一种环保隔热水性涂料的制作方法
本发明涉及涂料领域，具体为一种环保隔热水性涂料。
背景技术：
1、水性涂料一般包括水性乳液、消泡剂、表面活性剂、流平剂、增稠剂和助剂等组分，其中水性乳液作为基体可以根据功能的需要选择，常见的有苯丙乳液、水丙乳液、硅丙乳液、丁苯乳液等。相比于油性乳液，水性乳液具有环保、低voc等优点。中国专利cn108624212a公开了一种无毒环保型水性涂料及其制备方法，包括以下原料：聚氨酯乳液、丙烯酸酯乳液、消泡剂、表面活性剂、流平剂、成膜助剂、增稠剂、填料、抗氧化剂、纳米α-al2o3、纳米tio2、去离子水，该发明的水性涂料通过添加助剂增强了涂料的韧性和附着性能，此外对涂料的光泽度和硬度也有一定的提高，但是涂料的阻尼隔音性能和抗菌性能较差，还需要进一步探索改进。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种环保隔热水性涂料。
2、一种环保隔热水性涂料，按质量份计，包括以下原料：核壳型丙烯酸酯乳液70-75份、羟乙基纤维素1-5份、流平剂0.2-0.5份、润湿剂0.4-0.8份、消泡剂0.3-0.5份、成膜剂5-6份、水70-75份。
3、所述核壳型丙烯酸酯乳液的制备方法，包括以下步骤：
4、n1按质量份计，将13-15份甲基丙烯酸甲酯、12-13份苯乙烯、1-2份二乙烯基苯以及90-120份水混合，然后向其中加入1-2份乳化剂、1-2份丙烯酸丁酯改性的cu-fe层状双金属氢氧化物，在70-80℃氮气氛围中、以200-400r/min转速搅拌20-40min，最后加入0.01-0.05份引发剂和0.2-0.4份碳酸氢钠，继续恒温反应120-180min后，得到核乳液；
5、n2按质量份计，将18-20份丙烯酸丁酯、15-16份丙烯酸异辛酯、0.01-0.05份引发剂混合，得到壳单体乳液；在70-80℃氮气氛围中、以1-2ml/min的速率将壳单体乳液滴加到步骤n1得到的核乳液中，滴加完成后继续反应120-180min，得到核壳型丙烯酸酯乳液。
6、本发明首先采用甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯聚合制成丙烯酸乳液，其阻尼效果较差，且在常温下不具有良好的隔音性能。进一步的，本发明以甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯聚合物为核，以丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯聚合成壳，得到核壳型丙烯酸酯乳液，其tanδ值增大，这表明其消耗声波能量的能力增强，且在室温下也具有了优异的阻尼性能。这是由于核壳结构改性可以通过增加壳层的数目来达到扩宽有效阻尼温域的目的，核层与壳层的单体组成不同，通过改变核层与壳层中软硬单体的配比可以将核壳结构设计为硬核软壳结构或者软核硬壳结构，正是核层与壳层的玻璃化转变温度不同，从而有效的弥补了单一共聚物有效阻尼温域过窄的问题。
7、再进一步的，本发明在核壳结构丙烯酸乳液的合成过程中，将cu-fe层状双金属氢氧化物和核材料混合，共同聚合，其tanδ值进一步增大，且有效阻尼温域进一步向高温区拓宽，这是由于cu-fe层状双金属氢氧化物表面存在大量的羟基基团，其能够和甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物形成良好的连接，由于其层与层之间较弱的范德华力，在振动传递过来时，其能够通过平面滑动消耗能量，减弱声波的传动。更进一步的，本发明对添加的cu-fe层状双金属氢氧化物进行改性，采用丙烯酸丁酯对其层间的硝酸根离子进行替换，其tanδ值再次增大，且有效阻尼温域再次拓宽，其隔音效果进一步增强。这是由于原cu-fe层状双金属氢氧化物层间离子为硝酸根离子，cu-fe层状双金属氢氧化物通过表面羟基基团和甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物形成连接，其平移耗能较低。而用丙烯酸丁酯替换硝酸根离子后，丙烯酸丁酯也能参与核乳液的聚合，从而更好的传递振动波，且丙烯酸丁酯比硝酸根离子大，其使得层间作用力进一步减小，在振动波传递来时还可能进行上下位移，波动增大层间距，又在层间力的作用下恢复，有效的损耗能量。这表明cu-fe层状双金属氢氧化物确有改善阻尼性能的作用，但是效果并不明显，经过一系列的改性后，其使得涂料的阻尼性能明显提升。
8、此外，核壳结构还具有良好的隔热性能，cu-fe层状双金属氢氧化物的添加更有利于形成具有良好折射、散热的隔热层，增强涂料的隔热性能。
9、所述丙烯酸丁酯改性的cu-fe层状双金属氢氧化物的制备方法，包括以下步骤：
10、s1按质量份计，将18-19份硝酸铜、24-25份硝酸铁加入到300-400份水中，以200-400r/min搅拌5-10min，得到金属盐溶液，向金属盐溶液中加入10-20份柠檬酸钠和5-10份尿素，继续搅拌1-2h，接着，用浓度为12-16wt％的氢氧化钠水溶液调节溶液ph至10-11，置于90-100℃下，以200-400r/min转速搅拌回流反应6-8h，经离心取沉淀、洗涤干燥，得到cu-fe层状双金属氢氧化物；
