一种水性纳米保温材料及其制备方法与流程

本发明涉及纳米保温材料，尤其涉及一种水性纳米保温材料及其制备方法。

背景技术：

1、保温材料通常用于建筑、工业设备、交通工具和冷藏设备等领域，用于减少传热的材料。传热可以通过导热、对流和辐射三种方式进行。保温材料通常通过降低导热和对流传热来减少热量的传递。保温材料的开发涉及材料科学、化学工程和物理学等多个领域，通过调整材料的结构、成分和制备工艺来实现优异的保温性能。评估保温材料性能的关键是热工性能测试，包括导热系数、比热容、密度和耐久性等指标。这些测试可以通过实验室测试、模拟计算和现场监测等方法进行。近年来，对于环保和可持续性的关注使得绿色环保的保温材料越来越受到重视。

2、纳米保温材料将纳米级填料与基础材料相结合，形成具有优异性能的复合材料。在纳米保温材料中，纳米级填料与基础材料的复合可以有效降低热传导，提高保温性能。将纳米级填料均匀分散在基础材料中，有效的分散技术能够保证纳米填料在基础材料中的均匀分布，提高材料的性能和稳定性。其适用于各种基础材料，如水泥、木材、金属等，能够在不同表面形成均匀且牢固的保温层。

3、传统保温材料运用较为广泛的是聚苯乙烯泡沫、聚氨酯等有机保温材料，容易造成环境污染，自然难以降解，影响环境。而现有的水性纳米保温材料为了调节流变性能或粘度时，会添加少量的合成聚合物类增稠剂，往往包含有害的化学成分，如挥发性有机化合物(vocs)或其他有机溶剂。这些化合物可能对空气质量产生负面影响，并且在生产和使用过程中可能会释放到环境中。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：现有水性纳米保温材料存在不环保的缺陷，导致对空气质量产生负面影响。

2、为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种水性纳米保温材料，由以下重量份数的原料组成：聚合物基质占70-120份，纳米保温填料占10-20份，表面活性剂占1-2份，有机防腐剂占0.5-1份，增稠剂占1-10份，防水添加剂占2-5份，脂肪醇类消泡剂占1-2份，颜料占1-2份。

3、作为本发明进一步的改进，所述聚合物基质包括丙烯酸乳液、聚氨酯乳液的一种或多种。

4、作为本发明进一步的改进，所述纳米保温填料包括纳米保温陶瓷颗粒、纳米纤维素的一种或多种。

5、作为本发明进一步的改进，所述表面活性剂包括聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯醇的一种或多种。

6、作为本发明进一步的改进，所述有机防腐剂包括异噻唑啉酮类、苯并咪唑类、环氧乙烷类的一种。

7、作为本发明进一步的改进，所述增稠剂包括天然增稠剂、无机增稠剂的一种，其中，所述天然增稠剂包括羟乙基纤维素、甲基纤维素的一种或多种，所述无机增稠剂包括膨润土、硅酸镁铝的一种或多种。

8、作为本发明进一步的改进，所述防水添加剂包括硅烷偶联剂、硅氧烷偶联剂的一种或多种。

9、作为本发明进一步的改进，所述脂肪醇类消泡剂包括天然脂肪醇、合成脂肪醇的一种或多种。

10、作为本发明进一步的改进，所述颜料包括钛白粉、碳黑的一种。

11、一种水性纳米保温材料的制备方法，包括以下步骤：

12、步骤一、混合基本溶液：

13、将温度为20-30摄氏度的水加入到容器中，将聚合物基质逐步加入到水中，通过搅拌机进行搅拌，搅拌时间15-30分钟，转速为120转/分钟，得到聚合物基质溶液；

14、步骤二、添加纳米保温填料：

15、将纳米保温填料与20-30摄氏度的水逐步加入到聚合物基质溶液中，通过搅拌机进行搅拌，搅拌时间20-40分钟，转速为150转/分钟，确保纳米保温填料均匀分散；

