一种粮仓专用水性纳米防水隔热涂层制备方法与流程

本发明涉及隔热涂层材料制备，具体为一种粮仓专用水性纳米防水隔热涂层制备方法。

背景技术：

1、隔热涂层指最近发展起来的一种阻挡、反射、辐射太阳光近红外热量的功能性水性涂料，令屋面隔热降温，节能降耗，具有隔热、防水、防锈、防腐、工期短、见效快的特性，全面取代水喷淋系统，保温棉、发泡海绵、夹层铁皮等，隔热涂层从特性原理分类主要有三种，隔绝传导型隔热涂层、反射型隔热涂层和辐射型隔热涂层，除了上述三种类型隔热涂层，国外隔热功能涂料已经出现一种绝热保温涂料，除了具备上述隔热涂层的优点以外，更具备奇特的保温效果。

2、例如中国专利公开了一种纳米复合水性隔热涂层制备方法，cn106336741b，该发明以纳米二氧化钛为反射隔热颜料、埃洛石纳米管为功能性填料、纳米二氧化硅为无机填料，通过高速剪切分散一定时间制得纳米复合水相分散液；随后，按照特定程序加入苯丙树脂、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、消泡剂、润滑剂、抗水剂、抗菌剂、稀naoh溶液和去离子水等组分，经过高速剪切分散、调节ph、筛选过滤，制备得到水性隔热涂层。该发明的水性隔热涂层制备条件温和，不需要添加新的设备，工艺简单，生产成本低；该发明以水为分散介质，符合绿色设计的理念；同时，选用纳米材料及中空材料为颜料，有利于全面提升涂料的隔热性能和耐候性能。

3、虽然上述方案具有如上的优势，然而传统的粮仓涂层制备方法无法提供足够的防水隔热性能，导致粮仓内部受到外界温度和湿度的影响；同时长期使用时，由于温度、湿度的变化，易出现脱落、开裂问题，影响使用寿命和防护效果，粮仓涂层在防护粮食和维护粮仓结构方面效果不佳，导致粮食受潮、变质、霉变，同时也会增加粮仓维护和修复的成本和工作量，降低了粮仓的使用寿命和经济效益，因此亟需一种粮仓专用水性纳米防水隔热涂层制备方法来解决此类问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种粮仓专用水性纳米防水隔热涂层制备方法，解决现有技术中存在的传统的粮仓涂层制备方法无法提供足够的防水隔热性能，导致粮仓内部受到外界温度和湿度的影响；同时长期使用时，由于温度、湿度的变化，易出现脱落、开裂问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、本发明提供了一种粮仓专用水性纳米防水隔热涂层制备方法，包括：

4、步骤1.材料准备，包括水性聚合物基料、纳米材料混合物，所述水性聚合物基料包括聚合物乳液、溶剂、助剂、辅剂、功能剂，原料组分按照以下重量百分比组成：聚合物乳液占总成分的63%-75%，溶剂占总成分的8%-23%，助剂占总成分的7%-12%，纳米材料混合物占总成分的1%-5%，辅剂占水性聚合物基料成分的1.5%-2.5%，功能剂占总成分的0.5%-1%；

5、步骤2.纳米材料混合物制备，使用高能球磨机进行氧化锌和二氧化硅纳米颗粒的制备：氧化锌纳米颗粒和二氧化硅纳米颗粒按照3:4的比例混合，混合后加入球磨机；球磨时间控制在5-8小时，转速为350-500转/分钟；在球磨过程中加入纳米材料混合物重量总成分0.1%-0.8%的聚乙烯吡咯烷酮，然后使用超声波处理设备对纳米颗粒进行进一步分散，超声波功率设定为180-200w，处理时间为20-30分钟，即得纳米材料混合物；

6、步骤3.水性聚合物基料增强，向水性聚合物基料中添加抗霉防腐剂和耐候性增强剂，抗霉防腐剂的添加量为水性聚合物基料总成分的1%-5%，耐候性增强剂的添加量为水性聚合物基料总成分的0.5%-2%；

7、步骤4.涂料加工，使用高剪切搅拌机将制备好的纳米材料混合物逐渐加入到水性聚合物基料中，搅拌速度设置为800-1000转/分钟，搅拌时间控制在35-45分钟；加工的温度在20-25摄氏度，湿度在30%-40%rh；然后使用高速分散机对涂料进行二次分散处理，分散速度设定为1800-3000转/分钟，分散时间为8-10分钟，将纳米材料混合物与基料充分混合，即得涂层混合物；

