一种水性隔热涂料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水性隔热涂料的制备方法，属于涂料技术领域。本发明专利技术首先将聚乙烯醇、明胶、水和硝酸镁溶液搅拌混合后，静置溶胀，再经加热搅拌分散，并调节pH至明胶等电点，得硝酸镁混合分散液，再将硝酸镁分散液和聚乙烯吡咯烷酮混合，制得水相分散液，随后将混合单体、丙烯酸、乳化剂和引发剂混合，制得油相分散液，先将水相分散液加入反应釜中，于氮气保护状态下，滴加油相分散液，待滴加结束，恒温搅拌反应，再调节pH，球磨混合，出料，灌装，即得水性隔热涂料。本发明专利技术所得水性隔热涂料具有优异的隔热性能。

Preparation method of a water-borne thermal insulation coating

The invention discloses a preparation method of a water-borne thermal insulation coating, which belongs to the technical field of coatings. The invention first mixes the solution of polyvinyl alcohol, gelatin, water and magnesium nitrate, then stirs and disperses it by heating, adjusts the pH to the electric point of gelatin, and then mixes the magnesium nitrate dispersion solution with polyvinylpyrrolidone to prepare the aqueous dispersion solution, and then mixes the monomer and acrylic acid. The oil phase dispersant is prepared by mixing emulsifier and initiator. The water phase dispersant is first added into the reactor. Under the protection of nitrogen, the oil phase dispersant is dripped and added. After the dripping is finished, the constant temperature stirring reaction is carried out, and then the pH value is adjusted, the mixture is milled, the material is discharged, and the filling is completed. The water-borne thermal insulation coating obtained by the invention has excellent heat insulation performance.

