[發明專利]一種新型的水性氣凝膠涂料及制備方法

在審

• 申請號: 202110797010.2
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113337169A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 李淑敏;胡博;劉栩瑞;張德忠;尚陽;趙建偉
• 申請（專利權）人: 陽煤集團納谷（山西）氣凝膠科創城管理有限責任公司研發中心
• 主分類號: C09D133/04
• 分類號: C09D133/04;C09D125/14;C09D175/04;C09D7/61;C09D5/18;C09D5/08
• 代理公司: 太原榮信德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14119
• 代理人: 楊凱;連慧敏

本發明涉及氣凝膠涂料制備領域，具體涉及一種新型的水性氣凝膠涂料及制備方法。包括以下重量份的原料：水120～240份、填料60～200份、纖維素3～8份、多功能助劑3～10份、成膜劑150～200份、分散劑3～6份、成膜助劑5～10份、防腐劑2～5份、消泡劑0.5～2份、粘結劑4～9份、增塑劑5～12份、阻燃劑5～10份、潤濕劑0.5～2份，其中填料包括主填料SiO2氣凝膠粉體和輔助填料。本發明制備出的氣凝膠涂料具有成本低廉、分散性好、施工效果好、難收縮開裂和耐高低溫性能好等優點，應推廣使用。

技術領域

本發明涉及氣凝膠涂料制備領域，具體涉及一種新型的水性氣凝膠涂料及制備方法。

背景技術

基于社會不斷發展，人們對居住環境的舒適度和采光度要求越來越高，建筑能耗正成指數般的增加，給社會進步帶來了沉重的能源負擔和嚴重的環境影響，研發綠色的建筑材料和新型的建筑技術，推進建筑節能與綠色建筑發展刻不容緩。涂料作為建筑領域中重要的元素之一，室內60％的能量損失是由墻體保溫效果差導致，因此開發一種新型的隔熱保溫性能的涂料尤其重要。

現有技術生產的隔熱保溫材料主要以有機保溫材料(擠塑聚苯乙烯保溫板、膨脹型聚苯乙烯保溫板、發泡聚氨酯等)和無機保溫材料(巖棉、玻璃棉和無機保溫砂漿等)為主。有機保溫材料雖然隔熱性能較好，但防火性能較差，無機保溫材料雖然防火效果好，但密度大保溫效果差，兩種材料都難以做到節能與防火兼備。SiO2氣凝膠因具有獨特的納米孔結構、孔隙率高、比表面積大等優勢，可有效降低其內部氣體和固體的導熱效率，以提升隔熱性能，將其作為涂料主要的功能填料，能夠使涂料具備隔熱、耐高溫、防火、吸附和隔音吸音等特殊功能。然而，現有技術生產出的氣凝膠涂料仍存在成本高、粒徑均勻性差、易分層、耐高低溫性能差和施工易收縮開裂等缺陷。

因此，有必要解決上述技術問題。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明提供一種新型的水性氣凝膠涂料及制備方法，制備出的氣凝膠涂料具有成本低廉、分散性好、施工效果好、難收縮開裂和耐高低溫性能好等優點，解決了傳統保溫材料防火性能較差、添加甲醛、甲苯、二甲苯、乙二醇醚等有毒物質的缺點，同時采用的SiO2氣凝膠粉體采用常溫常壓干燥法，涂料的制備采用傳統機械攪拌法和超聲法，工藝流程易于操作，適合產業化生產，本發明采用的技術方案如下：

一種新型的水性氣凝膠涂料，包括以下重量份的原料：水120～240份、填料60～200份、纖維素3～8份、多功能助劑3～10份、成膜劑150～200份、分散劑3～6份、成膜助劑5～10份、防腐劑2～5份、消泡劑0.5～2份、粘結劑4～9份、增塑劑5～12份、阻燃劑5～10份、潤濕劑0.5～2份，其中填料包括主填料SiO2氣凝膠粉體和輔助填料。

一種新型的水性氣凝膠涂料的制備方法，包括以下步驟：

S1、向反應釜中依次添加水、多功能助劑、成膜劑、分散劑、防腐劑、粘結劑、消泡劑進行攪拌，攪拌速度為500rpm，攪拌至均勻，其中粘結劑按1g/min進行添加；

S2、加入填料和成膜助劑，待溶液混合均勻后添加主填料SiO2氣凝膠粉體和輔助填料，添加量為1～3：1，攪拌至均勻，其中SiO2氣凝膠粉體采用高速攪拌，按5g/min進行添加，轉速度控制在2800～3500rpm，成膜助劑待SiO2氣凝膠粉體攪拌至奶油狀后進行添加，輔助填料采用超聲法進行添加；

S3、待超聲至奶油狀，向反應釜中依次添加潤濕劑、纖維素、增塑劑、阻燃劑、防腐劑、消泡劑再次進行低速攪拌，攪拌至室溫下用涂-4杯測量運動黏度為220～320mm²/s，獲得新型的水性氣凝膠涂料成品。

優選地，所述水選取為純水、去離子水的其中一種。