高彈性屋面隔熱涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種高彈性屋面隔熱涂料，由水、遮蓋乳液、彈性乳液、顏料、填料、助劑制備而成。本發(fā)明高彈性屋面隔熱涂料具有低VOC、超強(qiáng)的耐候性和耐沾污性、優(yōu)異的彈性伸長率和粘結(jié)強(qiáng)度、施工性佳、防水性好，耐候性好，適于現(xiàn)行各類金屬屋面的防水和節(jié)能，特別適用于金屬屋面的維修，大大降低金屬屋面的維修成本，延長建筑物屋面使用壽命的無光污染的環(huán)境友好型涂料。本發(fā)明還公開了該高彈性屋面涂料的制備方法。
【專利說明】
高彈性屋面隔熱涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種高彈性屋面隔熱涂料及其制備方法，屬于既有屋面的節(jié)能、防水 改造涂料領(lǐng)域，特別涉及高彈性屋面隔熱涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，市場上應(yīng)用的丙烯酸屋面防水涂料的防水效果與涂膜厚度成一定的正比關(guān) 系，而實(shí)際施工時(shí)往往為節(jié)約成本其厚度不會做很厚，再加上該類產(chǎn)品與金屬屋面的附著 力差，經(jīng)常出現(xiàn)滲水漏雨的問題，屋面滲漏不僅直接影響人們的生產(chǎn)、生活，而且雨水侵入 后，使屋面潮濕，長時(shí)間后將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)病害，甚至發(fā)生危險(xiǎn)。
[0003] 冷屋面涂料技術(shù)是一種簡單有效的屋面保護(hù)和維修方法，特別針對金屬屋面維 修，無需重新安裝新防水卷材，特色設(shè)計(jì)的聚合物，與金屬基材有優(yōu)異的附著力，提供防銹 性能，易于金屬屋面維護(hù)翻新，降低整體維護(hù)成本，無縫隙涂層，不產(chǎn)生固體廢棄物。具備防 水性能，完好地解決滲漏問題，可保護(hù)金屬基材延長至少5~10年的屋面使用壽命。
[0004] 為克服屋面防水涂料的種種不足，近年來在美國，"冷"屋面正在快速崛起成為主 流屋面系統(tǒng)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，冷屋面涂料可減少每年5~25%的能源費(fèi)用支出，降低周圍環(huán)境溫度 和霧霾形成，減少熱島效應(yīng)，延緩全球溫室效應(yīng)（l〇〇m 2的冷屋面可以減少10噸的C02的排 放）。尤其是在炎熱地區(qū)，其優(yōu)良的反射率可以為環(huán)境做貢獻(xiàn)，也可以降低費(fèi)用，"冷"屋面 能減輕空調(diào)負(fù)荷得到美國采暖、制冷、空調(diào)工程師協(xié)會的承認(rèn)，并得到了大力推廣。
[0005] 近年來，國內(nèi)市場對反射節(jié)能防水屋面涂料系統(tǒng)（冷屋面涂料）的需求不斷增長， 這種需求大多來自于國家節(jié)能和保護(hù)環(huán)境政策的導(dǎo)向和業(yè)主對控制能源支出及屋面防水 質(zhì)量的重視，導(dǎo)致該產(chǎn)品需求具有很大的市場發(fā)展空間。施工方便、V0C含量低、高效節(jié)能 的防水涂料越來越受市場消費(fèi)者的青睞。預(yù)計(jì)該類產(chǎn)品每年市場將以50%以上的發(fā)展速度 增長，10年后整體市場容量將在50~100億左右。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一在于提供一種環(huán)保型、易于既有屋面防水改造 的高彈性屋面隔熱涂料，其優(yōu)異的彈性伸長率和粘結(jié)強(qiáng)度賦予產(chǎn)品卓越的屋面防水性能， 防護(hù)性能長達(dá)10年以上，特別適用于現(xiàn)行大跨度金屬屋面的防水和節(jié)能，延展建筑物屋 面壽命，以解決現(xiàn)有屋面易漏水的現(xiàn)象。同時(shí)，該高彈性屋面隔熱涂料具有反射太陽光中 250nm~2500nm產(chǎn)生熱量的光線，從而降低屋面的表面溫度，最終降低室內(nèi)溫度，起到節(jié)能 效果。
[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二在于提供一種上述高彈性屋面隔熱涂料的制備 方法。
[0008] 本發(fā)明以乳液、鈦白粉為主要原料，配以各種助劑和填料經(jīng)物理研磨分散制成的， 使用時(shí)涂覆于屋面表面，能通過長期反射太陽輻射紅外波段的能量來達(dá)到降低建筑屋面表 面溫度，有效降低夏季室內(nèi)溫度可達(dá)10攝氏度以上，減少空調(diào)能耗和二氧化碳排放量。
