一種內(nèi)墻保溫阻燃納米涂料的制作方法
【專利摘要】一種內(nèi)墻保溫阻燃納米涂料，其特征在于，該涂料由A組分和B組分配置而成，其中A組分配方如下：苯丙乳液20～25份、酚醛樹脂20～25份、分散劑5～10份、乙二醇和丙三醇混合物6～8份、填料10～20份、折射率為2.0以上、粒徑不小于1μm的紅外反射顏料、摻雜半導(dǎo)體和金屬粉末5-10份，B組分多異氰酸酯固化劑6-10份等，按上述配方將A組分加入容器中，在中速攪拌下依次加入去離子水、填料、助劑，高速分散20~30min，按照一定的比例加入水分散性多異氰酸酯固化劑，充分?jǐn)嚢韬?，制得?nèi)墻保溫阻燃納米涂料。
【專利說明】一種內(nèi)墻保溫阻燃納米涂料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于涂料與油漆【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種內(nèi)墻保溫阻燃納米涂料。
【背景技術(shù)】
[0002]凡是用水作溶劑或者作分散介質(zhì)的涂料，都可稱為水性涂料。水性涂料包括水溶性涂料、水稀釋性涂料、水分散性涂料三種，水溶性涂料是以水溶性樹脂為成膜物、以聚乙烯醇及其各種改性物為代表，除此之外還有水溶醇酸樹脂、水溶性環(huán)氧樹脂及無機(jī)高分子水性樹脂等；水稀釋性涂料是指后乳化乳液成為膜物配制的涂料，是溶劑型樹脂溶在有機(jī)溶劑中，然后再乳化劑的幫助下靠強(qiáng)烈的機(jī)械攪拌使樹脂分散在水中形成乳液，稱為后乳化乳液，制成的涂料在施工中可用水來稀釋；水分散涂料主要是指以合成樹脂乳液為成膜物配制的涂料。目前常用的是合成樹脂乳液或丙烯酸為基料，并添加各種填料、顏料和助劑等。這種涂料的主要缺點(diǎn)是涂膜彈性容易老化、導(dǎo)致拉伸率下降、不能有效保護(hù)墻面粉刷底層的強(qiáng)度，從而產(chǎn)生墻面開裂、脫落，不僅影響建筑物美觀，而且墻面開裂，導(dǎo)致墻面漏水。
[0003]水性雙組分聚氨酯涂料由于涂膜交聯(lián)密度高，具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能和耐化學(xué)介質(zhì)性能，可代替同類型溶劑型產(chǎn)品用作汽車涂料、高級(jí)木器涂料、塑料涂料及工業(yè)防腐涂料等，滿足不同的性能要求。水性雙組分聚氨酯涂料由水性羥基組分和多異氰酸酯固化劑組成。水性羥基組分包括水性聚合物多元醇乳液和水性分散體，不僅提供與固化劑交聯(lián)的活性基團(tuán)，還必須能乳化和分散固化劑，與固化劑具有較好的相容性。羥基組分的性能影響著固化劑在水相中的分散穩(wěn)定性、成膜過程中的擴(kuò)散與交聯(lián)以及涂膜的最終性能。[0004]冬季采暖能耗是中國(guó)建筑的主要能耗，中國(guó)政府對(duì)建筑節(jié)能的要求不斷提高。為了體現(xiàn)用熱公平，擺脫效率低下的集中供熱習(xí)慣，對(duì)于新建建筑和既有建筑的節(jié)能改造項(xiàng)目都已實(shí)施分戶熱計(jì)量的節(jié)能做法。但是，目前的建筑節(jié)能保溫措施只針對(duì)建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，建筑內(nèi)的房屋隔墻之間普遍沒有采用保溫措施，這樣不同房屋之間可能是不同的溫度，從而產(chǎn)生熱壓，溫度高的房間會(huì)出現(xiàn)熱流失現(xiàn)象，即熱量從溫度高的房間向溫度低的房間流動(dòng)。這種用熱的不公平現(xiàn)象容易引發(fā)各種問題和矛盾，如住戶中的熱量散失較嚴(yán)重，使得鄰居之間用熱不均，導(dǎo)致不公平的現(xiàn)象，而且具有較高的建筑能耗，從而影響了我國(guó)建筑節(jié)能政策的推廣。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)墻保溫阻燃納米涂料。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):該涂料由A組分和B組分配置而成，其中A組分配方如下:
