復(fù)合型建筑保溫隔熱涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新材料領(lǐng)域，具體來說是一種復(fù)合型建筑保溫隔熱涂料，以及該種建筑隔熱涂料的制備方法。
技術(shù)背景
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全球?qū)δ茉吹男枨笕找嬖龃?。建筑物在使用期間，采暖、空調(diào)、通風(fēng)、熱水供應(yīng)等方面消耗了大量的能源，這些能源約占人類總能源消耗的30%?40%，面對能源日益緊張，建筑節(jié)能問題引起了越來越多的國家的重視。實踐證明，建筑節(jié)能最直接有效的方法是使用保溫隔熱材料。據(jù)日本的節(jié)能實踐證明，每使用It保溫隔熱材料，可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤3t/年，其節(jié)能效益是材料生產(chǎn)成本的10倍；根據(jù)歐美發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗，在住宅保溫上每用It巖棉制品，每年可以節(jié)約的能源相當(dāng)于It石油或2.5?3.7t標(biāo)煤。
[0003]保溫隔熱材料的發(fā)展是以建筑節(jié)能的發(fā)展為背景，發(fā)達(dá)國家從1973年能源危機(jī)起開始關(guān)注建筑節(jié)能，制定相關(guān)的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)并不斷修訂完善，而且國外保溫材料工業(yè)已經(jīng)有很長的歷史，建筑節(jié)能用保溫隔熱材料占絕大多數(shù)，如美國從1987年以來建筑保溫隔熱材料占所有保溫材料的81 %左右，瑞典及分蘭等西歐國豕80%以上的巖棉制品用于建筑節(jié)能。我國建筑節(jié)能工作從20世紀(jì)90年代初才剛剛啟動，用于建筑節(jié)能的保溫隔熱材料相對較少，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，已形成品種比較齊全、初具規(guī)模的保溫材料的生產(chǎn)和技術(shù)體系，但我國的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能普遍較低，仍與工業(yè)發(fā)達(dá)國家有很大的差距，以多層建筑為例，外墻和屋面的傳熱系數(shù)為氣候條件接近的發(fā)達(dá)國家的3?4倍，夕卜墻的單位建筑面積耗能是4?5倍，屋頂2.5?5.5倍，外窗1.5?2.2倍，門窗空氣滲透率要高出3?6倍，我國建筑單位面積的總傳熱量為氣候條件接近的發(fā)達(dá)國家的2?5倍。目前我國使用的保溫材料主要有:膠粉聚苯顆粒保溫漿料、EPS板、XPS板、PU板、聚酰亞胺材料、單組分聚氨酯泡沫填縫劑等。
[0004]繼^ 五規(guī)劃之后，建設(shè)部的十二五規(guī)劃里對于建筑節(jié)能這一塊，再次作為建筑業(yè)發(fā)展的三大重點之一?，F(xiàn)在國家要求建筑節(jié)能提高到65%的高度。從而對隔熱材料的要求越來越高。
[0005]近年來，人們?yōu)榱说玫叫阅軆?yōu)異的隔熱保溫涂料，做了大量的研究工作:在公開號為CN1986661A的發(fā)明專利公開了一種以空心玻璃微珠為功能填料的保溫涂料；公開號為CN102329545A的發(fā)明專利公開了以中空玻璃微珠和閉孔膨脹珍珠巖為功能填料的水性外保溫涂料；公開號為CN101671523A的發(fā)明專利公開了以空心玻璃微珠為功能性填料的水性阻燃隔熱保溫涂料；公開號為CN103642364A的發(fā)明專利公開了一種以相變微膠囊為功能填料的隔熱保溫涂料；公開號為CN101481583的發(fā)明專利公開了一種以相變微珠、空心玻璃微珠為功能助劑制備水性耐沾污熱反射相變隔熱涂料，其外表面溫度降低15-20°C，背面溫度降低8-15°C。
[0006]從隔熱機(jī)理分析，單一的功能性助劑只能阻隔單一熱源，如單一的熱輻射、單一的熱傳導(dǎo)、單一的熱吸收等，而多助劑的加入，雖然能明顯提高隔熱保溫效果，但容易導(dǎo)致涂料本身性能缺陷，如粘度增加、儲存穩(wěn)定性下降、涂膜性能變差等，影響產(chǎn)品的最終使用性會K。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有保溫隔熱涂料應(yīng)用的單獨使用某一功能性助劑隔熱效果不理想，以及中空玻璃微珠出現(xiàn)的產(chǎn)品不合格、高速分散過程中破碎率比較高以及該類保溫隔熱涂料隔熱效果差、AkzoNobel的EXPANCEL Microsperes系列的空心聚合物自身在涂料應(yīng)用過程中出現(xiàn)的分散不均勻、分層及該類隔熱涂料隔熱效果不理想、相變微膠囊保溫隔熱效果較差以及多助劑復(fù)合型隔熱涂料性能缺陷等問題，從而提供一種外觀良好、儲存穩(wěn)定，采用多種功能性助劑，通過復(fù)合采用熱吸收、熱輻射及熱傳遞原理，全方位阻隔熱量的傳播，制備出復(fù)合型建筑保溫隔熱涂料，以及提供一種可使該涂料各組分分散均勻，相溶性好，不分層、成膜好的制備方法。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案:相變微膠囊型改性建筑涂料，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，由以下組分組成:25?40份水、0.3?0.9份增稠劑、0.1?0.3份多功能助劑、0.3?1.2份抗老化助劑，0.2?0.5份潤濕劑、0.5?2.0份分散劑、0.4?1.3份防霉劑、0.2?0.5份消泡劑、2?5份成膜助劑、8?20份顏料、6?13份由相變微膠囊、空心玻璃微珠、聚合物微球中的兩種或三種混合組成的用以隔熱的功能性助劑，38?52份乳液；