【技术实现步骤摘要】
一种水性隔热涂料的制备方法
本专利技术公开了一种水性隔热涂料的制备方法，属于涂料

技术介绍
节能降耗、提高经济效益是科学研究和技术开发的基本目标之一，涂料技术也不例外。保温技术向高效、薄层、隔热防水户外一体化方向发展，如何充分利用传热机理研制新型节能材料是重要发展方向。所谓隔热涂料是指涂刷在被施工表面能起到隔热保温作用的涂料，环保型隔热保温涂料属于新一代的功能型涂料，在全球提倡低碳经济，节能减排的大趋势下，并结合市场需求开发而成的，同时也顺应了涂料工业的发展趋势，是传统普通涂料的单一功能向多功能型涂料迈进的重要里程碑，通过先进的生产工艺及高科技新材料的应用使得该产品既无毒，又具备降温、保温、防火等功能，因此可称之为绿色、环保的新型节能产品。水性涂料因其无毒、环保、经济等优势逐渐引起人们的关注。随着对建筑节能要求的不断提高，水性涂料的隔热功能化成为现今涂料研究的热点。目前研究的隔热涂料主要有3种类型：阻隔型隔热涂料、反射型隔热涂料和辐射型隔热涂料。国内外关于隔热涂料的报道较多，但大多数只是停留在理论层面，实际应用还有待进一步推广。关于阻隔型隔热涂料的研究应用较少，存在的主要问题是隔热效果不好。重要原因是涂料的膜结构设计不合理，导致其热阻隔性较差。由于水性涂料含有相当比重的固体无机矿物质填料，填料在涂料中均匀分散，相互搭接形成无数热桥，不利于隔热。针对目前传统水性隔热涂料还存在的隔热性能不佳的问题，需对其进行进一步研究。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是：针对传统水性隔热涂料隔热性能不佳的问题，提供了一种水性隔热涂料的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：（1）按重量份数计，依次取3～5份聚乙烯醇，4～8份明胶，120～150份水，10～15份硝酸镁溶液，先将聚乙烯醇、明胶、水和硝酸镁溶液搅拌混合后，静置溶胀，再经加热搅拌分散，并调节pH至明胶等电点，得硝酸镁混合分散液；（2）按重量份数计，依次取60～80份硝酸镁混合分散液，8～10份聚乙烯吡咯烷酮，超声分散，得水相分散液；（3）按重量份数计，依次取80～100份混合单体，20～30份丙烯酸，3～5乳化剂，3～5份引发剂，混合均匀，得油相分散液；（4）按重量份数计，依次取60～80份水相分散液，80～100份油相分散液，先将水相分散液加入反应釜中，于氮气保护状态下，滴加油相分散液，待滴加结束，恒温搅拌反应3～5h，待反应结束，调节pH至8.0～9.0，再经球磨混合4～6h，出料，灌装，即得水性隔热涂料。步骤（1）所述明胶为等电点为5.0～6.0的明胶。步骤（1）所述硝酸镁溶液质量分数为10～15%。步骤（3）所述混合单体是由甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯按质量比为3：1～1：1配制而成。步骤（3）所述乳化剂为乳化剂OP-10，十二烷基苯磺酸钠或十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种。步骤（3）所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或过氧化苯甲酰中的任意一种。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术通过以油相和水相混合反应制得产品，在涂料中，均匀分散有氢氧化镁晶体，在制备过程中，氢氧化镁晶体的晶型得以控制，使其尺寸较小，配合最终的球磨，在球磨过程中，先是氢氧化镁晶体发生进一步细化，而涂料中其余接枝可阻止细化的氢氧化镁晶体团聚，另外，当晶体细化到一定程度后，粉末不再发生细化，而是内部发生滑移和错位，这种滑移和错位一方面可使晶体进一步细化，另一方面可造成内部晶粒取向无序性，使晶界密度提高，在隔热过程中，首先，得益于热扩散过程中的量子尺寸效应，使热阻增加，其次，因为高密度晶界的存在，可在使用过程中，对热波产生较大的散射效应，导致热阻进一步增加，从而起到良好的隔热效果；（2）本专利技术通过添加明胶，在涂料干燥过程中，体系中水分逐渐挥发，使体系中pH不断上升，从而导致体系中明胶偏离等电点更远，使明胶胶体分子进一步发生膨胀，膨胀过程中，在涂料中形成部分封闭式空隙，封闭空隙的导热效率较低，从而使体系整体的热阻进一步提高，隔热性能得以有效提升。具体实施方式按重量份数计，依次取3～5份聚乙烯醇，4～8份明胶，120～150份水，10～15份硝酸镁溶液，先将聚乙烯醇、明胶、水和硝酸镁溶液混合倒入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合10～20min后，于室温条件下静置溶胀10～12h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为95～98℃，转速为300～500r/min条件下，加热搅拌分散45～60min，随后调节1号烧杯中物料至明胶等电点，得硝酸镁混合分散液；按重量份数计，依次取60～80份硝酸镁混合分散液，8～10份聚乙烯吡咯烷酮，加入2号烧杯中，并将2号烧杯移入超声分散仪中，于超声频率为45～50kHz条件下，超声分散45～60min，得水相分散液；按重量份数计，依次取80～100份混合单体，20～30份丙烯酸，3～5乳化剂，3～5份引发剂，倒入3号烧杯中，用搅拌器以600～800r/min转速，搅拌混合45～60min，得油相分散液；按重量份数计，依次取60～80份水相分散液，80～100份油相分散液，先将水相分散液加入反应釜中，以300～600mL/min速率向反应釜内通入氮气，于氮气保护状态下，通过滴液漏斗以8～15mL/min速率向反应釜内滴加油相分散液，待油相分散液滴加完毕，于温度为75～85℃，转速为400～800r/min条件下，恒温搅拌反应3～5h，待反应结束，调节反应釜内物料pH至8.0～9.0，出料，得碱性聚合产物，再将所得碱性聚合产物转入球磨罐中，以球料质量比为10：1～25：1加入氧化锆球磨珠，球磨混合4～6h后，出料，灌装，即得水性隔热涂料。所述明胶为等电点为5.0～6.0的明胶。所述硝酸镁溶液质量分数为10～15%。所述混合单体是由甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯按质量比为3：1～1：1配制而成。所述乳化剂为乳化剂OP-10，十二烷基苯磺酸钠或十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种。所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或过氧化苯甲酰中的任意一种。按重量份数计，依次取5份聚乙烯醇，8份明胶，150份水，15份硝酸镁溶液，先将聚乙烯醇、明胶、水和硝酸镁溶液混合倒入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20min后，于室温条件下静置溶胀12h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为98℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌分散60min，随后调节1号烧杯中物料至明胶等电点，得硝酸镁混合分散液；按重量份数计，依次取80份硝酸镁混合分散液，10份聚乙烯吡咯烷酮，加入2号烧杯中，并将2号烧杯移入超声分散仪中，于超声频率为50kHz条件下，超声分散60min，得水相分散液；按重量份数计，依次取100份混合单体，30份丙烯酸，5乳化剂，5份引发剂，倒入3号烧杯中，用搅拌器以800r/min转速，搅拌混合60min，得油相分散液；按重量份数计，依次取80份水相分散液，100份油相分散液，先将水相分散液加入反应釜中，以600mL/min速率向反应釜内通入氮气，于氮气保护状态下，通过滴液漏斗以15mL/min速率向反应釜内滴加油相分散液，待油相分散液滴加完毕，于温度为85℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应5h，待反应结束，调节反应釜内物料pH至9.0，出料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性隔热涂料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，依次取3～5份聚乙烯醇，4～8份明胶，120～150份水，10～15份硝酸镁溶液，先将聚乙烯醇、明胶、水和硝酸镁溶液搅拌混合后，静置溶胀，再经加热搅拌分散，并调节pH至明胶等电点，得硝酸镁混合分散液；（2）按重量份数计，依次取60～80份硝酸镁混合分散液，8～10份聚乙烯吡咯烷酮，超声分散，得水相分散液；（3）按重量份数计，依次取80～100份混合单体，20～30份丙烯酸，3～5乳化剂，3～5份引发剂，混合均匀，得油相分散液；（4）按重量份数计，依次取60～80份水相分散液，80～100份油相分散液，先将水相分散液加入反应釜中，于氮气保护状态下，滴加油相分散液，待滴加结束，恒温搅拌反应3～5h，待反应结束，调节pH至8.0～9.0，再经球磨混合4～6h，出料，灌装，即得水性隔热涂料。

【技术特征摘要】
1.一种水性隔热涂料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，依次取3～5份聚乙烯醇，4～8份明胶，120～150份水，10～15份硝酸镁溶液，先将聚乙烯醇、明胶、水和硝酸镁溶液搅拌混合后，静置溶胀，再经加热搅拌分散，并调节pH至明胶等电点，得硝酸镁混合分散液；（2）按重量份数计，依次取60～80份硝酸镁混合分散液，8～10份聚乙烯吡咯烷酮，超声分散，得水相分散液；（3）按重量份数计，依次取80～100份混合单体，20～30份丙烯酸，3～5乳化剂，3～5份引发剂，混合均匀，得油相分散液；（4）按重量份数计，依次取60～80份水相分散液，80～100份油相分散液，先将水相分散液加入反应釜中，于氮气保护状态下，滴加油相分散液，待滴加结束，恒温搅拌反应3～5h，待反应结束，调节pH至8.0～9.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐林元，许玉，张烨，
申请(专利权)人：唐林元，
类型：发明
国别省市：江苏,32