囊包覆，雖然包覆效果很好，但會(huì)大大增加粒徑，其用于混凝土、板材等厚制品尚可，但用于涂料中則存在問(wèn)題。而且由于高分子是一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的包覆，從而導(dǎo)致其中的相變材料含量減少，儲(chǔ)能密度最大只有148.15KJ/kg。
公開(kāi)號(hào)CN1252025A的專(zhuān)利文獻(xiàn)報(bào)道了通過(guò)利用聚合粘合劑對(duì)膠囊進(jìn)行了二次包覆來(lái)處理膠囊的致密性，并將其均勻分散在聚合粘合劑涂抹在飛行器外殼、電子零部件外殼、泡沫塑料、路面、水泥、瀝青、橋結(jié)構(gòu)和建筑材料來(lái)抵抗熱沖擊。但其并未涉及微膠囊在用于建筑涂料時(shí)的相容性、耐水性等問(wèn)題的研究。
《高分子材料科學(xué)與工程》(2005(21)，p288)報(bào)道了天津工業(yè)大學(xué)樊耀峰等人制備相變材料納米膠囊，并通過(guò)熱處理使膠囊進(jìn)一步致密化，由于加熱致密化是對(duì)已經(jīng)定型的膠囊壁材進(jìn)一步交聯(lián)處理，但不能夠?qū)δz囊壁材的完整性進(jìn)行修復(fù)。
上述文獻(xiàn)報(bào)道的多種形式相變材料微膠囊，主要是應(yīng)用于如混凝土、抹灰面、膩?zhàn)?、板材等較厚的建筑材料和/或制品中。由于在這些厚制品建筑材料中的微膠囊用量較大，導(dǎo)致了成本上升，嚴(yán)重制約了其規(guī)?；a(chǎn)和推廣應(yīng)用。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，例如在墻體等厚型建筑材料中的相變材料微膠囊添加量達(dá)到10％-20％時(shí)，可以減少用于制冷和取暖的電耗約20％-40％，但微膠囊的這一添加量則同時(shí)已會(huì)直接影響混凝土、抹灰面、膩?zhàn)?、板材的使用性能，而且在這些材料中微膠囊的使用總量很大，每平方米墻面的微膠囊用量可高達(dá)0.7-1.5kg。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述情況，本發(fā)明首先的目的是提供一種采用相變材料微膠囊而能具有節(jié)能效果的建筑涂料。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明進(jìn)一步的目的還包括提供所說(shuō)具有節(jié)能效果建筑涂料的一種制備方法。
本發(fā)明的節(jié)能建筑涂料，是由水性建筑涂料與相變材料微膠囊按下列重量比例混合組成相變材料微膠囊20-30份，水性建筑涂料 70-80份。
其中所說(shuō)的水性建筑涂料，是上述在建筑行業(yè)中已普遍使用的包括過(guò)氯乙烯墻面涂料、聚乙烯醇縮丁醛墻面涂料、丙烯酸酯墻面涂料、有機(jī)硅改性丙烯酸涂料、聚氨脂墻面涂料、聚醋酸乙烯乳膠漆、醋酸-丙烯酸乳膠漆、苯乙烯-丙烯酸乳膠漆、氯偏乳膠漆、聚乙烯醇類(lèi)水玻璃內(nèi)墻涂料、聚乙烯醇縮甲醛內(nèi)墻涂料、聚乙烯醇縮乙醛內(nèi)墻涂料等在內(nèi)的多種以水為分散介質(zhì)的墻面涂料。
由于墻面涂料是附著于與環(huán)境直接接觸的墻體表面的，因而使微膠囊中的相變材料能夠隨時(shí)感應(yīng)周?chē)h(huán)境的溫度變化并及時(shí)有效地進(jìn)行調(diào)控。將相變材料微膠囊用于涂料，不僅使用方便，而且可以減少微膠囊的總用量。