苯丙乳液20~25份 酚醛樹脂20~25份 分散劑5~10份 乙二醇和丙三醇混合物6~8份填料10~20份
折射率為2.0以上、粒徑不小于I μ m的紅外反射顏料、摻雜半導(dǎo)體和金屬粉末5-10份 助劑5-10份 水20~25份 防凍劑1-2份
B組分多異氰酸酯固化劑6-10份，納米阻燃復(fù)合物25-30份；
所述的納米阻燃復(fù)合劑的制備方法為:
(1)將硅羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_10:8_10:7_8:5_7 的質(zhì)量份數(shù)配比混合，加入到 200 份二甲亞砜(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中，于65°C攪拌60小時(shí)，過濾，并用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過量的二甲亞砜(DMSO)，放入真空干燥箱，在60°C溫度干燥24小時(shí)，研磨過篩，得一次改性阻燃復(fù)合物；
(2)、將1份一次改性阻燃復(fù)合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合，于溫度50°C攪拌10小時(shí)以上，于溫度30°C，先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時(shí)，然后再在超聲電功率250W條件下分散3小時(shí)。過濾，并用蒸餾水洗3次，80°C真空干燥24小時(shí)，研磨過篩，得二次改性阻燃復(fù)合物；
(3)、將上述1份二次改性阻燃復(fù)合物在600W功率超聲波分散40min，用恒溫加熱裝置加熱到90°C，并用機(jī)械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘；得納米阻燃復(fù)合物；
按上述配方將A組分加入容器中，在中速攪拌下依次加入去離子水、填料、助劑，高速分散2(T30 min，按照一定的比例加入水分散性多異氰酸酯固化劑，充分?jǐn)嚢韬螅频脙?nèi)墻保溫阻燃納米涂料。
[0007]所述折射率為2.0以上、粒徑不小于I μ m的紅外反射顏料為金紅石二氧化鈦、銳鈦型二氧化鈦、氧化銻、氧化鋅和紅外反射彩色顏料中的一種或多種。
[0008]所述金屬粉末的材質(zhì)為金、銀、銅、鐵和鋁中的一種或多種。
[0009]所述涂料樹脂為丙烯酸乳液、苯丙類涂料樹脂和硅丙類涂料樹脂中的一種或多種。
[0010]所述的助劑包括:潤(rùn)濕劑0.2-0.5份，防凍劑0.2-0.5份、消泡劑0.2-0.5份、增稠劑0.1-0.3份、潤(rùn)濕劑0.1-0.3份、防腐劑1-2份、pH值調(diào)節(jié)劑。
[0011]所述防凍劑采用丙二醇。
[0012]所述無機(jī)填料為鈦白粉、滑石粉或輕鈣中的一種或多種。
[0013]所述增稠劑采用疏水基團(tuán)改性的乙氧基聚氨酯水溶性增稠劑，所述消泡劑采用礦物油類消泡劑或EFKA-2722和EFKA-3239 ；所述潤(rùn)濕劑采用非離子表面活性劑；所述防腐劑采用異噻唑啉酮類防腐劑；或10，10’ 一氧代雙吩惡砒，所述pH值調(diào)節(jié)劑采用有機(jī)胺類pH值調(diào)節(jié)劑。
[0014]所述的內(nèi)墻保溫阻燃納米涂料，其使用方法為涂刷，其中涂膜厚度0.28mm為最佳
涂膜厚度。
[0015]獨(dú)特的組分選擇以及配比，協(xié)同作用使得該產(chǎn)品在本發(fā)明中，所述折射率為2.0以上、粒徑不小于I μ m的紅外反射顏料和金屬粉末能夠?qū)⑹覂?nèi)絕大比例的中遠(yuǎn)紅外線熱輻射反射回室內(nèi)；而且由于熱能發(fā)射的連續(xù)性和瞬時(shí)性，本發(fā)明提供的內(nèi)墻保溫涂料表面吸收的熱能絕大部分又被瞬間反射回室內(nèi)，從而提高了室內(nèi)的保溫效果；所述摻雜半導(dǎo)體使得墻面具有較低的熱輻射吸收和高的蓄熱系數(shù)，會(huì)使墻體面溫度升高；墻體溫度升高，同時(shí)也增加室內(nèi)溫度，大大提高了居室的熱舒適度，進(jìn)一步提高了室內(nèi)的保溫效果，因此本發(fā)明提供的內(nèi)墻保溫涂料具有較高的保溫效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的內(nèi)墻保溫涂料對(duì)中遠(yuǎn)紅外的反射率可達(dá)到35%，能夠阻隔熱量的散失，可提高2°C~5°C的室溫。