[发明专利]一种水性中空纳米隔热保温树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水性中空纳米隔热保温树脂的制备方法。

背景技术

进入新世纪以来，人类已经迈进了低碳经济时代，建筑材料也朝着节能环保的方向发展，它们由 “高投入、高消耗、高污染”慢慢向“低投入、低消耗、低污染”的低碳经济方向转型。全面推行建筑节能、走出高碳经济的阴影，提早进入环保节能的轨道是我国乃至全球建筑行业的主流趋势。

建筑隔热保温涂料因其经济、使用方便和隔热保温效果好等优点而越来越受到人们的欢迎和青睐。它在与建筑物的维护结构复合后，可使建筑保温隔热，是建筑节能实施中最为常用的材料之一，现已成为广大学者的研究热点。

中国专利CN1583908A，马成夫采用面层含有金红石型钛白粉，底层含有空心漂珠、空心无机纤维、工程纤维素等隔热填料的双层涂料结构，制得了对可见太阳光和近红外太阳光有高反射率、热导系数低、保温效果好等特点的保温涂料。

中国专利CN102992334A姚伯龙等人采用一种纳米物质为模板，制备出中空纳米二氧化硅粒子，然后再把这种中空二氧化硅粒子与成膜物制成涂料，即得到保温隔热涂料。因为中空纳米二氧化硅粒子特殊的纳米结构，使得此种保温隔热涂料的隔热性能大大提高。

中国专利CN102766400A李新红等人公开了一种新型节能隔热保温涂料及其制备方法，隔热保温涂料由水、润湿剂、5040分散剂、涂料杀菌剂、高岭土、不透明遮盖性聚合物、纳米空心陶瓷微珠、中空玻璃微珠、涂料消泡剂、纳米有机硅高级弹性乳液等材料制备而成，具有涂层薄，隔热保温效果好、防水防火性能显著的特点。

热传递是通过热传导、热对流及热辐射三种途径来实现的。对于涂料而言，热传导主要有涂料中的固体部分来完成，热对流则主要由涂料中的空气来完成，热辐射的传递不需要任何介质。因此，要获得良好的隔热保温效果，一是要在保持足够机械强度的同时，材料的体积密度要极端的小；二是要将空气的对流减弱到极限；三是通过近于无穷多的界面和通过材料的改性使热辐射经反射、散射和吸收而降低到最低。

因而，在隔热保温涂料中引入孔隙结构可以有效地提高隔热保温效果。现阶段的隔热保温涂料的研究大多采用具有低导热系数的无机填料如海泡石、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石等与有机成膜物质如弹性丙烯酸乳液等进行复合后涂覆于基材表面起到隔热功效，这种涂料的缺点是：（1）具有隔热保温作用的成分无法直接当涂料使用，需配合助剂和成膜物质一起作为涂料配方使用，工序繁多、操作较复杂；（2）普通的隔热保温涂料的组合物含有多种成分如有机弹性聚合物和无机填料等，无机有机复合的涂料组合物储存稳定性差，施工时容易出现不均匀的现象，特别是涂料施工完毕后的表面效果较差，集中体现在表面极其的粗糙；（3）普通工艺得到的隔热保温涂料为了达到良好的隔热保温效果，需要提高涂料的孔隙率，常常加大涂料组分中无机孔隙类的材料比重，这样导致弹性乳液的成膜性不佳，集中体现在：当外界环境温差变大时，饰面层的涂膜会发生开裂，进而造成保温层的开裂，从而影响了建筑物外墙整个保温体系的使用寿命；（4）现有的隔热保温涂料，多采用常规的保温材料如海泡石、膨胀珍珠岩、膨月蛭石等制备，因涂层较厚，仅适用于管道、釜体或建筑物等的隔热保温填充物，不适合作建筑物外墙饰面层涂料。

因此如何克服现有技术的不足是目前涂料技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种无需添加无机隔热保温填料、无需添加弹性成膜物并具有隔热保温性能的水性中空纳米隔热保温树脂的制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种水性中空纳米隔热保温树脂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将第一单体混合物加入到反应釜内于60-90℃进行乳液聚合反应，进料持续1-2小时，然后保温0.5-2小时，制得核聚合物；

（2）将含有质量分数为0.1-3.5%交联单体的第二单体混合物于60-90℃继续加入到反应釜内进行乳液聚合反应，进料持续1-4小时，然后保温0.5-2小时，制得中间层聚合物；

（3）将反应釜升温至90-100℃，然后将中和剂加入反应釜中进行中和反应，后保温5-30分钟，再将反应釜降温至60-90℃进行第三单体混合物进料进行乳液聚合反应，进料持续2-4小时，进料完毕后保温0.5-2小时，制得表层聚合物，接着向反应釜中补加引发剂，保温1-2小时后冷却，室温出料，得到水性中空纳米隔热保温树脂；

所述的单体混合物中含有羧酸官能团单体，并且至少含有一种单乙烯基不饱和的单体；