通常情況下，建筑涂料在使用狀態(tài)下都是一種薄膜狀物，為提高相變材料微膠囊在其中的致密性、耐水性、粒徑的均勻性，以及與涂料混合時(shí)的相容性，避免在涂刷等操作和/或使用過(guò)程中因膠囊壁材破損而影響使用，上述所說(shuō)的相變材料微膠囊特別以采用由含有無(wú)機(jī)粉末成分的壁材包裹的相變材料形式的微膠囊為佳。這種相變材料微膠囊的組成(重量)可以為相變材料成分100份，壁材成分30-100份，無(wú)機(jī)粉末成分2-20份。
其中的相變材料可以為石蠟類(lèi)直鏈烷烴成分、脂肪酸成分、酯類(lèi)成分、醇類(lèi)成分中至少一種。這些相變材料一般均可在目前已有報(bào)道和使用的相變材料微膠囊的常用材料中選擇。如所說(shuō)的石蠟類(lèi)直鏈烷烴成分可以為液體石蠟、正十六烷、正十七烷、正十八烷、正十九烷、正二十烷中至少一種；脂肪酸成分可以為辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸中至少一種；酯類(lèi)成分可以為硬脂酸丁酯、硬脂酸辛酯中至少一種；醇類(lèi)成分為十二醇、環(huán)己醇、叔丁醇中至少一種等；壁材成分可以選擇三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、三聚氰胺脲醛樹(shù)脂、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、酚醛樹(shù)脂中至少一種，其中優(yōu)選為三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂；無(wú)機(jī)粉末成分可以為具有涂料級(jí)粒徑(例如通常＜2μm)的碳酸鈣、硅酸鋁、二氧化硅、硅酸鎂、硫酸鈣、云母粉、硅酸鈣、氧化鋅、磷酸鈣中的至少一種。
在上述形式的相變材料微膠囊中，壁材成分比例過(guò)小會(huì)使微膠囊的壁層變薄易破，壁材比例過(guò)高則可能影響儲(chǔ)能密度和導(dǎo)熱效果。壁材中的無(wú)機(jī)粉末成分比例過(guò)小，會(huì)影響其對(duì)壁材的改性效果，增大其在壁材中的比例，可使壁材更加致密，但試驗(yàn)顯示，含量過(guò)高會(huì)反而會(huì)造成團(tuán)聚。選用儲(chǔ)能密度相對(duì)較高的相變材料時(shí)，可以適當(dāng)提高壁材中無(wú)機(jī)粉末成分的比例。
由于上述的無(wú)機(jī)粉末成分基本上均屬于是建筑涂料中可使用的常規(guī)填料成分，因此微膠囊的壁材中含有這些成分后，可以使微膠囊在涂料中能有更好的相容性。同時(shí)，這些無(wú)機(jī)粉末成分既難溶于水又難溶于油，微膠囊的壁材中添加了這些無(wú)機(jī)粉末成分后不僅可以顯著增加膠囊壁材的致密性和強(qiáng)度，而且還能進(jìn)一步提高微膠囊的耐水性，因而可以使微膠囊的壁層更薄，壁材的用量可少于目前常規(guī)的微膠囊，并可以使微膠囊中相變材料的包含量相應(yīng)增多，使微膠囊在相變過(guò)程中能具有更大的儲(chǔ)能密度，恒溫和節(jié)能的效果更加理想。
將壁材中含有碳酸鈣粉末成分的相變材料微膠囊與常規(guī)形式相變材料微膠囊在致密性、耐水性、相容性等方面的性能對(duì)照試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
表1含無(wú)機(jī)成分壁材的相變材料微膠囊的性能影響試驗(yàn)結(jié)果

壁材中含有無(wú)機(jī)粉末成分的相變材料微膠囊用于建筑涂料后，其性能也顯著優(yōu)于含有常規(guī)形式相變材料微膠囊的涂料。例如，在同等工藝條件下分別含有25％(重量)的常規(guī)相變材料微膠囊和本發(fā)明上述壁材中含有無(wú)機(jī)粉末成分的相變材料微膠囊的丙烯酸酯墻面涂料進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。
表2含有改性處理與未改性處理微膠囊的涂料的性能對(duì)比試驗(yàn)

