[發(fā)明專利]一種氣凝膠保溫隔熱水性涂料及其制備方法和應用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110680728.3
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113354992A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設計）人: 金波愔;顏昌利;陳康壯
• 申請（專利權）人: 杭州和韻科技有限公司
• 主分類號: C09D133/00
• 分類號: C09D133/00;C09D5/08;C09D5/18;C09D7/43
• 代理公司: 杭州奧創(chuàng)知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 趙梅

本發(fā)明公開一種氣凝膠保溫隔熱水性涂料，采用如下步驟制備得到：將乳化劑和分散劑混合均勻后加入水和SiO₂氣凝膠粉末，在攪拌的條件下緩慢加入表面活性劑后持續(xù)攪拌，得到SiO₂氣凝膠漿料；再與水性聚丙烯酸乳液混合后并進行持續(xù)攪拌；再依次加入消泡劑、成膜助劑和阻燃劑后進行持續(xù)攪拌；最后同顏填料、增稠劑一起加入至高速研磨機中進行高速攪拌研磨，得到氣凝膠保溫隔熱水性涂料。本發(fā)明還公開了其制備方法和應用。本發(fā)明水性涂料的制備工藝簡單，過程綠色環(huán)保，成本低廉；所有原料均無毒無害、綠色環(huán)保，易保存，不存在安全隱患，制備過程中也不會對人體和環(huán)境產生任何危害；且各項性能優(yōu)異。

技術領域

本發(fā)明涉及保溫隔熱涂料技術領域，特別涉及一種氣凝膠保溫隔熱水性涂料及其制備方法和應用。

背景技術

在能源匱乏和環(huán)境污染問題日益突出的今天，節(jié)能降耗、提高能源的有效利用率是當前社會發(fā)展的趨勢。我國的能耗，包括建筑、石油化工、冶金、熱電、汽車等領域因保溫隔熱材料的落后而損失的能量巨大。因此，研發(fā)高性能的保溫隔熱水性涂料具有較大的經濟效益和社會效益。SiO₂氣凝膠由于具有獨特的結構，顯示出低熱導率、低密度等特性，在保溫隔熱水性涂料領域有著極其廣泛的應用。因此，制備SiO₂氣凝膠保溫隔熱水性涂料可以有效節(jié)約能源、提升能源的有效利用率。

中國專利CN111117421A(公開日期2020.05.08)公開了一種氣凝膠復合涂料及其在井下油管的應用，該發(fā)明申請主要將SiO₂氣凝膠粉末、水性環(huán)氧樹脂、空心玻璃微珠、表面改性劑、成膜助劑、流平劑和消泡劑按質量比10：50～100：10～20：5～10：3～5：0.1～1.0：1～2進行混合制備得到氣凝膠保溫復合涂料。該發(fā)明申請的優(yōu)點是由此制備得到的涂料保溫性能出眾，能明顯降低油管結蠟現象，著力強且能長期適應井下油水環(huán)境；該方法的缺點是工藝復雜，其使用的原料(如甲基環(huán)氧氯丙烷等)會對人體和環(huán)境產生一定的危害。

中國專利CN109913007A(公開日期2019.06.21)公開了水溶性SiO₂氣凝膠外墻反射隔熱涂料的制備方法及其應用，該發(fā)明主要包括以下兩個步驟：(1)SiO₂氣凝膠漿料的制備，其中包含到SiO₂氣凝膠改性和氣凝膠漿料的制備；(2)SiO₂氣凝膠涂料的制備。該發(fā)明申請的優(yōu)點是解決了疏水型SiO₂氣凝膠在水溶性保溫涂料中的限制；該方法的缺點是制備工藝繁瑣，且在SiO₂氣凝膠改性過程中使用的助溶劑為有機物，這不僅對人體和環(huán)境產生一定的危害且在操作過程中存在安全隱患，與此同時還會使涂料的VOC含量過高。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種氣凝膠保溫隔熱水性涂料及其制備方法和應用，以解決現有技術的不足。

本發(fā)明采用以下技術方案：

一種氣凝膠保溫隔熱水性涂料，所述氣凝膠保溫隔熱水性涂料采用如下步驟制備得到：

(1)將乳化劑和分散劑混合均勻后加入水和SiO₂氣凝膠粉末，在攪拌的條件下緩慢加入表面活性劑后持續(xù)攪拌，得到SiO₂氣凝膠漿料；其中，SiO₂氣凝膠粉末為疏水性SiO₂氣凝膠粉末，乳化劑為吐溫60、司盤60、高分子量聚乙二醇中的一種或幾種，分散劑為聚羧酸鈉鹽型分散劑，表面活性劑為氨基官能團硅烷偶聯(lián)劑；

(2)將步驟(1)中SiO₂氣凝膠漿料與水性聚丙烯酸乳液混合后并進行持續(xù)攪拌，得到聚丙烯酸—氣凝膠混合液體；

(3)向步驟(2)中聚丙烯酸—氣凝膠混合液體依次加入消泡劑、成膜助劑和阻燃劑后進行持續(xù)攪拌，得到氣凝膠保溫隔熱水性涂料中間體；其中，消泡劑為礦物油消泡劑，成膜助劑為醇酯12，阻燃劑為聚磷酸銨；