[0009]所述增稠劑為美國陶氏化學(xué)公司的CELLOSIZE QP — 10000和CELLOSIZE QP-20000以及羥乙基纖維素250HBR中的一種或兩種；所述多功能助劑美國陶氏化學(xué)公司的為C0DIS—99或美國陶氏化學(xué)公司的AMP — 95 (化學(xué)名稱2-氨基-2-甲基-1-丙醇)中的一種或兩種；所述抗老化助劑為煙臺新秀化學(xué)用品有限公司所產(chǎn)批號為5529E30、5513E30，塑諾穩(wěn)202中的一種或多種；所述潤濕劑為聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、DC-Ol和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的一種或兩種；所述分散劑為德國BASF公司的DISPEXWB G40和DISPEX WB N30以及日本諾普科助劑有限公司的SN-5027中的一種或兩種；所述防霉劑為MEIT1N AF 2130或ΜΕΙΤΙ0Ν AF 2180 ;所述成膜助劑為乙二醇和十二碳醇酯中的一種或兩種；所述相變微膠囊為煙臺瑞龍化學(xué)技術(shù)有限公司提供的生產(chǎn)批號為RL30A，RL25A和RL20A中的一種或多種；所述空心玻璃微珠為中科華星有限公司提供的生產(chǎn)批號為C28，C35和C42中的一種或兩種；所述聚合物微球為煙臺瑞龍化學(xué)技術(shù)有限公司提供的生產(chǎn)批號為RL15B，RL28B和RL35B中的一種或多種；所述乳液為純丙乳液、苯丙乳液和硅丙乳液中的一種或兩種；所述消泡劑為BYK-14UBYK-8822及東博化工的1350中的一種或兩種。
[0010]上述相變微膠囊型改性建筑涂料的制備方法，包括如下步驟:
[0011]I)在300?600r/min低速攪拌下，往器皿中加入25?40份水，0.3?0.9份增稠劑，0.1?0.3份多功能助劑，0.2?0.5份潤濕劑，0.3?1.2份抗老化助劑，0.5?2.0份分散劑，0.4?1.3份防霉劑、0.2?0.5份消泡劑、2?5份成膜助劑，添加完畢后，混合均勻；
[0012]2)控制攪拌速度到1500r/min?2000r/min，加入8?20份顏料金紅石型二氧化鈦，攪拌15?25min ;所述金紅石型二氧化鈦的粒徑為15?40 μπι;
[0013]3)控制攪拌速度到1000?1500r/min，混合加入6?13份隔熱用功能性填料，混合均勻；
[0014]4)降低攪拌速度到600?1000r/min，加入38?52份乳液，添加完畢后混合均勻；
[0015]5)控制攪拌速度到300?600r/min，加入0.2?0.5份消泡劑，攪拌均勻，得到最終產(chǎn)品。
[0016]采用上述技術(shù)方案，由上述制備方法制得，該涂料密度彡1.06g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)^ 0.065W/(m.k)，隔熱溫差> 10C0
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果:
[0018]I)本發(fā)明相變微膠囊和空心聚合物微球為煙臺瑞龍化學(xué)技術(shù)有限公司所提供，其特點是:A)其膠囊內(nèi)包覆有相變溫度在25_35°C左右相變材料，當(dāng)其應(yīng)用于涂料中，能夠明顯提高涂料的隔熱性能，這是由于相變微膠囊在涂膜干燥時可以形成連續(xù)的膜相當(dāng)于形成了一層相變材料的膜，當(dāng)陽光照射及溫度升高到材料的相變點時，材料熔融吸熱，從而使溫度不再升高而達(dá)到保溫隔熱效果；而當(dāng)溫度降低時，相變材料固化放熱而阻止溫度的降低，進(jìn)而達(dá)到保溫隔熱效果。采用相變微膠囊所制備的隔熱涂料較玻璃微珠和空心聚合物微球具有更好的保溫隔熱效果；并且，相變微膠囊具有高效的填充性，能夠賦予涂料良好的流動性，這是因為相變微膠囊為微球狀，添加到涂料中時，球形結(jié)構(gòu)有利于彼此之間的滾動；B)空心聚合物微球中填充有空氣，球壁采用韌性的具有底熱導(dǎo)系數(shù)的聚合物組成，球內(nèi)空腔被空氣填滿，當(dāng)期應(yīng)用到涂料中時，空心聚合物微球在涂膜后能在涂料里面形成一層致密的膜，利用膜的底熱導(dǎo)及空氣的低熱導(dǎo)，阻止腔內(nèi)外的熱量傳遞，進(jìn)而達(dá)到隔熱效果。
[0019]2)本發(fā)明所用空心玻璃微珠為中科華星有限公司所提供，其特點在于:由于玻璃對太陽光的散射和反射，使大量近紅外光及可見光被反射回去，從而減少了福射熱量的傳播，同時，中空玻璃微珠中間充斥的空氣能隔絕熱量的傳遞。
[0020]3)本發(fā)明以復(fù)合功能性助劑為填料、以金紅石型二氧化鈦為顏料，制得的涂膜利用相變吸熱和放熱