一種水溶性聚氨酯外墻隔熱保溫涂料及其生產方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種隔熱保溫涂料，特別是一種水溶性聚氨酯外墻隔熱保溫涂料及其 生產方法，屬于化學組合物及其制備技術領域。
【背景技術】
[0002] 由于世界工業日益發達以及人類對大自然的破壞，節能降耗工作已引起了世界各 國的關注和重視，我國的建筑能耗占人類能源消耗的30%以上，提高建筑物保溫隔熱性能、 提高建筑物使用功能、節能降耗是目前建筑選材設計又一重要考慮因素。在建筑涂料領域 國內外的發展目標也是向著高效、節省能源和資源、無害化、無污染方向發展。近年開發出 的建筑熱反射隔熱涂料不僅具有裝飾性，而且具有熱反射隔熱效果，應用在建筑屋面和內 外墻面對光和熱具有很好的阻斷及反射作用，在炎熱的夏季可抵抗大陽光和環境熱對建筑 物的烘烤，使室內溫度顯著降低，在冬季減少熱穿墻損耗，達到冬暖夏涼的效果，對建筑節 能具有一定貢獻。 隔熱涂料可以分為水性的和溶劑型的兩類，又可以根據施工狀態分為薄型和厚型。市 場上已有的美國盾牌熱反射涂料采用純丙乳液、陶瓷微珠、云母粉等為原料配制成，屬于水 性薄型熱反射隔熱涂料；澳大利亞澳格瑞隔熱涂料屬于溶劑型反射隔熱涂料；國內中國建 筑材料科學研宄總院最早推出CBMA陶瓷隔熱保溫涂料，隨后江蘇晨光涂料、上海好家庭涂 料、北京國邦等單位相繼推出隔熱涂料，但現有隔熱涂料多是以丙烯酸乳液或改性樹脂配 制而成，功能較單一。在隔熱保溫涂料方面，檢索到有關的文獻如下： 1、中國專利，名稱：彈性氟碳隔熱涂料及其制備方法、使用方法；申請(專利）號：CN201110411371.5，申請（專利權）人：深圳市廣田環保涂料有限公司；公開了一種彈性 氟碳隔熱涂料及其制備方法、使用方法，這種彈性氟碳隔熱涂料，是由主劑和固化劑組成， 其主劑由如下重量配比的組分制成：氟樹脂55- 65,分散劑0. 5 - 1. 5,消泡劑0. 2 - 0. 4， 防沉劑0. 3 - 0. 5,流平劑0. 3 - 0. 5,鈦白粉15 - 20,空心玻璃微珠4一8,空心高分子聚合 物1-1. 5,混合溶劑15-20 ;其固化劑由如下重量配比的組分制成：E405-80T90,乙酸 丁酯5,丙二醇甲醚乙酸酯5 ;且所述主劑與固化劑的重量配比按照氟樹脂的經值和固化劑 的NC0含量計算，取OH/NC0 = 1 : (1. 05 - 1. 15)。該彈性氟碳隔熱涂料具有杰出的耐候 性，并具有優異的抗玷污性、耐洗刷性以及優異的裝飾性能等，且該涂料具有良好的常溫和 低溫彈性，可抵抗細微裂紋，同時由于保溫隔熱效果的提高，有助于運輸和安置。
[0003] 2、中國專利，名稱：水性丙烯酸類防水隔熱涂料申請(專利）號：CN200910242172.9申請（專利權）人：中國建筑材料科學研宄總院摘要：本發明一種水 性丙烯酸類防水隔熱涂料，屬于建筑材料領域，可應用于建筑物屋面、金屬板材、瓷磚、釉面 磚、裝飾瓦等材料表面。本發明是以彈性丙烯酸酯共聚物乳液、VAE乳液、有機硅防水材料冷 混的共聚物乳液為基料，低導熱系數的空玻璃微珠、中空陶瓷微珠等隔熱材料，鈦白粉、氧 化鋅、超細云母粉等反射材料和耐腐蝕的重晶石粉、硅灰石等為顏填料的水性丙烯酸類防 水隔熱涂料。涂料太陽光反射率大于等于0. 83,半球反射率大于等于0. 85,耐候性老化時 間lOOOh不褪色、不粉化，不透水性、低溫柔性、拉伸強度等防水性能達到CJ/T864-2008 的II類產品指標要求。本發明涂料除了具有裝飾材料的功能，還具有防水和隔熱的功能。
[0004] 3、中國專利，名稱：建筑外表面用熱反射隔熱涂料及其制備方法申請(專利)號： CCN201010044807. 7申請（專利權）人：福建歐諾漆科技有限公司摘要：本發明公開了一 種建筑外表面用熱反射隔熱涂料，它包括以下成分：水性無皂聚合共聚乳液、鈦白粉、含硼 玻璃微珠、陶瓷粉、填料、潤濕劑、分散劑、增稠劑、消泡劑、成膜助劑、丙二醇、水，以及該涂 料的制備方法。本發明提供的建筑外表面用熱反射隔熱涂料涂裝于建筑表面不僅增強了外 墻對太陽光熱的反射性能，減少了外墻對太陽光熱輻射的吸收，從而降低了建筑物的表溫 度，達到了隔熱節能的效果，而且該涂料以水作為溶劑，不合重金屬、無毒無污染、施工工藝 簡單方便、性價比高，是一種環境友好型多功能節能涂料。