[0009] 本發(fā)明除易施工、可保證涂膜性能外，主要是無光污染現(xiàn)象、也可調(diào)配各種顏色 (如對隔熱要求不高），裝飾性能優(yōu)越，美化城市鳥瞰形象。大面積城區(qū)推廣將保護(hù)環(huán)境和 降低大城市中的熱島效應(yīng)作用。適用于既有建筑物的屋面節(jié)能防水改造。
[0010] 本發(fā)明所需要解決的技術(shù)問題，可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0011] 高彈性屋面隔熱涂料，由以下按重量份的原料制備而成：
[0012] 水 60~70份； 遮蓋乳液 45~55份； 彈性乳液 400~450份; 顏料 65~75份； 瑣料 330~:份； 助劑 25~45份。
[0013] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述遮蓋乳液選自優(yōu)創(chuàng)UE乳液。
[0014] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述彈性乳液選自彈性純丙乳液。
[0015] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述的助劑選自分散劑、消泡劑、成膜助劑、防腐 劑、增稠劑中的一種或兩種以上的混合。
[0016] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述顏料采用耐候性好、易分散的金紅石型鈦白 粉，例如美國杜邦的R-902+、R-706、科美基的CR-828。
[0017] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述填料采用重質(zhì)碳酸鈣、高嶺土、沉淀硫酸鋇的 一種或兩種以上的組合。
[0018] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述的助劑為分散劑，其用量為涂料重量的 0.5%~2%。所述分散劑一般選用鈉鹽類、也可選用耐水性好的氨鹽類分散劑。本發(fā)明優(yōu) 選用了陶氏的特好散TM快易或特好散TM731A等。
[0019] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述的助劑為消泡劑，鑒于彈性涂料易起泡，且消 泡難，可采用硅油類消泡劑和用于厚漿類彈性涂料的有機(jī)硅類消泡劑。所述消泡劑的用量 為涂料重量0. 3%~0. 5%。這里的消泡劑選用旭電化的B-943和有機(jī)硅類的B-199等。
[0020] 作為本發(fā)明第二方面的高彈性屋面隔熱涂料制備方法，包括如下步驟：
[0021] (1)將水、部分助劑按重量比低速攪拌混合均勻后，加入顏料、填料進(jìn)行高速分散， 高速分散的時(shí)間不少于45min，分散過程中控制漿料溫度不超過50°C，確保漿料細(xì)度達(dá)到 規(guī)定的指標(biāo)要求；
[0022] (2)將步驟⑴制備的符合要求的-漿料投入調(diào)合槽，在中速攪拌狀態(tài)下按重量比 投入遮蓋乳液和彈性乳液，并攪拌混合均勻；
[0023] (3)投入剩余助劑，中速攪拌狀態(tài)下繼續(xù)攪拌不少于lOmin，測試粘度并根據(jù)要求 進(jìn)行粘度調(diào)節(jié)，每次粘度調(diào)節(jié)攪拌時(shí)間不少于lOmin ;
[0024] (4)將內(nèi)控指標(biāo)測試合格的涂料按規(guī)定的包裝要求過濾包裝。
[0025] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，步驟⑴中，所述高速分散的轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分 鐘。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，步驟⑵和⑶中，所述中速攪拌的轉(zhuǎn)速為600~800 轉(zhuǎn)/分鐘。
[0026] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，步驟（3)中，所述粘度調(diào)節(jié)采用助劑中的增稠劑 進(jìn)行粘度調(diào)節(jié)。
[0027] 本發(fā)明的有益效果：
[0028] 該涂料具有低V0C、超強(qiáng)的耐候性和耐沾污性、優(yōu)異的彈性伸長率和粘結(jié)強(qiáng)度、施 工性佳、防水性好，耐候性好，適于現(xiàn)行大跨度金屬屋面的防水和節(jié)能，解決了傳統(tǒng)屋面防 水涂料漏水漏雨、與金屬屋面附著力差的特點(diǎn)，可通過l〇〇〇h耐人工老化性試驗(yàn)后涂膜是 否粉化來進(jìn)行表征，延長建筑物屋面壽命的無光污染的環(huán)境友好型涂料。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 為了使本發(fā)明的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具 體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0030] 實(shí)施例1 :乳液的選擇
