[发明专利]一种隔热保温的节能复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种隔热保温的节能复合材料及其制备方法，特别是一种集隔热、保温、防水、节能等诸多功能于一体的新型材料及其制备方法，属于无机—有机纳米复合材料领域。

背景技术

以现有的各种外墙为例，它们的功能是单一的，即使风靡市场一时的ICI涂料，其性能也十分单一，尤其对于集隔热、保温、防水、弹性自愈性、抗龟裂和节能于一体的墙体材料更是鲜有报导，例如重庆大学苟筱辉提出的“新型隔热、保温涂料及生产工艺”(CN90105780.0)涉及的隔热保温材料是由镁铝硅酸盐矿、增强纤维、改性添加剂、填充剂、复合高温粘结剂、消泡剂、水按比例混合，经原料的表面除尘、精选、粉碎、化学处理，混合搅拌，消泡静置以及复合凝固而成。

近几年，随着纳米材料技术的迅猛发展，有抗菌纳米粉、吸收与反射紫外线纳米粉体和液体，例如利用纳米TiO₂的抗菌作用。日本专利JP10025435，JP8325467等报导了一种抗菌涂料，它不仅耐候性好，而且有长期抗菌效果，其中抗菌剂为铝、铜、锌等离子，抗UV剂是中科院制备的纳米氧化铈。

即使某些报导自诩多功能复合涂料，也未见详细组分报导，且多功能仅是指耐候性、耐水性、耐紫外辐射、耐酸碱性，而无本发明所涉及的集多功能于一体的报导。

综上所述，在现有的材料中，特别是涂料真正同时具有隔热(降温7～9℃)、反射系数(87％)、辐射系数(83％)、保温(导热系数w/mk 0.06～0.08)、拉伸强度(1.8Mpa)、节能(33％)、耐紫外、耐冲击及耐热冷循环性于一体的材料鲜有报导。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种隔热、保温、节能的复合材料及其制备方法，以满足人们所渴望的集隔热、保温、弹性、抗UV及节能于一体的材料。

本发明提供的材料是由经过表面处理的漂珠(中空微珠、川南矿中得到)晶体，特种核壳高分子聚合乳液，抗紫外吸收、增加光泽度的填料如纳米氧化铈、α-纳米Al₂O₃、纳米TiO₂、气相纳米二氧化硅，包含Zn²⁺等的抗菌微细粉，以及助剂经特别设计制成的。主要发明内容如下：

一种隔热保温的节能复合材料，其特征在于，含有如下以重量份表示的组分：漂珠20～45，核壳高分子聚合乳液30～65，纳米氧化物20～50，填料6～40，抗菌微细粉0～0.6，助剂1～5，以及适量水。

所述纳米氧化物选自α-纳米氧化铝、纳米氧化铈、纳米二氧化钛及纳米二氧化硅中的一种或几种；

所述填料选自海泡石、高岭土、绢云母、硅灰石及超细硫酸钡中的一种或几种；

所述抗菌微细粉是选自纳米级Ag⁺、Cu²⁺和Zn²⁺离子的无机材料；

所述助剂是分散/润湿剂、消泡剂、成膜助剂、抗冻剂、憎水剂及PH调节剂中的一种或几种。

所述助剂粗成分散/润湿剂、消泡剂、成膜助剂、抗冻剂、憎水剂及PH调节剂的重量份之比为0.15～0.5∶0.5～1.0∶0.35～0.6∶0.5～1.5∶0.3～0.4∶0～0.1。

所述的分散/润湿剂为阴离子731和中性W-CF-10，所述的消泡剂为烷硅NxZ，所述成膜助剂是2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯(TEXANOL)，所述抗冻剂是乙二醇(EG)或丙二醇(PG)，所述的憎水剂为非极性离子CX-101，所述的PH调节剂是2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP-95)或AE325。

所述核壳高分子聚合乳液具有叔碳α-空间位阻(space-stero-effect)的特别结构；所述核壳高分子聚合乳液也可以是常温下自交联双丙酮丙烯酰胺与己二酸二酰肼得到的产物。

所述超细沉淀硫酸钡是Ba²⁺和SO₄^2-直接反应生成的BaSO₄，平均粒径0.5～0.7微米。

一种隔热保温的节能复合材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)首先将核壳高分子乳液与抗冻剂、成膜助剂混合得到(I)；

(2)将填料、抗菌微细粉、分散/润湿剂、消泡剂、抗冻剂、憎水剂及纳米氧化物均匀混合得到(II)；

(3)将上述(I)和上述(II)混合均匀，加入漂珠；

(4)调整PH值为7.8～8.3；

(5)过滤得到最终成品；