上述的節(jié)能建筑涂料的制備，通常將所說(shuō)比例的相變材料微膠囊與目前常規(guī)使用的水性建筑涂料充分均勻混合即可，其中所用的相變材料微膠囊，既可以是制備后得到的微膠囊懸浮漿液，也可以是微膠囊粉末等不同形式。當(dāng)采用以無(wú)機(jī)粉末成分改性壁材的微膠囊的建筑涂料，其基本的原料和制備方法如下原料組成(重量)相變材料100份，壁材成分30-100份，無(wú)機(jī)粉末成分2-20份，乳化劑 0.2-5份，分散劑 0.5-5份，去離子水300-500份。
其中的相變材料、壁材成分及無(wú)機(jī)粉末成分均可以分別在上述的相應(yīng)材料中選擇；乳化劑可以選擇非離子表面活性劑中的OP-10、NP-10、EL-40、平平加OS-15、土溫-80、司盤(pán)-80、TX-20中的至少一種；分散劑可以選擇陰離子表面活性劑中的硬脂酸鈉、苯乙烯-馬來(lái)酸酐銨鹽、苯乙烯-馬來(lái)酸酐鈉鹽、十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基磷酸鈉中至少一種。
操作步驟1′將相變材料、乳化劑、分散劑和去離子水在反應(yīng)容器內(nèi)充分混合并調(diào)整pH值為7-10后(可按通常方式以稀釋的三乙醇胺、氫氧化鈉等進(jìn)行調(diào)節(jié))，在能使其完全熔化的溫度和充分?jǐn)嚢璧臈l件下完全分散為乳狀液。由于相變材料不同，使其完全熔化的溫度也相應(yīng)不同，根據(jù)與本發(fā)明目的相適應(yīng)的相變材料的相轉(zhuǎn)變溫度，使其熔化的溫度范圍一般可為30℃-80℃。為使反應(yīng)物完全分散為乳狀液，需有充分的攪拌，且攪拌速度越高，乳化越完全，所形成的膠囊粒徑相應(yīng)越小。試驗(yàn)顯示，在保證完全乳化分散的前提下，攪拌速度一般可控制在500-10000rpm范圍內(nèi)。反應(yīng)物料完全分散為乳狀液后，以常規(guī)方式用稀釋的檸檬酸、鹽酸、氯化銨等調(diào)節(jié)pH值至3-5，即得到相應(yīng)的相變材料乳化液。
2′將以常規(guī)方式制備的壁材預(yù)聚體的水溶液和所說(shuō)的無(wú)機(jī)粉末成分，在充分?jǐn)嚢璧臈l件下緩慢加入上述的相變材料乳化液中，加入速度過(guò)快，會(huì)出現(xiàn)明顯的團(tuán)聚，影響膠囊粒徑的分布，因此加入的速度應(yīng)以不出現(xiàn)明顯團(tuán)聚現(xiàn)象為宜。然后升溫至80℃-100℃，繼續(xù)反應(yīng)至少30分鐘，得到具有改性壁材的相變材料微膠囊的懸浮漿液，可直接用于下步操作，或過(guò)濾、干燥后得到相變材料微膠囊粉末。
試驗(yàn)顯示，在加入壁材預(yù)聚體的水溶液和無(wú)機(jī)粉末成分后的微膠囊形成過(guò)程中，提高反應(yīng)溫度可有助于壁材進(jìn)一步交聯(lián)并將無(wú)機(jī)粉末鑲嵌在壁材內(nèi)，但溫度不宜過(guò)高，否則有造成壁材分解和失效的可能；延長(zhǎng)升溫條件下的反應(yīng)時(shí)間，有利于反應(yīng)進(jìn)行的完全。一般情況下30-60分鐘后反應(yīng)可基本結(jié)束。微膠囊形成時(shí)的攪拌速度可視壁材的縮合速度而定，一般可為100-5000rpm，當(dāng)縮合反應(yīng)的速度快時(shí)(例如有團(tuán)聚物出現(xiàn))攪拌速度可相應(yīng)提高。
由于用于改性壁材的無(wú)機(jī)粉末成分是在微膠囊形成初期緩慢加入的，因而可以有效分散隔離各單個(gè)膠囊體，有利于膠囊形成的完整而不破裂；在膠囊形成的后期，無(wú)機(jī)粉末成分可附著于膠囊壁的表面，在提高了微膠囊壁材的致密性和強(qiáng)度的同時(shí)，也提高了與涂料的相容性。
