本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，具體涉及一種具有防水防污性能的保溫涂料的制備方法。
技術(shù)背景
20世紀70年代后，世界氣候變暖，地球能源日趨枯竭。在我國能源消耗中，建筑能耗占人類能源消耗的30～40%，提高建筑物保溫隔熱性能是節(jié)約能源、提高建筑物使用功能的重要途徑。隔熱涂料施涂于建筑物表面可有效的降低建筑物表面及內(nèi)部的溫度。近年來，隨著建筑節(jié)能的推廣，隔熱涂料因經(jīng)濟、方便和隔熱效果好等優(yōu)點越來越受到人們的關(guān)注。因此，研究開發(fā)新型、復合型保溫隔熱涂料對人類的日常生活具有重大的現(xiàn)實意義。
現(xiàn)有的保溫隔熱涂料主要采用有機聚合物乳液、空心微珠、多孔性填料和熱反射材料等隔熱顏填料達到保溫隔熱、防水防污的目的。
CN1249321公開了一種可涂于建筑物外墻或金屬表面的水性反輻射隔熱涂料，由丙烯酸合成乳液、反輻射陶瓷填料、隔熱硅酸鹽空心填料、顏填料、涂料助劑、稀釋劑水組成，具有附著力強、涂層薄、無毒、無污染、隔熱性能好的優(yōu)點。
CN 101108931公開了一種水性彈性保溫隔熱涂料及其制備方法，采用了彈性純丙和硅丙兩種乳液作為成膜物，還采用了隔熱材料、金紅石型鈦白粉等材料。
CN101555377公開了一種保溫隔熱涂料，由水、纖維素、分散劑、SPA202消泡劑、潤濕劑、多功能助劑、丙二醇、鈦白粉、硅藻土、中空玻璃微珠、彈 性防水乳液、F111消泡劑、增稠劑和防腐殺菌劑原料混合而成，具有：保溫、隔熱、防輻射、防脫落、防水、防火、防龜裂、防凍、耐洗刷、耐沾污的效果。
CN1800283公開的一種隔熱涂料,其組成包括：成膜物15～65重量份；納米多孔SiO23～20重量份；納米氧化鐵黃1～12重量份；顏料5～30重量份；填料3～22重量份；助劑0.4～8重量份；溶劑6～30重量份。該隔熱涂料對太陽熱和紅外輻射都有高反射率、隔熱效率高、抗紫外線能力強,且具有超耐候性、強附著力及高自潔性性能。
CN101121858公開一種反射太陽熱射線的隔熱涂料，其由底涂涂料與面涂涂料兩部分構(gòu)成，所述底涂涂料中固體物質(zhì)量百分比為：中空微珠隔熱材料5-40%，熱反射材料10-50%，粘合劑高分子樹脂10-70%；面涂涂料中固體物質(zhì)量百分比為；表面包覆反射熱射線復合材料5-40%，熱反射材料10-50%，粘合劑高分子樹脂10-70%。本發(fā)明涂料對熱射線的總反射率可以達到85-90%。能夠有效地防止太陽的熱輻射。具體地，底涂采用中空微珠隔熱材料、熱反射材料和高分子樹脂制成；面涂采用表面包覆反射熱射線復合材料、熱反射材料和高分子樹脂制成，由于有機聚合物中含有大量-C=O、-C-O-C、-OH等吸光基團，對太陽光的吸收程度要高于無機的顏填料，所以當有機聚合物乳液的添加量越大時，涂膜對太陽光的吸收量也越大，涂膜的導熱系數(shù)也會相應提高，會降低涂層的隔熱效果。
CN 102399483A公開了一種有機/無機復合型隔熱保溫水性建筑涂料及其制備方法，本發(fā)明的涂料包括以下組分：有機聚合物乳液、硅溶膠、紅外陶瓷粉、鈦白粉、空心玻璃微珠、陶瓷微球、木質(zhì)纖維、滑石粉、高嶺土、潤濕劑、分散劑、成膜助劑、防凍劑、硅烷偶聯(lián)劑、含氟助劑、增稠劑、殺菌防霉劑、消 泡劑、pH調(diào)節(jié)劑和去離子水。本發(fā)明利用陶瓷微球和空心玻璃微球的反射作用，硅溶膠的低導熱系數(shù)和低吸光度，使涂料的太陽光反射率高、半球發(fā)射率高，隔熱性能優(yōu)異，同時還具有優(yōu)異的耐候性、耐水性和耐沾污性能，可以廣泛用于建筑、車輛、油品貯罐的隔熱保溫涂裝
