[发明专利]一种含二氧化钛/凹凸棒石纳米复合材料的多功能隔热涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种隔热性能、耐水性能、耐候性能、力学性能优良的隔热涂料及其制备方法。

背景技术

随着全球变暖等相关环境问题的日益突出，在现代建筑的设计和建造过程中，节能问题越来越受到重视。建筑能耗占总能源消耗量的35％，其中绝大多数是用来提高或降低室内温度。隔热涂料常被用于外墙涂覆来减少热量的传递。目前隔热涂料主要分为阻隔型隔热涂料、反射型隔热涂料和辐射型隔热涂料三种类型。单一类型的隔热涂料效果往往不理想，一般而言，兼具阻隔、反射和辐射功能的复合型的隔热涂料具有较优越的隔热效果。

外墙用隔热涂料选用的成膜物通常为苯丙乳液或者纯丙乳液。苯丙乳液的优点是价格便宜，用量大，聚合速率快；其缺点是耐候性较差，经过长时间暴晒容易变黄。外墙用涂料对其耐候性以及耐水性都有较高的要求，因而需要对苯丙乳液进行改性。将无机纳米粒子引入到苯丙乳液中，可以使乳液同时具有机聚合物和无机纳米粒子两者的优异性能，从而改善涂层的耐水性，热稳定性和耐候性，同时增强涂层的力学性能。虽然不同的无机物添加助剂能够赋予涂料各种良好的综合性能，但是无机物助剂的加入也容易发生沉降，从而影响涂料的均一度及相关性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种具有隔热、耐水、耐候综合性能且性能稳定的合型隔热涂料以及制备方法。

该涂料的组成按照重量份计算：改性苯丙乳液45-65份、微米级二氧化钛15-25份、玻璃微珠3-8份、远红外陶瓷粉3-6份、湿润分散剂1-2份、消泡剂0.5-1份、成膜助剂3-5份、水5-30份。

本发明还提供了一种上述涂料的制备方法：

首先在凹凸棒石表面负载金红石型纳米二氧化钛制得二氧化钛/凹凸棒石纳米复合材料，再以硅烷偶联剂与羧酸对其进行有机改性，然后将其与苯乙烯和丙烯酸类单体共聚制备改性苯丙乳液，再加入其它不同功能型的填料及助剂，即微米级二氧化钛、玻璃微珠、远红外陶瓷粉、湿润分散剂、消泡剂、成膜助剂、水，制得一种隔热性能好，耐水性、耐候性抗紫外线能力高的隔热涂料。

上述制备方法的具体步骤为：

(1)二氧化钛/凹凸棒石纳米复合材料的有机改性

将二氧化钛/凹凸棒石纳米复合材料分散于乙醇水溶液中，其中水和乙醇的体积比为1:6～1:2，二氧化钛/凹凸棒石纳米复合材料与乙醇水溶液的质量比为0.05-0.15:1，接着加入硅烷偶联剂与不饱和羧酸，硅烷偶联剂与二氧化钛/凹凸棒石纳米复合材料的质量比为0.03-0.06:1，不饱和羧酸与二氧化钛/凹凸棒石纳米复合材料的质量比为0.06-0.12:1，在40-80℃条件下保温反应1-3h，过滤，洗涤，干燥，制得有机改性二氧化钛/凹凸棒石纳米复合材料，

其中，二氧化钛/凹凸棒石纳米复合材料是根据中国专利CN101333345B中的实施例七制得，其中纳米二氧化钛的含量为总质量的33％，

硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基甲基二甲氧硅烷中的一种或两种的混合，

不饱和羧酸为二元酸，如丁烯二酸，戊烯二酸；

(2)改性苯丙乳液的制备

将步骤(1)中得到的有机改性二氧化钛/凹凸棒石纳米复合材料、苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、乳化剂、保护胶、缓冲剂、去离子水，在激烈搅拌下进行乳化，制得乳化液，其中有机改性二氧化钛/凹凸棒石纳米复合材料质量份为1-8份，苯乙烯质量份为15-25份，丙烯酸质量份为0.5-2份，丙烯酸丁酯质量份为15-25份，甲基丙烯酸质量份为0.5-2份，甲基丙烯酸甲酯质量份为1-4份，乳化剂质量份为1-3份，保护胶质量份为1-2份，缓冲剂质量份为0.2-0.3份，去离子水质量份为40-60份，取上述乳化液的20％-40％，加入30％-50％的引发剂，升温到60-80℃，保温反应1-2h后，加入剩余乳化液和引发剂，引发剂的总质量份为0.2-0.3份，然后升温至80-90℃，反应0.5-1h，冷却，制得二氧化钛/凹凸棒石纳米复合材料改性苯丙乳液，

其中，乳化剂为OP-10，K12，MS-1中的一种或两种，保护胶为聚甲基丙烯酸钠，聚丙烯酸钠，聚苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚钠盐中的一种或两种，缓冲剂为小苏打或磷酸氢二钠；

(3)隔热涂料的配制