11、s2将步骤s1制得的cu-fe层状双金属氢氧化物加入到180-260份无水乙醇中，在氮气氛围中以200-400r/min搅拌24-48h，经4000-6000r/min转速离心6-10min，取上清液，得到胶体溶液；
12、s3按质量份计，将5-10份丙烯酸丁酯加入步骤s2制备得到的胶体溶液中，然后在90-110℃下反应8-12h，冷却至室温，经10000-12000r/min转速离心6-10min，离心取沉淀、洗涤干燥，得到丙烯酸丁酯改性的cu-fe层状双金属氢氧化物。
13、所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇中的一种；优选的，所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠。
14、所述引发剂为过硫酸钠、偶氮二异丁腈中的一种；优选的，所述引发剂为过硫酸钠。
15、优选的，一种环保隔热水性涂料中按质量份计还包括抗菌剂3-5份。
16、所述抗菌剂的制备方法，包括如下步骤：
17、按质量份计，将2.5-3份irmof-8加入到50-65份异丙醇中混合均匀，然后加入1.5-2份季铵盐-73，在75-80℃氮气氛围中、以150-200r/min转速搅拌1-2h，结束后减压回收异丙醇，得到所述抗菌剂。
18、本发明制备的抗菌剂相比于单独采用季铵盐-73具有更好的抗菌防霉耐久性，这是由于irmof-8作为一种金属有机框架化合物一方面可以起到粘附细菌等微生物的作用，从而辅助季铵根与锌离子更好的协作杀菌，另一方面还能增强与涂料中丙烯酸酯乳液粘结能力，实现持久高效抗菌。
19、所述流平剂为羧甲基纤维素、硅油、聚二甲基硅氧烷中的至少一种；优选的，所述流平剂为硅油。
20、所述润湿剂为丙二醇、甘油、司盘-80、吐温-60中的至少一种；优选的，所述润湿剂为司盘-80。
21、所述消泡剂为byk-a555消泡剂、消泡剂gp330中的至少一种；优选的，所述消泡剂为byk-a555消泡剂。
22、所述成膜剂为十二碳醇酯、己二醇丁醚醋酸酯中的至少一种；优选的，所述成膜剂为十二碳醇酯。
23、上述环保隔热水性涂料的制备方法，包括以下步骤：按质量份计，将核壳型丙烯酸酯乳液70-75份、羟乙基纤维素1-5份、流平剂0.2-0.5份、润湿剂0.4-0.8份、消泡剂0.3-0.5份、抗菌剂3-5份、成膜剂5-6份、水70-75份混合，以80-120r/min转速搅拌5-15min，得到所述环保隔热水性涂料。
24、本发明有益效果：本发明的环保隔热水性涂料具有很好的阻尼隔音性能和抗菌性能。其中采用丙烯酸丁酯对层状双金属氢氧化物进行改性合成核壳结构丙烯酸乳液，增强了其阻尼性能，具有良好的室温隔音性能，环保、隔热、低voc。
技术特征：
1.环保隔热水性涂料，其特征在于，按质量份计，包括以下原料：核壳型丙烯酸酯乳液70-75份、羟乙基纤维素1-5份、流平剂0.2-0.5份、润湿剂0.4-0.8份、消泡剂0.3-0.5份、抗菌剂3-5份、成膜剂5-6份、水70-75份。
2.如权利要求1所述环保隔热水性涂料，其特征在于，所述抗菌剂的制备方法，包括如下步骤：按质量份计，将2.5-3份irmof-8加入到50-65份异丙醇中混合均匀，然后加入1.5-2份季铵盐-73，在75-80℃氮气氛围中搅拌1-2h，结束后减压回收异丙醇，得到所述抗菌剂。
3.如权利要求1所述环保隔热水性涂料，其特征在于，所述核壳型丙烯酸酯乳液的制备方法，包括以下步骤：
4.如权利要求3所述环保隔热水性涂料，其特征在于，所述丙烯酸丁酯改性的cu-fe层状双金属氢氧化物的制备方法，包括以下步骤：
5.如权利要求3所述环保隔热水性涂料，其特征在于，所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇中的一种。
6.如权利要求3所述环保隔热水性涂料，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钠、偶氮二异丁腈中的一种。
7.如权利要求1所述环保隔热水性涂料，其特征在于，所述流平剂为羧甲基纤维素、硅油、聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
8.如权利要求1所述环保隔热水性涂料，其特征在于，所述润湿剂为丙二醇、甘油、司盘-80、吐温-60中的至少一种。
9.如权利要求1所述环保隔热水性涂料，其特征在于，所述消泡剂为byk-a555消泡剂、消泡剂gp330中的至少一种。
10.如权利要求1所述环保隔热水性涂料，其特征在于，所述成膜剂为十二碳醇酯、己二醇丁醚醋酸酯中的至少一种。
技术总结
本发明公开了一种环保隔热水性涂料，包括以下原料：核壳型丙烯酸酯乳液、羟乙基纤维素、流平剂、润湿剂、消泡剂、抗菌剂、成膜剂、水；所述核壳型丙烯酸酯乳液中含有丙烯酸丁酯改性的Cu‑Fe层状双金属氢氧化物。本发明的环保隔热水性涂料具有隔音、抗菌、隔热、环保的优点。
技术研发人员：易吉敦
受保护的技术使用者：广东华筑新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23