[0005] 現有隔熱涂料多是以丙烯酸乳液或改性樹脂配制而成，功能較單一，要制備一種 具有輕質、高耐火、高耐候、環保、不易老化、長效性的外保溫隔熱的涂料，進而達到建筑節 能的目的，還沒有很成熟的技術，因此目前人們還在不斷的研宄試驗。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的提供一種水溶性聚氨酯外墻隔熱保溫涂料及其生產方法，制成的涂 料具有良好的隔熱保溫效果、抗龜裂性強、具有耐化學品、耐磨、涂膜壽命長等特點。
[0007] 本發明是這樣實現的： 一種水溶性聚氨酯外墻隔熱保溫涂料及其生產方法，制成該涂料包括以下重量份數的 原料： 聚氨醋預聚體 50~60份； N-羥甲基丙烯酰胺 3~5份； 順丁烯二酸二異辛酯 2~5份； 苯胺甲基三甲氧基硅烷 0. 7~1. 2份； 鈦白粉 15~20份； 消泡劑 0. 3~0. 5份； 超細滑石粉 5~10份； 混合溶劑 13~16份； 空心玻璃珠 6~10份； 所述的聚氨酯預聚體是帶有NC0端基的預聚體，分子量在10000-4000之間； 所述的混合溶劑是丙二醇甲醚加水的混合物，重量比例為2:11 ; 所述空心玻璃微珠是硼硅酸鹽類剛性空心球體，其粒度為10- 250微米、壁厚1一2微 米。
[0008] 所述的鈦白粉為金紅石型二氧化鈦，由于金紅石型二氧化鈦其折射率為2. 71，通 過加入二氧化鈦(金紅石型)材料，能增強光線的折射與散射。因此，具有較優的反射和隔熱 性能，還具有很好的光線遮蓋效果，從而反射太陽近紅外波段，提高太陽熱輻射反射，降低 太陽熱吸收，不讓太陽在物體表面累計升溫。
[0009] 所述的消泡劑是二氧化硅TS-4400。
[0010] 本發明所述的一種水溶性聚氨酯外墻隔熱保溫涂料，其生產方法包括以下步驟： 按重量每公斤N-羥甲基丙烯酰胺加入2. 2公斤的體積濃度65-85%的乙醇溶解，然后 在反應釜中與聚氨酯預聚體混合，反應溫度80-140°C，反應時間1~2小時后加入苯胺甲基 三甲氧基硅烷；繼續反應3-6小時；然后加入順丁烯二酸二異辛酯；金紅石型鈦白粉；二氧 化硅TS- 4400 ;超細滑石粉；混合溶劑和空心玻璃珠，混合均勻即可得到水溶性聚氨酯外 墻隔熱保溫涂料產品。
[0011] 本發明所述的一種水溶性聚氨酯外墻隔熱保溫涂料及其生產方法，其原料還包 括：流平劑、抗凍劑和防沉劑中的一種或多種，重量份數為2-6 ;所述的流平劑是硝化纖維 素；所述的抗凍劑是乙二醇；所述的防沉劑是改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮溶液。
[0012] 本發明所述的水溶性聚氨酯外墻隔熱保溫涂料，還可以進一步加入色料，提供外 墻色彩繽紛的涂料。
[0013] 本發明所述的聚氨酯預聚體是以異氰酸酯、聚醚為主要原料，進行聚合而成，帶有 NC0端基的預聚體，分子量在10000-4000之間，它具有良好的物理性能，粘結力強，常溫濕 固化。
[0014] 本發明所述的N-羥甲基丙烯酰胺，為白色結晶粉末，熔點74~75°C，易溶于水、 乙醇，溶于脂肪酸酯類，不溶于烴、鹵代烴等疏水性溶劑。當水溶液中有酸存在時，加熱會迅 速聚合成不溶的樹脂。由于分子結構中含有聚合性能的乙烯基和縮合性能的羥甲基，因此 使線型聚合物交聯最為有效。如果與丙烯酸酯類單體共聚合，羥甲基被引入，僅加熱即可交 聯。
[0015] 本發明所述的順丁烯二酸二異辛酯為無色清澈透明液體的內增塑劑，可與氯乙 烯、醋酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酸酯等單體共聚，所得共聚物具有優良的耐沖擊性、抗龜裂 性、電性能及光學性能。可用于薄膜、涂料、粘合劑、橡膠、顏料固著劑、石油添加劑、紙張處 理劑等方面。其增塑效率高，用于涂料時，能提高涂料粘度、減少流動。
[0016] 本發明所述的苯胺甲基三甲氧基硅烷有兩方面的作用，一是作為涂料分散劑(英 文為paintdispersant)，是指能提高和改善固體或液體物料分散性能的助劑。不溶于水的 油性液體在高剪切力攪拌下，可分散成很小