3′將20-30份的相變材料微膠囊與70-80重量份的水性建筑涂料均勻混合，得到所說(shuō)的節(jié)能建筑涂料。
由上述方法得到的含有無(wú)機(jī)粉末成分壁材的相變材料微膠囊，由于無(wú)機(jī)粉末成分是在微膠囊形成的過(guò)程混合的，因此可以使所形成的微膠囊的壁材薄且包覆完整，其致密性、耐水性和導(dǎo)熱性能也均得到了提高。與涂料混合并被使用后，涂料膜層中的相變材料微膠囊能夠直接接觸環(huán)境，調(diào)溫儲(chǔ)能效果顯著。前述文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的應(yīng)用了相變材料微膠囊的混凝土、抹灰面、膩?zhàn)印宀牡冉ㄖ牧现?，相變材料微膠囊的添加量達(dá)10％-20％可節(jié)能20％-40％，其微膠囊的總用量將達(dá)到每平方米墻面的微膠囊用量約為0.7-1.5kg。試驗(yàn)顯示，本發(fā)明的節(jié)能涂料，特別是使用經(jīng)改性處理后的相變材料微膠囊，其在涂料中的使用量可以高達(dá)20％-30％，恒溫儲(chǔ)能效果好，節(jié)能效果可達(dá)50％以上，并且不會(huì)影響涂料附著膜的基本性能，而每平方米墻面的微膠囊用量則僅約0.1kg，微膠囊的總用量大幅度減少，成本大為降低，而且涂料使用方便，尤其是用于舊房的節(jié)能改造，通過(guò)直接涂刷即可達(dá)到節(jié)能效果。
使用含無(wú)機(jī)粉末壁材的相變材料微膠囊的本發(fā)明節(jié)能涂料與前述含有空心玻璃微珠的傳統(tǒng)節(jié)能涂料、以及普通涂料的主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。
表3不同建筑涂料的主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例的具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。


圖1是常規(guī)相變材料微膠囊分散于水中的1000倍掃描電鏡照片，顯示了其中的微膠囊有破裂情況，膠囊粒徑的均勻度較差，并呈團(tuán)聚狀分散。
圖2是含有無(wú)機(jī)粉末成分壁材的相變材料微膠囊分散于水介質(zhì)中1000倍掃描電鏡照片，顯示了其中的微膠囊基本無(wú)破損而保持完整，且粒徑均勻，呈均勻分散狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例11)相變材料微膠囊的制備材料及用量(重量份)正十六烷100三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂 30碳酸鈣 15OP-10 0.6苯乙烯馬來(lái)酸酐鈉鹽 0.5去離子水450操作步驟(1)將正十六烷、OP-10、苯乙烯-馬來(lái)酸酐鈉鹽、去離子水加入反應(yīng)釜混合，調(diào)整pH＝7，溫度升至30℃，用高速剪切乳化機(jī)乳化8min，乳化速度1000rpm，調(diào)整pH＝4，制得相變材料乳化液；(2)將以上制備的相變材料乳化液加入反應(yīng)釜，溫度控制在40-60℃，在400rpm的攪拌速度下，緩慢加入三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂預(yù)聚體的水溶液，同時(shí)緩慢加入碳酸鈣改性劑，并逐漸將反應(yīng)溫度升高到90℃，繼續(xù)反應(yīng)60min，得到懸浮液態(tài)漿相變材料微膠囊，過(guò)濾干燥得到粉末態(tài)相變材料微膠囊；2)相變節(jié)能建筑涂料的制備將上述相變材料微膠囊20重量份與丙烯酸酯墻面涂料80重量份直接混合均勻，即得到本發(fā)明相變節(jié)能建筑涂料。
