[发明专利]一种气凝胶水性隔热涂料及其制备方法

说明书

本发明公开一种气凝胶水性隔热涂料及其制备方法，主要由水性树脂和气凝胶粉体组成，所述气凝胶粉体由内部疏水层和表面亲水层构成，所述表面亲水层厚度为0.1~100μm。本发明的一种气凝胶水性隔热涂料的制备方法包括以下步骤：（1）气凝胶粉体改性；（2）将步骤（1）的气凝胶粉体与所述水性树脂混合，搅拌或球磨处理。本发明将气凝胶粉体添加到水性涂料体系中，保证气凝胶的纳米多孔结构不被破坏，充分发挥气凝胶的隔热保温性能。本发明提供的气凝胶水性隔热涂料制备工艺简单，实用，性能优异，价格低廉，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及化工涂料领域，尤其涉及一种气凝胶水性隔热涂料及其制备方法。气凝胶水性隔热涂料具有优异的隔热保温性能，在建筑保温、车辆交通、军事和航天等领域均具有巨大的应用价值。

背景技术

气凝胶是一种由纳米级颗粒堆积而成的、具有纳米级孔洞的轻质固体材料，因此具有极高的孔隙率、比表面积，优异的化学稳定性和不燃性，表现出优异的轻质、透光、隔热、保温、隔音、防火、抗冲击性能。

但是，由于气凝胶具有极低的固含量和密度，导致其骨架纤细，强度较低。而且，由于气凝胶表面存在很多纳米孔，涂料体系中的低分子量液态物质容易进入微孔，产生巨大的毛细管力，从而导致气凝胶骨架坍塌，失去纳米多孔结构，进而失去气凝胶优异的隔热保温性能，制约其工程应用。

发明内容

基于此，有必要提供一种气凝胶水性隔热涂料及其制备方法。

一种气凝胶水性隔热涂料，主要由水性树脂和气凝胶粉体组成，所述气凝胶粉体由内部疏水层和表面亲水层构成，所述表面亲水层厚度为0.1~100μm。

在其中一个实施例中，所述气凝胶水性隔热涂料还包括颜填料、助剂、分散介质中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述水性树脂为醇酸树脂、丙烯酸树脂、饱和聚酯树脂、聚脲树脂、聚氨酯树脂、氨基树脂、环氧树脂、氟碳树脂、有机硅树脂、硝基纤维素、乙烯基树脂中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述颜填料为钛白粉、氧化锌、立德粉、锑白、铅白、炭黑、铁系颜料、铬酸盐颜料、镉系颜料、偶氮颜料、酞菁颜料、多环颜料、玻化微珠、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、碳酸钙、硫酸钡、硅藻土、气相二氧化硅、滑石粉、高岭土、硅灰石、云母粉、合成硅酸铝中的一种或多种；所述颜填料还包括纳米钛白粉、ATO纳米半导体粉、ITO纳米半导体粉、金属氧化物粉中的一种或多种；所述助剂为润湿剂、分散剂、流平剂、防沉剂、消泡剂、增稠剂、催干剂、抗结皮剂、防腐剂、光稳定剂、成膜助剂中的一种或多种；所述分散介质为水、二甲苯、醋酸丁酯、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述气凝胶水性隔热涂料包括以下重量组分：所述水性树脂30~60份、所述气凝胶粉体5~40份、所述颜填料0~25份、所述助剂0~10份、所述分散介质0~30份。

一种气凝胶水性隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）气凝胶粉体改性；

（2）将步骤（1）的气凝胶粉体与所述水性树脂混合，搅拌或球磨处理。

在其中一个实施例中，所述步骤（1）包括疏水改性步骤；所述疏水改性为在密闭的疏水改性剂气相环境中对气凝胶粉体进行疏水改性；所述疏水改性剂为三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。