但是，現(xiàn)有的保溫涂料的保溫板熱阻比較大，采用的有機材料易燃，同時，隔熱的效果衰減很快，往往第一年有很好的反射或輻射率，但是隨后其反射或輻射率每年遞減，約5-7年后，隔熱效果就會喪失。同時，由于現(xiàn)有的保溫涂料的耐污防水效果不好也是導致保溫效果急劇下降的一個原因。
如何開發(fā)一種既具有防水防污功能，又具有保溫功能的涂料是本領(lǐng)域的一個技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種保溫涂料組合物，包括骨料、基料、輔助填料和助劑，所述骨料為空心玻璃微球，所述基料為硅丙乳液。
優(yōu)選地，所述保溫涂料組合物中，空心玻璃微球為16-18重量份，硅丙乳液為21-27重量份。
本發(fā)明中，空心玻璃微球為所述防水保溫涂料的骨料，起到反射光線保溫以及提供隔熱空間的作用，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)空心玻璃微球的添加量在16-18重量份數(shù)時，反射率較大，且涂料組合物較穩(wěn)定。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述空心玻璃微球粒度為10-180μm，例如11μm、12.5μm、13μm、26.3μm、57.8μm、98.1μm、110μm、120.9μm、163μm、177μm、179μm等，壁厚為1-3μm，例如1.1μm、1.8μm、2.2μm、2.8μm、2.9μm等，優(yōu)選20-120μm。
本發(fā)明硅丙乳液為所述防水涂料的高分子乳液成分，起到成膜、防水、防污的作用，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)硅丙乳液的添加量在21-27重量份時，涂料組合物穩(wěn)定性好，且施工性好。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述硅丙乳液的玻璃化溫度為30-40℃，例如31℃、34℃、35℃、37℃、39℃等，所述硅丙乳液的最低成膜溫度為20-25℃，例如21℃、22.3℃、23.5℃、23.7℃、24.1℃、24.8℃等。
優(yōu)選地，所述硅丙乳液通過核殼包覆聚合工藝合成。
有機氟材料的表面能非常低，當含氟丙烯酸酯共聚物乳液成膜時，全氟烷基向空氣中伸展，氟碳鍵中的電子被緊緊地束縛在原子的周圍，這種緊密堆積取向的排列賦予了乳膠膜極低的表面能。本發(fā)明選用含氟的硅丙乳液，在使用過程中，能夠賦予涂料良好的耐候性和抗污抗水能力。
優(yōu)選地，所述硅丙乳液為含氟硅丙乳液。
優(yōu)選地，所述骨料還含有0-9重量份的陶瓷微球；所述陶瓷微球的平均粒徑為1-40μm，例如1.2μm、3.4μm、6.7μm、14μm、33.2μm、33.7μm、37.9μm、39μm等，優(yōu)選5-35μm。
優(yōu)選地，所述輔助填料含有4-15重量份的滑石粉、0-10重量份的高嶺土、0-10重量份的膨潤土、0-10重量份的云母粉、5-15重量份的遠紅外陶瓷粉、0.2-1重量份的木質(zhì)素。
優(yōu)選地，所述助劑含有0.1-0.5重量份的潤濕劑、0.2-1.0重量份的分散劑、0-1.5重量份的成膜助劑、0.5-1.5重量份的防凍劑、0.2-0.5重量份的硅烷偶聯(lián)劑、0.2-0.5重量份含氟助劑、0.5-1.0重量份增稠劑、0.2-0.4重量份殺菌防霉劑、0.2-0.5重量份的消泡劑、0.1-0.4重量份的pH調(diào)節(jié)劑和20-28重量份的去離子水。
優(yōu)選地，所述遠紅外陶瓷粉在常溫下的紅外線發(fā)射率為0.85~0.92，例如0.852、0.89、0.901、0.915、0.919等，所述遠紅外陶瓷粉的平均粒徑為325~3000目，例如327目、359目、500目、660目、1200目、1902目、2050目、2880目、2900目等。