實(shí)施例21)相變材料微膠囊的制備材料及用量(重量份)十二醇100脲醛樹(shù)脂 70硅酸鎂5EL-40 2十二烷基硫酸鈉2去離子水 300操作步驟(1)將十二醇、EL-40、十二烷基硫酸鈉、去離子水加入反應(yīng)釜混合，調(diào)整pH＝8，溫度升至40℃，用高速剪切乳化機(jī)乳化20min，乳化速度2000rpm，調(diào)整pH＝5，制得相變材料乳化液；(2)將以上制備的相變材料乳化液加入反應(yīng)釜，溫度控制在60-70℃，在200rpm的攪拌速度下，緩慢加入脲醛樹(shù)脂預(yù)聚體的水溶液，同時(shí)緩慢加入硅酸鎂改性劑，并逐漸將反應(yīng)溫度升高到85℃，繼續(xù)反應(yīng)40min，得到懸浮液態(tài)漿相變材料微膠囊，過(guò)濾干燥得到粉末態(tài)相變材料微膠囊；2)相變節(jié)能建筑涂料的制備將上述相變材料微膠囊30重量份與聚乙烯醇縮乙醛內(nèi)墻涂料70重量份直接混合均勻，即得到本發(fā)明相變節(jié)能建筑涂料。
實(shí)施例31)相變材料微膠囊的制備材料及用量(重量份)硬脂酸丁酯 100酚醛樹(shù)脂100硅酸鋁 8土溫-80 3硬脂酸鈉5去離子水320操作步驟(1)將硬脂酸丁酯、土溫-80、硬脂酸鈉、去離子水加入反應(yīng)釜混合，調(diào)整pH＝9，溫度升至60℃，用高速剪切乳化機(jī)乳化20min，乳化速度6000rpm，調(diào)整pH＝4，制得相變材料乳化液；(2)將以上制備的相變材料乳化液加入反應(yīng)釜，溫度控制在70-80℃，在100rpm的攪拌速度下，緩慢加入酚醛樹(shù)脂預(yù)聚體水溶液，同時(shí)緩慢加入硅酸鋁，并逐漸將反應(yīng)溫度升高到100℃，繼續(xù)反應(yīng)30min，得到懸浮液態(tài)漿相變材料微膠囊，過(guò)濾干燥得到粉末態(tài)相變材料微膠囊；2)相變節(jié)能建筑涂料的制備將上述相變材料微膠囊25重量份與聚氨脂墻面涂料75重量份直接混合均勻，即得到本發(fā)明相變節(jié)能建筑涂料。
實(shí)施例41)相變材料微膠囊的制備材料及用量(重量份)正二十烷100聚氨酯 40二氧化硅12NP-10 0.2十六烷基磷酸鈉 3去離子水380操作步驟(1)將正二十烷、NP-10、十六烷基磷酸鈉、去離子水加入反應(yīng)釜混合，調(diào)整pH＝8，溫度升至70℃，用高速剪切乳化機(jī)乳化10min，乳化速度8000rpm，調(diào)整pH＝4，制得相變材料乳化液；(2)將以上制備的相變材料乳化液加入反應(yīng)釜，溫度控制在50-80℃，在200rpm的攪拌速度下，緩慢加聚氨酯預(yù)聚體，同時(shí)緩慢加入二氧化硅，并逐漸將反應(yīng)溫度升高到95℃，繼續(xù)反應(yīng)60min，得到懸浮液態(tài)漿相變材料微膠囊，過(guò)濾干燥得到粉末態(tài)相變材料微膠囊；2)相變節(jié)能建筑涂料的制備將上述相變材料微膠囊22重量份與醋酸-丙烯酸乳膠漆78重量份直接混合均勻，即得到本發(fā)明相變節(jié)能建筑涂料。
實(shí)施例51)相變材料微膠囊的制備材料及用量(重量份)硬脂酸辛酯100三聚氰胺脲醛樹(shù)脂 50氧化鋅18TX-20 1苯乙烯馬來(lái)酸酐銨鹽2去離子水 400操作步驟(1)將硬脂酸辛酯、TX-20、苯乙烯馬來(lái)酸酐銨鹽、去離子水加入反應(yīng)釜混合，調(diào)整pH＝8，溫度升至60℃，用高速剪切乳化機(jī)乳化30min，乳化速度3000rpm，調(diào)整pH＝4，制得相變材料乳化液；(2)將以上制備的相變材料乳化液加入反應(yīng)釜，溫度控制在70-80℃，在100rpm的攪拌速度下，緩慢加入三聚氰胺脲醛樹(shù)脂預(yù)聚體水溶液，同時(shí)緩慢加入氧化鋅，并逐漸將反應(yīng)溫度升高到90℃，繼續(xù)反應(yīng)60min，得到懸浮液態(tài)漿相變材料微膠囊，過(guò)濾干燥得到粉末態(tài)相變材料微膠囊；2)相變節(jié)能建筑涂料的制備將上述相變材料微膠囊25重量份與苯乙烯-丙烯酸乳膠漆75重量份直接混合均勻，即得到本發(fā)明相變節(jié)能建筑涂料。
