[发明专利]一种新型的水性气凝胶涂料及制备方法

说明书

本发明涉及气凝胶涂料制备领域，具体涉及一种新型的水性气凝胶涂料及制备方法。包括以下重量份的原料：水120～240份、填料60～200份、纤维素3～8份、多功能助剂3～10份、成膜剂150～200份、分散剂3～6份、成膜助剂5～10份、防腐剂2～5份、消泡剂0.5～2份、粘结剂4～9份、增塑剂5～12份、阻燃剂5～10份、润湿剂0.5～2份，其中填料包括主填料SiO2气凝胶粉体和辅助填料。本发明制备出的气凝胶涂料具有成本低廉、分散性好、施工效果好、难收缩开裂和耐高低温性能好等优点，应推广使用。

技术领域

本发明涉及气凝胶涂料制备领域，具体涉及一种新型的水性气凝胶涂料及制备方法。

背景技术

基于社会不断发展，人们对居住环境的舒适度和采光度要求越来越高，建筑能耗正成指数般的增加，给社会进步带来了沉重的能源负担和严重的环境影响，研发绿色的建筑材料和新型的建筑技术，推进建筑节能与绿色建筑发展刻不容缓。涂料作为建筑领域中重要的元素之一，室内60％的能量损失是由墙体保温效果差导致，因此开发一种新型的隔热保温性能的涂料尤其重要。

现有技术生产的隔热保温材料主要以有机保温材料(挤塑聚苯乙烯保温板、膨胀型聚苯乙烯保温板、发泡聚氨酯等)和无机保温材料(岩棉、玻璃棉和无机保温砂浆等)为主。有机保温材料虽然隔热性能较好，但防火性能较差，无机保温材料虽然防火效果好，但密度大保温效果差，两种材料都难以做到节能与防火兼备。SiO2气凝胶因具有独特的纳米孔结构、孔隙率高、比表面积大等优势，可有效降低其内部气体和固体的导热效率，以提升隔热性能，将其作为涂料主要的功能填料，能够使涂料具备隔热、耐高温、防火、吸附和隔音吸音等特殊功能。然而，现有技术生产出的气凝胶涂料仍存在成本高、粒径均匀性差、易分层、耐高低温性能差和施工易收缩开裂等缺陷。

因此，有必要解决上述技术问题。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种新型的水性气凝胶涂料及制备方法，制备出的气凝胶涂料具有成本低廉、分散性好、施工效果好、难收缩开裂和耐高低温性能好等优点，解决了传统保温材料防火性能较差、添加甲醛、甲苯、二甲苯、乙二醇醚等有毒物质的缺点，同时采用的SiO2气凝胶粉体采用常温常压干燥法，涂料的制备采用传统机械搅拌法和超声法，工艺流程易于操作，适合产业化生产，本发明采用的技术方案如下：

一种新型的水性气凝胶涂料，包括以下重量份的原料：水120～240份、填料60～200份、纤维素3～8份、多功能助剂3～10份、成膜剂150～200份、分散剂3～6份、成膜助剂5～10份、防腐剂2～5份、消泡剂0.5～2份、粘结剂4～9份、增塑剂5～12份、阻燃剂5～10份、润湿剂0.5～2份，其中填料包括主填料SiO2气凝胶粉体和辅助填料。

一种新型的水性气凝胶涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1、向反应釜中依次添加水、多功能助剂、成膜剂、分散剂、防腐剂、粘结剂、消泡剂进行搅拌，搅拌速度为500rpm，搅拌至均匀，其中粘结剂按1g/min进行添加；

S2、加入填料和成膜助剂，待溶液混合均匀后添加主填料SiO2气凝胶粉体和辅助填料，添加量为1～3：1，搅拌至均匀，其中SiO2气凝胶粉体采用高速搅拌，按5g/min进行添加，转速度控制在2800～3500rpm，成膜助剂待SiO2气凝胶粉体搅拌至奶油状后进行添加，辅助填料采用超声法进行添加；

S3、待超声至奶油状，向反应釜中依次添加润湿剂、纤维素、增塑剂、阻燃剂、防腐剂、消泡剂再次进行低速搅拌，搅拌至室温下用涂-4杯测量运动黏度为220～320mm²/s，获得新型的水性气凝胶涂料成品。

优选地，所述水选取为纯水、去离子水的其中一种。