優(yōu)選地，所述木質(zhì)纖維的平均粒徑為500~1000目，例如505目、580目、620目、750目、940目、995目等。
優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、、氨基-甲氧基官能硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一種或至少兩種的混合物，所述混合物例如γ-氨丙基三乙氧基硅烷/辛基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷/γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷/氨基-甲氧基官能硅烷等。
優(yōu)選地，所述含氟助劑為乙氧基類非離子型氟碳表面活性劑、水溶性磷酸酯類陰離子型氟碳表面活性劑或聚氧乙烯基醚類非離子型氟碳表面活性劑中的一種或至少兩種的混合物。
優(yōu)選地，所述潤濕劑為烷基酚聚氧乙烯醚類非離子表面活性劑和/或聚醚改性的聚硅氧烷潤濕劑。
優(yōu)選地，所述分散劑為聚羧酸鈉鹽分散劑、聚羧酸銨鹽分散劑或六偏磷酸鈉中的一種或至少兩種的組合。
優(yōu)選地，所述成膜助劑為丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚或2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯中的一種或至少兩種的組合，所述組合例如丙二醇甲醚/丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚/二乙二醇丁醚/丙二醇丁醚、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯/二丙二醇甲醚等。
優(yōu)選地，所述防凍劑為乙二醇或丙二醇中的一種或兩種；所述鈦白粉為金 紅石型鈦白粉；所述滑石粉的平均粒徑為1250目，高嶺土的平均粒徑為4000目。
優(yōu)選地，所述增稠劑為羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、聚氨酯類增稠劑或堿溶脹型增稠劑中的一種或至少兩種的組合；
優(yōu)選地，所述殺菌防霉劑為五氯苯酚、5-氯-2甲基-4異噻唑啉-3酮、2-甲基-4異噻唑啉-3酮、苯并噻唑啉酮、碘代丙炔基丁基甲氨酸酯、水楊酰苯胺中的一種或至少兩種的組合；
優(yōu)選地，所述消泡劑為有機硅消泡劑，聚醚改性有機硅消泡劑和礦物油消泡劑中的一種或至少兩種的組合，其中有機硅消泡劑的主要成分為聚二甲基硅氧烷、乳化劑、分散劑和表面活性劑；礦物油消泡劑的主要成分為硬脂酸金屬皂、乳化劑、分散劑和表面活性劑；聚醚消泡劑的主要成分為聚氧乙烯氧丙基甘油、乳化劑、分散劑和表面活性劑；聚醚改性有機硅消泡劑的主要成分為聚醚改性聚二甲基硅氧烷、乳化劑、分散劑和表面活性劑；
優(yōu)選地，所述pH調(diào)節(jié)劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇、氨水、氫氧化鈉、二乙醇胺或三乙胺中的一種或至少兩種的組合。
本發(fā)明添加有硅丙乳液，提高了涂層的基本性能，包括耐候性、耐洗刷性、耐水性和耐沾污性等。由于硅丙乳液成膜后形成的是Si-O-Si無機聚合物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，對太陽光的吸收程度比有機聚合物低；同時，由于硅丙乳液成膜后能提高復合涂層的耐沾污性，有利于隔熱涂料隔熱溫差衰減的降低，有利于提高涂層的隔熱保溫性能；另外，由于硅丙乳液成膜過程中不需要成膜助劑，所以本發(fā)明提供的涂料組合物的VOC含量低于純有機聚合物配成的涂料。因此，本發(fā)明所得到的涂料組合物既具有防水防污功能，又具有保溫功能的涂料。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