實(shí)施例61)相變材料微膠囊的制備材料及用量(重量份)月桂酸100三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂 60硅酸鈣20司盤(pán)-80 4十六烷基磷酸鈉4
去離子水450操作步驟(1)將月桂酸、司盤(pán)-80、十六烷基磷酸鈉、去離子水加入反應(yīng)釜混合，調(diào)整pH＝8，溫度升至70℃，用高速剪切乳化機(jī)乳化10min，乳化速度1000rpm，調(diào)整pH＝4，制得相變材料乳化液；(2)將以上制備的相變材料乳化液加入反應(yīng)釜，溫度控制在70-80℃，在250rpm的攪拌速度下，緩慢加三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂預(yù)聚體，同時(shí)緩慢加入硅酸鈣，并逐漸將反應(yīng)溫度升高到95℃，繼續(xù)反應(yīng)60min，得到懸浮液態(tài)漿相變材料微膠囊，過(guò)濾干燥得到粉末態(tài)相變材料微膠囊；2)相變節(jié)能建筑涂料的制備將上述相變材料微膠囊20重量份與過(guò)氯乙烯墻面涂料80重量份直接混合均勻，即得到本發(fā)明相變節(jié)能建筑涂料。
實(shí)施例71)相變材料微膠囊的制備材料及予量(重量份)癸酸100聚甲基丙烯酸甲酯80云母粉 6平平加OS-15 5苯乙烯馬來(lái)酸酐銨鹽 3去離子水400操作步驟(1)將癸酸、平平加OS-15、苯乙烯馬來(lái)酸酐銨鹽、去離子水加入反應(yīng)釜混合，調(diào)整pH＝8，溫度升至60℃，用高速剪切乳化機(jī)乳化10min，乳化速度3000rpm，調(diào)整pH＝4，制得相變材料乳化液；(2)將以上制備的相變材料乳化液加入反應(yīng)釜，溫度控制在70-80℃，在100rpm的攪拌速度下，緩慢加入聚甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚體水溶液，同時(shí)緩慢加入云母粉，并逐漸將反應(yīng)溫度升高到100℃，繼續(xù)反應(yīng)50min，得到懸浮液態(tài)漿相變材料微膠囊，過(guò)濾干燥得到粉末態(tài)相變材料微膠囊；2)相變節(jié)能建筑涂料的制備將上述相變材料微膠囊30重量份與聚乙烯醇縮丁醛墻面涂料70重量份直接混合均勻，即得到本發(fā)明相變節(jié)能建筑涂料。
實(shí)施例81)相變材料微膠囊的制備材料及用量(重量份)叔丁醇100脲醛樹(shù)脂 45
硫酸鈣 10NP-102.5苯乙烯馬來(lái)酸酐鈉鹽 1去離子水 500操作步驟(1)將叔丁醇、NP-10、苯乙烯馬來(lái)酸酐鈉鹽、去離子水加入反應(yīng)釜混合，調(diào)整pH＝9，溫度升至30℃，用高速剪切乳化機(jī)乳化5min，乳化速度10000rpm，調(diào)整pH＝4，制得相變材料乳化液；(2)將以上制備的相變材料乳化液加入反應(yīng)釜，溫度控制在30-40℃，在100rpm的攪拌速度下，緩慢加入脲醛樹(shù)脂預(yù)聚體水溶液，同時(shí)緩慢加入硫酸鈣，并逐漸將反應(yīng)溫度升高到60℃，繼續(xù)反應(yīng)30min，得到懸浮液態(tài)漿相變材料微膠囊，過(guò)濾干燥得到粉末態(tài)相變材料微膠囊；2)相變節(jié)能建筑涂料的制備將上述相變材料微膠囊28重量份與有機(jī)硅改性丙烯酸乳液72重量份直接混合均勻，即得到本發(fā)明相變節(jié)能建筑涂料。
