[发明专利]一种纳米孔SiO2隔热保温涂料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑用保温材料技术领域，特别涉及一种纳米孔SiO₂隔热保温涂料的制备方法。

背景技术

纳米孔SiO₂隔热保温材料由于具有三维纳米颗粒结构、高比表面积、纳米级孔洞、低密度等特点，已经成为新型保温材料的焦点。但是其强度低、成本昂贵等缺点限制了其推广应用。因此，研发突破新一代纳米孔保温材料的关键设计与制造技术，并实现其低成本规模化生产，将高性能绝热材料推广到民用领域，已经成为国内保温材料发展的趋势。

将纳米孔SiO₂材料作为隔热保温涂料是实现其实际应用的主要方式之一，使用时可涂刷在基体上，施工方便、适用性广，解决了传统纳米孔SiO₂材料实用性差的难题。CN102604468A将隔热性能优良的SiO₂气凝胶颗粒添加到高强韧性、涂刷方便的乳胶漆中，制备得到了隔热性能良好、耐火耐高温、不燃且韧性好的SiO₂气凝胶隔热保温乳胶涂料，相对于纯乳胶漆导热系数降低了50%。CN103333542A将二氧化硅气凝胶作为主要功能填料，制备得到了隔热性能优异、抗压强度大、抗腐蚀、抗氧化且使用寿命长的新型隔热涂料。以上产品应用于外墙外保温系统、大大降低了建筑的冷热损耗、提高了节能减排的效果。但是以上隔热保温涂料虽然解决了纳米孔SiO₂强度低、实用性差的问题，但其较高的成本仍然限制了应用推广。

因此，开发一种低成本纳米孔SiO₂隔热保温涂料的制备方法，对于高性能隔热保温涂料发展和推广具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本纳米孔SiO₂隔热保温涂料的制备方法，以低成本改性纳米孔SiO₂的作为主要功能填料，制备得到隔热性能优异、阻燃、防水且使用寿命长的新型隔热保温涂料。

本发明的技术方案是：使用含有甲基的硅源且仅以乙醇为溶剂提高材料的疏水性，通过间苯二酚的改性提高材料的强度，在常温常压下制备得到低成本的改性纳米孔SiO₂。以改性纳米孔SiO₂的作为主要功能填料，与成膜乳液、空心玻璃微珠、纤维、分散剂、润湿剂、成膜助剂、颜料、去离子水、消泡剂、增稠剂等以一定的比例复合，制备得到高性能低成本的纳米孔SiO₂隔热保温涂料

具体制备步骤为：

（1）纳米孔SiO₂的制备

将硅源、酚类、醛类和无水乙醇以一定的质量比混合，在室温下搅拌10~30min使其均匀混合，将上述溶液密封保存，在20~80℃保温12~72h形成凝胶。然后将得到的凝胶浸泡在乙醇中，在20~60℃保温12~72h移除残留的化学物质，然后在40~120℃下干燥12~72h后得到纳米孔SiO₂。其中，酚类、醛类、前驱体硅源和无水乙醇的质量比为1：0.1~5：0.1~10：1~100。

所述的硅源包括：四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、多聚硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、3氨丙基三乙氧基硅烷，3氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。其中优选质量比为1：0.5~5的甲基三甲氧基硅烷和3氨丙基三乙氧基硅烷的混合硅源。

所述的酚类包括：苯酚、领苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、3氨基苯酚、4氨基苯酚、间苯三酚中的一种或几种。其中优选间苯二酚。

所述的醛类包括：甲醛、乙醛、糠醛中的一种或几种。其中优选甲醛。

（2）纳米孔SiO₂隔热保温涂料的制备

将一定的质量比的去离子水、分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂、颜料按混合均匀，然后加入一定的质量比的纳米孔SiO₂、空心玻璃微珠、纤维并混合均匀，然后将成膜乳液、消泡剂加入并混合均匀，低速搅拌并加入增稠剂调节粘度，得到纳米孔SiO₂隔热保温涂料。其中，成膜乳液、纳米孔SiO₂、空心玻璃微珠、纤维、分散剂、润湿剂、成膜助剂、颜料、去离子水、消泡剂、增稠剂的质量比为100：1~40：1~40：1~40：0.1~10：0.1~10：0.5~15：0~15：10~200：0.1~3：0.1~3。

所述的成膜乳液包括：纯丙乳液、弹性丙烯酸脂乳液、聚氨酯乳液中的一种或几种。