本發(fā)明制備的阻燃劑不含鹵素、有機(jī)物，無毒環(huán)保，應(yīng)用前景廣闊；本發(fā)明進(jìn)行二次改性，這樣的好處是:增加反應(yīng)活性點(diǎn)，提高改性效果；改性的同時(shí)又能蒸除體系中的水分，干燥與改性同時(shí)進(jìn)行，提高了工作效率；納米級(jí)硅羥基磷灰石、凹凸棒、蒙脫土、高嶺土等自身微孔中存在大量的物理和化學(xué)吸附水，在高溫下產(chǎn)生水蒸汽，阻斷氧氣，吸收熱量，達(dá)到多重阻燃的功效；強(qiáng)大吸附性能可以有效改善幾種阻燃劑的協(xié)同作用，阻止被阻燃物質(zhì)溫度升高，提高了阻燃效率；硅羥基磷灰石、凹凸棒、蒙脫土、高嶺土等資源豐富，大大降低了阻燃劑的工業(yè)成本，也為凹凸棒土的開發(fā)應(yīng)用提供了一條新途徑；本發(fā)明采用溶液法超聲波分散及機(jī)械高速攪拌器攪拌，使得阻燃劑各自組分在溶液中達(dá)到了納米級(jí)分散，有效避免了對(duì)復(fù)合材料的自然氧化，相互協(xié)同增效，從而使復(fù)合材料具有更好的力學(xué)性能。復(fù)合材料的氧指數(shù)為41。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
實(shí)施例1
該涂料由A組分和B組分配置而成，其中A組分配方如下:
苯丙乳液20~25份 酚醛樹脂20~25份 分散劑5~10份 乙二醇和丙三醇混合物6~8份 填料10~20份
折射率為2.0以上、粒徑不小于I μ m的紅外反射顏料、摻雜半導(dǎo)體和金屬粉末5-10份 助劑5-10份 水20~25份 防凍劑1-2份
B組分多異氰酸酯固化劑6-10份，納米阻燃復(fù)合物25-30份；
所述的納米阻燃復(fù)合劑的制備方法為:
(1)將硅羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_10:8_10:7_8:5_7 的質(zhì)量份數(shù)配比混合，加入到 200 份二甲亞砜(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中，于65°C攪拌60小時(shí)，過濾，并用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過量的二甲亞砜(DMSO)，放入真空干燥箱，在60°C溫度干燥24小時(shí)，研磨過篩，得一次改性阻燃復(fù)合物；
(2)、將1份一次改性阻燃復(fù)合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合，于溫度50°C攪拌10小時(shí)以上，于溫度30°C，先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時(shí)，然后再在超聲電功率250W條件下分散3小時(shí)。 過濾，并用蒸餾水洗3次，80°C真空干燥24小時(shí)，研磨過篩，得二次改性阻燃復(fù)合物；
(3)、將上述1份二次改性阻燃復(fù)合物在600W功率超聲波分散40min，用恒溫加熱裝置加熱到90°C，并用機(jī)械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘；得納米阻燃復(fù)合物；
按上述配方將A組分加入容器中，在中速攪拌下依次加入去離子水、填料、助劑，高速分散2(T30 min，按照一定的比例加入水分散性多異氰酸酯固化劑，充分?jǐn)嚢韬?，制得?nèi)墻保溫阻燃納米涂料。
[0017]所述折射率為2.0以上、粒徑不小于I U m的紅外反射顏料為金紅石二氧化鈦、銳鈦型二氧化鈦、氧化銻、氧化鋅和紅外反射彩色顏料中的一種或多種。
[0018]所述金屬粉末的材質(zhì)為金、銀、銅、鐵和鋁中的一種或多種。 [0019]所述涂料樹脂為丙烯酸乳液、苯丙類涂料樹脂和硅丙類涂料樹脂中的一種或多種。