實(shí)施例91)相變材料微膠囊的制備材料及用量(重量份)液體石蠟100聚甲基丙烯酸乙酯60磷酸鈣 18OP-10 1.5十二烷基苯磺酸鈉0.8去離子水500操作步驟(1)將液體石蠟、OP-10、十二烷基苯磺酸鈉、去離子水加入反應(yīng)釜混合，調(diào)整pH＝8，溫度升至50℃，用高速剪切乳化機(jī)乳化5min，乳化速度8000rpm，調(diào)整pH＝3，制得相變材料乳化液；(2)將以上制備的相變材料乳化液加入反應(yīng)釜，溫度控制在40-60℃，在600rpm的攪拌速度下，緩慢加入聚甲基丙烯酸乙酯預(yù)聚體水溶液，同時(shí)緩慢加入磷酸鈣，并逐漸將反應(yīng)溫度升高到60℃，繼續(xù)反應(yīng)40min，得到懸浮液態(tài)漿相變材料微膠囊，過(guò)濾干燥得到粉末態(tài)相變材料微膠囊；2)相變節(jié)能建筑涂料的制備將上述相變材料微膠囊25重量份與有機(jī)硅改性丙烯酸乳液75重量份直接混合均勻，即得到本發(fā)明相變節(jié)能建筑涂料。
實(shí)施例101)相變材料微膠囊的制備材料及用量(重量份)棕櫚酸100三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂 90碳酸鈣2TX-20 3十二烷基磺酸鈉4去離子水 420操作步驟(1)將棕櫚酸、TX-20、十二烷基磺酸鈉、去離子水加入反應(yīng)釜混合，調(diào)整pH＝10，溫度升至70℃，用高速剪切乳化機(jī)乳化20min，乳化速度2000rpm，調(diào)整pH＝5，制得相變材料乳化液；(2)將以上制備的相變材料乳化液加入反應(yīng)釜，溫度控制在60-70℃，在1000rpm的攪拌速度下，緩慢加入三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂預(yù)聚體的水溶液，同時(shí)緩慢加入碳酸鈣改性劑，并逐漸將反應(yīng)溫度升高到85℃，繼續(xù)反應(yīng)40min，得到懸浮液態(tài)漿相變材料微膠囊，過(guò)濾干燥得到粉末態(tài)相變材料微膠囊；2)相變節(jié)能建筑涂料的制備將上述相變材料微膠囊30重量份與聚乙烯醇縮乙醛內(nèi)墻涂料70重量份直接混合均勻，即得到本發(fā)明相變節(jié)能建筑涂料。
權(quán)利要求
1.節(jié)能建筑涂料，其特征是由水性建筑涂料與相變材料微膠囊按下列重量比例混合組成相變材料微膠囊20-30份，水性建筑涂料 70-80份。
2.如權(quán)利要求1所述的節(jié)能建筑涂料，其特征是所說(shuō)的相變材料微膠囊是由含有無(wú)機(jī)粉末成分的壁材包裹相變材料的微膠囊，其重量組成比例相變材料成分 100份，壁材成分 30-100份，無(wú)機(jī)粉末成分 2-20份，其中，相變材料為石蠟類(lèi)直鏈烷烴、脂肪酸、酯類(lèi)、醇類(lèi)中至少一種；壁材成分為三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、三聚氰胺脲醛樹(shù)脂、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、酚醛樹(shù)脂中至少一種；無(wú)機(jī)粉末成分為具有涂料級(jí)粒徑的碳酸鈣、硅酸鋁、二氧化硅、硅酸鎂、硫酸鈣、云母粉、硅酸鈣、氧化鋅、磷酸鈣中的至少一種。
3.如權(quán)利要求1或2所述的節(jié)能建筑涂料，其特征是所說(shuō)的微膠囊壁材成分為三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂。