[0031] 乳液是成膜物質(zhì)中最重要的組成部分，耐水、耐酸堿性、抗紫外線能力、耐沾污等 直接影響了涂膜的保護(hù)性能與持久裝飾性；兼顧反射隔熱涂料的作用機(jī)理，所選擇的基料 還需具有透明度、折射率高、不含吸熱基團(tuán)、對可見光和近光紅外吸收較少的丙烯酸樹脂。 通過對常用的樹脂的紫外光、可見光、近紅外光平均反射率的分析比較，加之本發(fā)明設(shè)計(jì)的 是可用于金屬屋面上，要求具有高彈防水作用的涂料，因此彈性乳液選用彈性純丙乳液。
[0032] 優(yōu)創(chuàng)UE乳液具有一定的遮蓋能力，能代替一部分顏料，同時(shí)其特有的空心球結(jié) 構(gòu)，又具有隔熱反射的效果，所以本發(fā)明配方中也添加了一部分。
[0033] 耐沾污對太陽反射比變化率的影響：
[0034] 影響涂料耐沾污的因素很多，其中乳液起著決定性作用。本實(shí)驗(yàn)通過對不同彈性 乳液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，綜合各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，篩選出合適的彈性乳液，不同乳液、不同耐沾污性對太 陽反射比的影響見表1 :
[0035] 表1 :耐沾污性對太陽反射比變化影響的對比測試結(jié)果
[0037] 表1中的彈性乳液1為EC-1791，彈性乳液2為NX3250,彈性乳液3為HS88,彈性 乳液4為RS-9161。
[0038] 由表1可以看出，隨著耐沾污數(shù)值的上升，污染后太陽光反射比變化率逐漸增 大。當(dāng)耐沾污超過20 %時(shí)，彈性反射隔熱涂料的污染后的太陽光反射比就不符合JG/T 235-2014《建筑反射隔熱涂料》標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。根據(jù)以上的結(jié)果，綜合彈性、抗污性、附著 力、遮蓋力、初期耐水性等指標(biāo)，本發(fā)明選擇了彈性乳液1為彈性純丙乳液作為彈性隔熱屋 面涂料的主要基料。
[0039] 實(shí)施例2 :
[0040] 顏料和填料的選擇
[0041] 通過大量實(shí)驗(yàn)證明，使用鈦白粉6. 5~7. 5 %，重鈣、沉淀硫酸鋇、高嶺土三種填料 33~35%即能滿足遮蓋力和JG/T 375-2012《金屬屋面丙烯酸高彈防水涂料》對熱、浸水、 酸處理以及太陽反射比和半球發(fā)射率的要求。部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2、表3。
[0042] 表2 :部分實(shí)驗(yàn)
[0044] 表3 :實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0047] 從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看填料只添加重鈣的酸處理不通過（重鈣會與酸起反應(yīng)），添加了高 嶺土及沉淀硫酸鋇后酸處理提高了，在結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)中要求固含量多65%，所以選擇配方3#中 的顏料和填料配方應(yīng)用于本發(fā)明彈性隔熱屋面涂料中。
[0048] 實(shí)施例3.彈性隔熱屋面涂料與普通涂料進(jìn)行對比
[0049] 3.1配比：以重量計(jì)
[0050] 水71. 5份，優(yōu)創(chuàng)UE乳液55份，EC-1791乳液440份，R-902+金紅石型鈦白粉70 份，重鈣100份，高嶺土 135份，沉淀硫酸鋇100份，分散劑5份，B-943消泡劑2份、B-199 消泡劑1份，丙二醇10份，成膜助劑4份、漆膜防霉劑5份、增稠劑1. 5份。
[0051] 3. 2制備方法
[0052] (1)將水71. 5份、分散劑5份，B-943消泡劑2份、丙二醇10份，成膜助劑4份，按 重量比在轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分鐘低速攪拌混合均勻后，加入美國杜邦的R-902+金紅石型鈦白 粉70份、重鈣100份，高嶺土 135份，沉淀硫酸鋇100份進(jìn)行在1500轉(zhuǎn)/分鐘高速分散，高 速分散的時(shí)間不少于45min，分散過程中控制漿料溫度不超過50°C，確保漿料細(xì)度達(dá)到規(guī) 定的指標(biāo)要求；
[0053] (2)將步驟（1)制備的符合要求的漿料投入調(diào)合槽，在中速攪拌狀態(tài)下按重量比 投入優(yōu)創(chuàng)UE乳液55份和EC-1791乳液440份，并攪拌混合均勻；
