[发明专利]一种气凝胶保温隔热水性涂料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种气凝胶保温隔热水性涂料，其特征在于，所述气凝胶保温隔热水性涂料采用如下步骤制备得到：

(1)将乳化剂和分散剂混合均匀后加入水和SiO₂气凝胶粉末，在搅拌的条件下缓慢加入表面活性剂后持续搅拌，得到SiO₂气凝胶浆料；其中，SiO₂气凝胶粉末为疏水性SiO₂气凝胶粉末，乳化剂为吐温60、司盘60、高分子量聚乙二醇中的一种或几种，分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂，表面活性剂为氨基官能团硅烷偶联剂；

(2)将步骤(1)中SiO₂气凝胶浆料与水性聚丙烯酸乳液混合后并进行持续搅拌，得到聚丙烯酸—气凝胶混合液体；

(3)向步骤(2)中聚丙烯酸—气凝胶混合液体依次加入消泡剂、成膜助剂和阻燃剂后进行持续搅拌，得到气凝胶保温隔热水性涂料中间体；其中，消泡剂为矿物油消泡剂，成膜助剂为醇酯12，阻燃剂为聚磷酸铵；

(4)将步骤(3)中气凝胶保温隔热水性涂料中间体同颜填料、增稠剂一起加入至高速研磨机中进行高速搅拌研磨，得到气凝胶保温隔热水性涂料；其中，颜填料为金红石型TiO₂，增稠剂为纤维素类增稠剂、无机盐类增稠剂的一种或几种；

其中，水性聚丙烯酸乳液、SiO₂气凝胶粉末、乳化剂、分散剂、表面活性剂、消泡剂、成膜助剂、阻燃剂、颜填料、增稠剂和水的添加量按如下质量比：200～450：8～20：0.5～1：0.1～1：0.2～2：0.1～1：1～3：3～5：5～8：1～3：100～200。

2.根据权利要求1所述的气凝胶保温隔热水性涂料，其特征在于，步骤(1)中搅拌转速为300r/min～750r/min，加入表面活性剂后持续搅拌时间为5min～30min；步骤(2)中搅拌转速为600r/min～1200r/min，持续搅拌时间为30min～90min；步骤(3)中搅拌转速为700r/min～1500r/min，持续搅拌时间为90min～150min；步骤(4)中高速搅拌研磨转速为2000r/min～3500r/min，高速搅拌研磨时间为120min～180min。

3.根据权利要求1所述的气凝胶保温隔热水性涂料，其特征在于，步骤(1)中水为去离子水或自来水；高分子量聚乙二醇的分子量≥2000。

4.根据权利要求1所述的气凝胶保温隔热水性涂料，其特征在于，步骤(1)中疏水性SiO2气凝胶粉末的粒径为1～50μm；步骤(4)中金红石型TiO₂的粒径为200～300μm。

5.一种气凝胶保温隔热水性涂料的制备方法，其特征在于，采用如下步骤：

(1)将乳化剂和分散剂混合均匀后加入水和SiO₂气凝胶粉末，在搅拌的条件下缓慢加入表面活性剂后持续搅拌，得到SiO₂气凝胶浆料；其中，SiO₂气凝胶粉末为疏水性SiO₂气凝胶粉末，乳化剂为吐温60、司盘60、高分子量聚乙二醇中的一种或几种，分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂，表面活性剂为氨基官能团硅烷偶联剂；

(2)将步骤(1)中SiO₂气凝胶浆料与水性聚丙烯酸乳液混合后并进行持续搅拌，得到聚丙烯酸—气凝胶混合液体；

(3)向步骤(2)中聚丙烯酸—气凝胶混合液体依次加入消泡剂、成膜助剂和阻燃剂后进行持续搅拌，得到气凝胶保温隔热水性涂料中间体；其中，消泡剂为矿物油消泡剂，成膜助剂为醇酯12，阻燃剂为聚磷酸铵；

(4)将步骤(3)中气凝胶保温隔热水性涂料中间体同颜填料、增稠剂一起加入至高速研磨机中进行高速搅拌研磨，得到气凝胶保温隔热水性涂料；其中，颜填料为金红石型TiO₂，增稠剂为纤维素类增稠剂、无机盐类增稠剂的一种或几种；

其中，水性聚丙烯酸乳液、SiO₂气凝胶粉末、乳化剂、分散剂、表面活性剂、消泡剂、成膜助剂、阻燃剂、颜填料、增稠剂和水的添加量按如下质量比：200～450：8～20：0.5～1：0.1～1：0.2～2：0.1～1：1～3：3～5：5～8：1～3：100～200。