8、步骤5.功能性添加剂引入，在涂料基料中加入0.3%-0.5%的有机硅改性剂，通过高剪切搅拌机在20-25℃下进行950-1850转/分钟的混合，搅拌时间为10-15分钟；在涂料基料中加入0.2%-0.3%的银离子抗菌剂，通过高剪切搅拌机进行混合，通过高剪切搅拌机在20-25℃下进行850-1650转/分钟的混合，搅拌时间为10-15分钟。

9、本发明进一步地设置为：所述纳米材料混合物由氧化锌和二氧化硅纳米颗粒制备而成，用于提高涂层的隔热和抗菌性能；

10、本发明进一步地设置为：所述辅剂包括抗霉防腐剂、耐候性增强剂，用于增强涂层的抗菌、耐候性能；

11、所述助剂包括分散剂、增稠剂和稳定剂；

12、本发明进一步地设置为：所述步骤1中，聚合物乳液选用丙烯酸乳液、丙烯酸酯乳液类水性聚合物，保证涂料的胶着性和耐候性；

13、采用反应聚合、乳化聚合工艺进行制备，获得粒径在100-500nm的聚合物乳液，同时添加交联剂，提高聚合物乳液的耐候性和附着力；

14、本发明进一步地设置为：所述步骤1中，交联剂选用异氰酸酯交联剂、环氧交联剂，加入量占总成分的1%-5%；

15、本发明进一步地设置为：所述步骤1中，溶剂为水、醇类混合溶剂，水和醇类溶剂配比为2:3；

16、溶剂制备采用特殊纯化工艺，保证溶剂的纯度和稳定性；

17、本发明进一步地设置为：所述步骤1中，溶剂制备方式包括水溶剂、醇类溶剂的去杂和混合；

18、针对水溶剂，特殊纯化工艺包括反渗透膜过滤、离子交换树脂处理，去除水中的杂质和离子；

19、针对醇类溶剂，特殊纯化工艺包括分馏、蒸馏、冷冻结晶，减少杂质的含量；

20、然后将水溶剂、醇类溶剂混合均匀即得溶剂；

21、本发明进一步地设置为：所述醇类溶剂成分包括甘油和异丙醇、丙二醇、丁二醇、丁醇中至少一种；

22、本发明进一步地设置为：所述抗霉防腐剂选用氯化苯酚、苯甲酸、硼酸；

23、本发明进一步地设置为：所述耐候性增强剂选用二氧化钛、氧化锌。

24、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

25、本发明，提供的粮仓专用水性纳米防水隔热涂层制备方法采用纳米材料混合物的制备工艺，通过高能球磨机进行氧化锌和二氧化硅纳米颗粒的制备，引入聚乙烯吡咯烷酮，通过超声波处理设备对纳米颗粒进行进一步分散，有效提高纳米颗粒的分散性和稳定性，提升涂层性能，其次，对水性聚合物基料进行增强，添加抗霉防腐剂和耐候性增强剂，提高涂层的抗菌防霉和耐候性能，在涂料加工过程中，采用高剪切搅拌机和高速分散机进行混合和分散处理，保证纳米材料混合物与基料的充分混合，得到稳定一致的涂层混合物，引入功能性添加剂，包括有机硅改性剂和银离子抗菌剂，有效提高涂料的耐候性和抗腐蚀性能，同时具备良好的抗菌性能，保障粮仓内部环境的清洁和安全；

26、本发明，通过引入纳米材料混合物，氧化锌和二氧化硅纳米颗粒，有效提高涂层的隔热性能，从而保护粮仓内部免受外界环境影响，采用水性聚合物基料增强和功能性添加剂抗霉防腐剂和耐候性增强剂，能够提高涂层的耐久性和抗腐蚀性能，延长其使用寿命，此外采用水性聚合物基料和环保型溶剂，加入抗菌剂功能性添加剂，提高涂层的环保性能，降低了对环境的污染和对人体健康的影响；综上所述，通过本技术所提供的涂层制备方法，显著提升涂层的防水隔热性能、耐久性和环保性，从而更好地保护粮仓内部物品免受外界环境的影响，提高粮仓的保护效果和使用寿命。