[0020]所述的助劑包括:潤(rùn)濕劑0.2-0.5份，防凍劑0.2-0.5份、消泡劑0.2-0.5份、增稠劑0.1-0.3份、潤(rùn)濕劑0.1-0.3份、防腐劑1-2份、pH值調(diào)節(jié)劑。
[0021]所述防凍劑采用丙二醇。
[0022]所述無機(jī)填料為鈦白粉、滑石粉或輕鈣中的一種或多種。
[0023]所述增稠劑采用疏水基團(tuán)改性的乙氧基聚氨酯水溶性增稠劑，所述消泡劑采用礦物油類消泡劑或EFKA-2722和EFKA-3239 ；所述潤(rùn)濕劑采用非離子表面活性劑；所述防腐劑采用異噻唑啉酮類防腐劑；或10，10’ 一氧代雙吩惡砒，所述pH值調(diào)節(jié)劑采用有機(jī)胺類pH值調(diào)節(jié)劑。
[0024]所述的內(nèi)墻保溫阻燃納米涂料，其使用方法為涂刷，其中涂膜厚度0.28mm為最佳
涂膜厚度。
[0025]在本發(fā)明中，所述折射率為2.0以上、粒徑不小于I y m的紅外反射顏料可以為白色顏料，也可以為其他彩色顏料，所述白色顏料優(yōu)選為金紅石二氧化鈦、銳鈦型二氧化鈦、氧化銻和氧化鋅中的一種或多種；所述彩色顏料以上述白色顏料為基材，彩色顏料包覆形成的紅外反射顏料，在本發(fā)明中，所述基材的白色顏料優(yōu)選為金紅石型鈦白粉；在本發(fā)明中，所述紅外反射顏料的粒徑優(yōu)選不小于6 ii m,更優(yōu)選為6 ii m~10 ii m ;
本發(fā)明對(duì)所述彩色顏料的來源沒有特殊的限制，如可以采用下述方法自行制備:
將金紅石型TiO2與水混合，得到料漿；
將所述料漿與六偏磷酸鈉混合，得到混合料漿；
將彩色顏料溶解得到的彩色顏料溶液與所述混合料漿混合，調(diào)節(jié)反應(yīng)液的PH值，進(jìn)行著色；將BaCl2溶液與所述著色完成的溶液混合，然后將得到的混合溶液與乳化劑和固色劑混合，反應(yīng)后得到彩色紅外反射顏料。
[0026]本發(fā)明首先將水、助劑和無機(jī)填料混合，得到混合物。本發(fā)明對(duì)所述水、助劑和無機(jī)填料混合時(shí)的加料順序沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的加料順序即可。本發(fā)明優(yōu)選將助劑加入水中，攪拌均勻后再向其中加入無機(jī)填料；本發(fā)明為了得到分散均勻的混合物，在加入助劑和無機(jī)填料的過程中，盡量慢慢加入，并且在加入的過程中不斷進(jìn)行攪拌。本發(fā)明對(duì)所述攪拌的方法沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的攪拌的技術(shù)方案即可。
[0027]性能測(cè)試(O分散體相對(duì)分子質(zhì)量及其分布:采用凝膠滲透色譜儀(Waters公司GPC，1515泵配2414示差折光檢測(cè)器)進(jìn)行測(cè)定，分離柱型號(hào)為StyragelHT2+Styragel HT3+StyragelHT4，柱溫為36°C，流動(dòng)相為四氫呋喃，標(biāo)準(zhǔn)物為聚苯乙烯；
(2)分散體粒徑及粒徑分布:采用Malvern公司的Mastersizer2000激光粒度分析儀進(jìn)行測(cè)定；
(3)涂膜性能:按照GB/T1727—1992《涂膜一般制備法》制備涂膜，并按相應(yīng)國(guó)標(biāo)檢
測(cè)涂膜的各項(xiàng)性能，結(jié)果如表所示。
[0028]
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)墻保溫阻燃納米涂料，其特征在于，該涂料由A組分和B組分配置而成，其中A組分配方如下: 苯丙乳液20~25份 酚醛樹脂20~25份 分散劑5~10份 乙二醇和丙三醇混合物6~8份 填料10~20份 折射率為2.0以上、粒徑不小于I ii m的紅外反射顏料、摻雜半導(dǎo)體和金屬粉末5-10份 助劑5-10份 水20~25份 防凍劑1-2份 B組分多異氰酸酯固化劑6-10份，納米阻燃復(fù)合物25-30份； 所述的納米阻燃復(fù)合劑的制備方法為: (1)將硅羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_10:8_10:7_8:5_7 