16、步骤三、添加表面活性剂：

17、再加入表面活性剂与20-30摄氏度的水，通过搅拌机进行搅拌，搅拌时间为5-10分钟，转速为120转/分钟，确保表面活性剂与聚合物基质溶液充分混合；

18、步骤四、添加有机防腐剂与增稠剂：

19、然后逐步加入有机防腐剂和增稠剂，通过搅拌机进行搅拌，搅拌时间为10-20分钟，转速为100转/分钟，确保均匀混合；

20、步骤五、添加防水添加剂与颜料：

21、再逐步加入防水添加剂与颜料，通过搅拌机进行搅拌，搅拌时间为5-10分钟，转速为100转/分钟，确保均匀混合；

22、步骤六、添加脂肪醇类消泡剂：

23、最后缓慢加入脂肪醇类消泡剂，人工轻柔搅拌，时间为5-10分钟，确保不产生气泡，最终得到水性纳米保温材料。

24、本发明的有益效果：本发明所制备水性纳米保温材料，在具有优良的保温效果的同时，对环境的危害大大减少，有利于改善环境污染。

25、(1)脂肪醇类消泡剂通常来源于天然脂肪醇或合成脂肪醇，具有良好的消泡性能和可生物降解性；

26、(2)天然增稠剂从植物、动物或微生物等天然来源提取或制备而来的增稠剂，通常具有良好的生物可降解性和环境友好性，不会对生态系统产生直接的危害；

27、无机增稠剂通常由岩石经过长期的物理和化学作用形成，接近自然材料，不会对环境造成污染；

28、(3)有机防腐剂在水性体系中通常具有较好的防腐效果，能够有效地抑制微生物的生长，同时对材料本身影响较小。

技术特征：

1.一种水性纳米保温材料，其特征在于：由以下重量份数的原料组成：聚合物基质占70-120份，纳米保温填料占10-20份，表面活性剂占1-2份，有机防腐剂占0.5-1份，增稠剂占1-10份，防水添加剂占2-5份，脂肪醇类消泡剂占1-2份，颜料占1-2份。

2.根据权利要求1所述的一种水性纳米保温材料，其特征在于：所述聚合物基质包括丙烯酸乳液、聚氨酯乳液的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种水性纳米保温材料，其特征在于：所述纳米保温填料包括纳米保温陶瓷颗粒、纳米纤维素的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种水性纳米保温材料，其特征在于：所述表面活性剂包括聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯醇的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种水性纳米保温材料，其特征在于：所述有机防腐剂包括异噻唑啉酮类、苯并咪唑类、环氧乙烷类的一种。

6.根据权利要求1所述的一种水性纳米保温材料，其特征在于：所述增稠剂包括天然增稠剂、无机增稠剂的一种，其中，所述天然增稠剂包括羟乙基纤维素、甲基纤维素的一种或多种，所述无机增稠剂包括膨润土、硅酸镁铝的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种水性纳米保温材料，其特征在于：所述防水添加剂包括硅烷偶联剂、硅氧烷偶联剂的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种水性纳米保温材料，其特征在于：所述脂肪醇类消泡剂包括天然脂肪醇、合成脂肪醇的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的一种水性纳米保温材料，其特征在于：所述颜料包括钛白粉、碳黑的一种。

10.一种水性纳米保温材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结本发明涉及纳米保温材料技术领域，尤其涉及一种水性纳米保温材料及其制备方法。由以下重量份数的原料组成：聚合物基质，纳米保温填料，表面活性剂，有机防腐剂，增稠剂，防水添加剂，脂肪醇类消泡剂，颜料。包括以下步骤：混合基本溶液；添加纳米保温填料；添加表面活性剂；添加有机防腐剂与增稠剂；添加防水添加剂与颜料；添加脂肪醇类消泡剂,最终得到水性纳米保温材料。本发明所制备水性纳米保温材料，在具有优良的保温效果的同时，对环境的危害大大减少，有利于改善环境污染。技术研发人员：崔克忠,张凡雪,李小平受保护的技术使用者：中科捷纳（北京）科技发展有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18