4.節(jié)能建筑涂料的制備方法，其特征是將下述原料按所說(shuō)的步驟進(jìn)行原料及重量比例相變材料100份，壁材成分30-100份，無(wú)機(jī)粉末成分2-20份，乳化劑 0.2-5份，分散劑 0.5-5份，去離子水300-500份，其中所說(shuō)的相變材料為石蠟類(lèi)直鏈烷烴、脂肪酸、酯類(lèi)、醇類(lèi)中至少一種；壁材成分為三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、三聚氰胺脲醛樹(shù)脂、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、酚醛樹(shù)脂中至少一種；無(wú)機(jī)粉末成分為具有涂料級(jí)粒徑的碳酸鈣、硅酸鋁、二氧化硅、硅酸鎂、硫酸鈣、云母粉、硅酸鈣、氧化鋅、磷酸鈣中的至少一種；乳化劑為非離子表面活性劑OP-10、NP-10、EL-40、平平加OS-15、土溫-80、司盤(pán)-80、TX-20中的至少一種；分散劑為陰離子表面活性劑硬脂酸鈉、苯乙烯-馬來(lái)酸酐銨鹽、苯乙烯-馬來(lái)酸酐鈉鹽、十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基磷酸鈉中至少一種；對(duì)上述原料按下述步驟操作1′將相變材料、乳化劑、分散劑和去離子水在反應(yīng)容器內(nèi)充分混合并調(diào)整pH值為7-10，在能使其完全熔化的溫度和充分?jǐn)嚢璧臈l件下完全分散為乳狀液后，調(diào)節(jié)pH值為3-5，得到相變材料乳化液；2′將以上制備的相變材料乳化液加入反應(yīng)容器，在充分?jǐn)嚢璧臈l件下緩慢加入壁材預(yù)聚體的水溶液和所說(shuō)的無(wú)機(jī)粉末成分，并升溫至80℃-100℃，繼續(xù)反應(yīng)至少30分鐘，得到具有改性壁材的相變材料微膠囊的懸浮漿液，可直接用于下步操作，或過(guò)濾、干燥后得到相變材料微膠囊粉末；3′將20-30份的相變材料微膠囊與70-80重量份的水性建筑涂料均勻混合，得到所說(shuō)的節(jié)能建筑涂料。
5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征是所說(shuō)的壁材成分選用三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂。
6.如權(quán)利要求4或5的制備方法，其特征是在2′步中所說(shuō)的充分?jǐn)嚢铻橐?00-5000rpm的速度進(jìn)行攪拌。
全文摘要
節(jié)能建筑涂料及制備方法。所說(shuō)該節(jié)能建筑涂料是由水性建筑涂料與相變材料微膠囊按下列重量比例混合組成相變材料微膠囊20－30份，水性建筑涂料70－80份。其中所說(shuō)的相變材料微膠囊特別采用的是由含有無(wú)機(jī)粉末成分的壁材包裹相變材料的微膠囊后，可使微膠囊的壁材更加薄而致密，因而具有更為優(yōu)良的導(dǎo)熱性、耐水性及與建筑墻面涂料的相容性。微膠囊的儲(chǔ)能密度可達(dá)160KJ/kg，使用后微膠囊可以均勻地分散在涂料膜層，能及時(shí)有效的吸熱或放熱從而將室溫控制在18℃－26℃，用于取暖或制冷的能耗可節(jié)約50％以上，具有理想的節(jié)能效果。
文檔編號(hào)C09D7/12GK1927952SQ200610021970
公開(kāi)日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2006年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日
發(fā)明者陳慶, 曾軍堂, 楊欣宇, 陳兵 申請(qǐng)人:成都新柯力化工科技有限公司