[0054] (3)投入B-199消泡劑1份、漆膜防霉劑5份、增稠劑1. 5份。在轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/ 分鐘中速攪拌狀態(tài)下繼續(xù)攪拌不少于lOmin，測試粘度并根據(jù)要求用聚氨酯增稠劑進(jìn)行粘 度調(diào)節(jié)，每次粘度調(diào)節(jié)攪拌時(shí)間不少于lOmin ;
[0055] (4)將內(nèi)控指標(biāo)測試合格的涂料按規(guī)定的包裝要求過濾包裝。
[0056] 3. 3制好的彈性隔熱屋面涂料送檢，國家檢驗(yàn)報(bào)告如下：
[0057] 表4國家建筑工程材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢驗(yàn)報(bào)告

[0060] 由表4可以看出彈性隔熱屋面涂料的檢測項(xiàng)目較多，而普通的彈性涂料吸水性較 高，耐沾污性不一定能達(dá)到要求，且太陽反射比和半球發(fā)射率達(dá)不到要求；普通的高檔外墻 涂料太陽反射比和半球發(fā)射率能達(dá)到要求，但不具備彈性的要求。
[0061] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等同物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 高彈性屋面隔熱涂料，其特征在于，由W下按重量份的原料制備而成： 水 60~70份； 遮蓋乳液 巧^巧憤； 彈性乳液 400~4日0份； 顏料 6日~巧份； 巧料 330~;巧0汾； 助劑 2日~4日份。2. 如權(quán)利要求1所述的高彈性屋面隔熱涂料，其特征在于，所述遮蓋乳液選自優(yōu)創(chuàng)UE 乳液。3. 如權(quán)利要求1所述的高彈性屋面隔熱涂料，其特征在于，所述彈性乳液選自彈性純 丙乳液。4. 如權(quán)利要求1所述的高彈性屋面隔熱涂料，其特征在于，所述顏料采用金紅石型鐵 白粉。5. 如權(quán)利要求1所述的高彈性屋面隔熱涂料，其特征在于，所述填料采用重質(zhì)碳酸巧、 高嶺±、沉淀硫酸領(lǐng)的一種或兩種W上的組合。6. 如權(quán)利要求1所述的高彈性屋面隔熱涂料，其特征在于，所述的助劑選自分散劑、消 泡劑、成膜助劑、防腐劑、增稠劑中的一種或兩種W上的混合。7. 如權(quán)利要求6所述的高彈性屋面隔熱涂料，其特征在于，所述的分散劑用量為涂料 重量的0.5%~2%。8. 如權(quán)利要求6所述的高彈性屋面隔熱涂料，其特征在于，所述的分散劑所述分散劑 選用鋼鹽類分散劑或氨鹽類分散劑。9. 如權(quán)利要求6所述的高彈性屋面隔熱涂料，其特征在于，所述的消泡劑采用硅油類 消泡劑或有機(jī)娃類消泡劑。10. 如權(quán)利要求6所述的高彈性屋面隔熱涂料，其特征在于，所述消泡劑的用量為涂料 重量0. 3%~0. 5%。11. 權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的高彈性屋面隔熱涂料制備方法，其特征在 于，包括如下步驟： (1) 將水、部分助劑按重量比低速攬拌混合均勻后，加入顏料、填料進(jìn)行高速分散，高速 分散的時(shí)間不少于45min，分散過程中控制漿料溫度不超過50°C，確保漿料細(xì)度達(dá)到規(guī)定 的指標(biāo)要求； (2) 將步驟（1)制備的符合要求的漿料投入調(diào)合槽，在中速攬拌狀態(tài)下按重量比投入 遮蓋乳液和彈性乳液，并攬拌混合均勻； (3) 投入剩余助劑，中速攬拌狀態(tài)下繼續(xù)攬拌不少于lOmin，測試粘度并根據(jù)要求進(jìn)行 粘度調(diào)節(jié)，每次粘度調(diào)節(jié)攬拌時(shí)間不少于IOmin ; (4) 將內(nèi)控指標(biāo)測試合格的涂料按規(guī)定的包裝要求過濾包裝。12. 如權(quán)利要求11所述的高彈性屋面隔熱涂料制備方法，其特征在于，步驟（1)中，所 述高速分散的轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘。13. 如權(quán)利要求11所述的高彈性屋面隔熱涂料制備方法，其特征在于，步驟（2)和（3) 中，所述中速攬拌的轉(zhuǎn)速為600~800轉(zhuǎn)/分鐘。14. 如權(quán)利要求11所述的高彈性屋面隔熱涂料制備方法，其特征在于，步驟（3)中，所 述粘度調(diào)節(jié)采用助劑中的增稠劑進(jìn)行粘度調(diào)節(jié)。
【文檔編號】C09D7/12GK106032448SQ201510102695
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月9日
【發(fā)明人】周榮, 徐愛軍, 曹勇兵, 呂艷琴
【申請人】上海匯麗涂料有限公司