所述防水保溫涂料按重量份數(shù)包括如下組分：
優(yōu)選地，所述防水保溫涂料按重量份數(shù)包括如下組分：
本發(fā)明還提供一種有機/無機復合型隔熱保溫水性建筑涂料的制備方法，包 括以下步驟：
（1）按照配方量將成膜助劑、防凍劑、潤濕劑、分散劑、消泡劑、硅烷偶聯(lián)劑和增稠劑加入到13-18份去離子水中，在300-500r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌3～10min得到混合物；
（2）向步驟（1）得到的混合物中加入配方量的鈦白粉、遠紅外陶瓷粉、陶瓷微球、木質(zhì)纖維、滑石粉和高嶺土，在1000-2000r/min的轉(zhuǎn)速下分散15-60min得到細度≤60μm的混合體系；
（3）在300-600r/min轉(zhuǎn)速下，向步驟（2）得到的混合體系中依次加入配方量的殺菌防霉劑、有機聚合物乳液、空心玻璃微珠、消泡劑、剩余去離子水、pH調(diào)節(jié)劑和增稠劑，攪拌均勻，調(diào)節(jié)混合體系的粘度為11000-13000mpa/s，停止攪拌，靜置，過濾，得到有機/無機復合型隔熱保溫水性建筑涂料。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：
（1）本發(fā)明采用陶瓷微球和空心玻璃微球，其太陽光反射率相比于其他普通填料更高，而且它們具有協(xié)同作用，使得本發(fā)明的涂層具有很高的太陽光反射率、半球發(fā)射率高；空心玻璃微球為一種中空、薄壁、堅硬、輕質(zhì)的球體，具有極低的導熱系數(shù)，能夠降低涂層的導熱系數(shù)，本發(fā)明的涂層的太陽光反射率≧0.85，半球發(fā)射率≧0.85，隔熱溫差≧12℃，隔熱溫差衰減≤12℃；尤其是粒徑為20-120μm的空心玻璃微球和粒徑為5-35μm的陶瓷微球。
（2）本發(fā)明選用硅丙乳液，使保溫涂料具有優(yōu)異的保溫性能的同時，具有良好的防水防污性能，尤其是選自含氟硅丙乳液，所述保溫涂料的防水防污性能更加優(yōu)異。
（3）本發(fā)明添加了含氟助劑，進一步提高了涂層的疏水和疏油性，賦予涂 層較好的耐候性、耐水性和耐沾污性能；
（4）本發(fā)明所述防水保溫涂料中成膜助劑的使用量小，不僅降低了涂料的VOC含量，而且降低了涂料的成本；
（5）本發(fā)明采用了常溫下具有高紅外發(fā)射率的遠紅外陶瓷粉，這種遠紅外功能材料不僅具有良好的隔熱效果，還可以起到一定的醫(yī)療保健的作用。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明作進一步解釋說明，但是本發(fā)明要求保護的范圍并不限于此。
實施例1
一種具有防水防污性能的保溫涂料的制備方法的制備步驟如下：
（1）按照配方量將成膜助劑、防凍劑、潤濕劑、分散劑、消泡劑、硅烷偶聯(lián)劑和增稠劑加入到13份去離子水中，在500r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌3min得到混合物；
（2）向步驟（1）得到的混合物中加入配方量的鈦白粉、遠紅外陶瓷粉、陶瓷微球、木質(zhì)纖維、滑石粉和高嶺土，在2000r/min的轉(zhuǎn)速下分散15min得到細度為60μm的混合體系；
（3）在300r/min轉(zhuǎn)速下，向步驟（2）得到的混合體系中依次加入配方量的殺菌防霉劑、硅丙乳液、空心玻璃微珠、消泡劑、剩余去離子水、pH調(diào)節(jié)劑和增稠劑，攪拌均勻，得到粘度為13000mpa/s的混合體系，停止攪拌，靜置，過濾，得到有機/無機復合型隔熱保溫水性建筑涂料。