的質(zhì)量份數(shù)配比混合，加入到 200 份二甲亞砜(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中，于65°C攪拌60小時(shí)，過濾，并用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過量的二甲亞砜(DMSO)，放入真空干燥箱，在60°C溫度干燥24小時(shí)，研磨過篩，得一次改性阻燃復(fù)合物； (2)、將1份一次改性阻燃復(fù)合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合，于溫度50°C攪拌10小時(shí)以上，于溫度30°C，先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時(shí)，然后再在超聲電功率250W條件下分散3小時(shí)，過濾，并用蒸餾水洗3次，80°C真空干燥24小時(shí)，研磨過篩，得二次改性阻燃復(fù)合物； (3)、將上述1份二次改性阻燃復(fù)合物在600W功率超聲波分散40min，用恒溫加熱裝置加熱到90°C，并用機(jī)械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘；得納米阻燃復(fù)合物； 按上述配方將A組分加入容器中，在中速攪拌下依次加入去離子水、填料、助劑，高速分散2(T30 min，按照一定的比例加入水分散性多異氰酸酯固化劑，充分?jǐn)嚢韬螅频脙?nèi)墻保溫阻燃納米涂料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)墻保溫阻燃納米涂料，其特征在于，所述折射率為2.0以上、粒徑不小于I U m的紅外反射顏料為金紅石二氧化鈦、銳鈦型二氧化鈦、氧化銻、氧化鋅和紅外反射彩色顏料中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)墻保溫阻燃納米涂料，其特征在于，所述金屬粉末的材質(zhì)為金、銀、銅、鐵和鋁中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)墻保溫阻燃納米涂料，其特征在于，所述涂料樹脂為丙烯酸乳液、苯丙類涂料樹脂和硅丙類涂料樹脂中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)墻保溫阻燃納米涂料，其特征在于，所述的助劑包括:潤(rùn)濕 劑0.2-0.5份，防凍劑0.2-0.5份、消泡劑0.2-0.5份、增稠劑0.1-0.3份、潤(rùn)濕劑0.1-0.3份、防腐劑1-2份、pH值調(diào)節(jié)劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)墻保溫阻燃納米涂料，其特征在于，所述防凍劑采用丙二醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)墻保溫阻燃納米涂料，其特征在于，所述無機(jī)填料為鈦白粉、滑石粉或輕鈣中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)墻保溫阻燃納米涂料，其特征在于，所述增稠劑采用疏水基團(tuán)改性的乙氧基聚氨酯水溶性增稠劑，所述消泡劑采用礦物油類消泡劑或EFKA-2722和EFKA-3239 ；所述潤(rùn)濕劑采用非離子表面活性劑；所述防腐劑采用異噻唑啉酮類防腐劑；或10，10’ 一氧代雙吩惡砒，所述pH值調(diào)節(jié)劑采用有機(jī)胺類pH值調(diào)節(jié)劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)墻保溫阻燃納米涂料，其特征在于，其使用方法為涂刷，其中涂膜厚度0.28mm為最佳涂膜厚度。
【文檔編號(hào)】C09D7/12GK103642323SQ201310484446
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】吳兵 申請(qǐng)人:蘇州瑞邦塑膠有限公司