[发明专利]硅酸铝纳米复合保温涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于保温材料制备技术领域，具体涉及一种硅酸铝纳米复合保温涂料及其制备方法。

背景技术

水性节能涂料是一种有机挥发物含量低、生产施工安全，不易燃、无毒性的绿色涂料，符合涂料技术的现代发展方向，社会、环境及经济效益高。因此，水性节能涂料在设备及建筑方面的推广应用具有重要的意义。设备、建筑节能材料中因隔热保温材料使用方便、隔热效果好及经济可行等优点而越来越受到人们的青睐，发展前景广阔，将有望促进涂料市场及隔热材料应用领域的扩展。

将纳米技术及纳米原料应用于涂料中，可以利用荷叶双蔬原理以及“零对流”等纳米效应，提高涂料的保温隔热性、耐水性和抗霉性能。硅酸铝是一种良好的耐高温、隔热性能好的材料，而纳米硅酸铝由于粒径小、粒径分布窄、没有沉淀分层现象，所以悬浮稳定性好，同时可提高涂料的分散性和细度指标，使得涂料外观、光泽度、硬度和分散性都有良好的效果。在涂料中采用纳米硅酸铝，可使涂料产生“零对流”等纳米效应，极大地降低材料的热传递能力，可作为一种良好的隔热保温材料，弥补传统的墙体保温涂料中存在的吸水性大、易老化、体积收缩大、容易造成产品后期强度低和空鼓开裂降低保温涂料性能等现象，同时又弥补了聚苯颗粒保温涂料易燃，防火性差高温产生有害气体和耐侯低，反弹性大等缺陷。另外，成型稳固、粘结力强、施工方便快，可有效缩短工期，并且不受被保温体几何形状的限制，特别适用于建筑物的内、外墙保温，各种设备，如中央空调下送风系统及异型表面保温，可杜绝传统材料缝隙泄露而损失能量，构成整体密封。

目前，大部分设备及建筑物保温涂料中起保温作用的主要是泡沫塑料、膨胀珍珠岩和空心微珠等成分，利用颗粒内部的孔隙与颗粒之间的空隙，阻止热流的传递和辐射传热，并取得了一定的保温效果。但是随着国家对设备及建筑物的节能要求，仅靠上述几种材料明显不能满足需求。中国发明专利“一种粉状复合保温涂料”(专利申请号：200810230718.4)主要是以微米级的氧化硅、氧化镁、氧化铝为原料，原料需要粉碎研磨，生产过程较复杂。中国发明专利“复合硅酸盐隔热保温涂料及其生产方法”(专利号：87102864)采用的原料主要是含水的硅酸镁铝的纤维状材料。也有人加入纳米组分的方法来提高涂料的质量，如专利号为03118030.2的发明专利，就以纯丙乳液为基料，加入纳米级的氧化锌、氧化硅及氧化钛等，虽然具有较好的耐洗刷性能、抗菌自洁功能，但是保温隔热效果较差，生产过程也较复杂。

发明内容

本发明的目的是通过选取成膜性能良好的基料，科学的选择合理的助剂和填料，并对原料组分进行优化设计，引入功能性纳米组分，提供一种生产工艺简单，纳米组分与乳液、助剂和填料组分具有良好的相容性、分散性和稳定性，并具有良好的保温隔热性、耐洗刷性及抗菌自洁功能的硅酸铝纳米复合保温涂料及其制备方法。在建筑材料的表面涂抹一层厚度低于1mm的涂料，相对于未涂抹涂料的建筑材料，在100℃时，其导热系数可降低0.07W/m·K。

本发明所提供的硅酸铝纳米复合保温涂料的组成及其质量百分比如下：

纳米硅酸铝10-40％、醋丙乳液或苯丙乳液15-30％、水30-50％、纳米二氧化硅2-6％、纳米氧化铝2-6％、纳米氧化锌2-5％、纳米钛白粉2-5％、成膜助剂0.1-2％、消泡剂0.1-2％、润湿分散剂0.1-2％、防冻剂0.5-2％、流平剂0.1-2％。

本发明的硅酸铝纳米复合保温涂料的制备方法如下：

在低速搅拌下先将水、纳米硅酸铝、润湿分散剂、一半消泡剂高速搅拌1-3小时，使之充分分散，在搅拌下加入无机纳米粉体：纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锌、纳米钛白粉，在多功能分散机上高速搅拌1-3小时，通过高速剪切将其分散均匀。然后在低搅拌速度下缓慢滴加乳液，随后加入剩余的消泡剂、成膜助剂、防冻剂、流平剂低速搅拌3-10小时，最后装罐即得涂料成品。

本发明所述无机纳米粉体：纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锌、纳米钛白粉的尺寸低于100纳米。

本发明所述醋丙乳液或苯丙乳液的固含量大于40％、小于60％，最低成膜温度1-10℃。

本发明所述润湿分散剂为10％的六偏磷酸钠水溶液。

本发明所述成膜助剂为2，2，4-三甲基-1.3戊二醇单丁酸酯。

本发明所述防冻剂为乙二醇。

本发明所述消泡剂为磷酸三丁酯。

本发明所述流平剂为聚氨酯。

本发明所述制备过程采用多功能分散机搅拌。