一种具有反射、辐射和阻隔功能的隔热涂料及其应用的制作方法

本发明涉及外墙隔热，尤其涉及一种具有反射、辐射和阻隔功能的隔热涂料及其应用。

背景技术：

1、目前，为了满足保温隔热要求，普遍采用配置隔热层的方式进行外墙隔热，常用的隔热系统主要包括岩棉板、膨胀聚苯板、挤塑聚苯板和建筑保温砂浆等，这些材料形成外墙隔热系统往往存在隔热层较厚，隔热层强度低，且抗裂等综合性能较差的问题，容易造成外墙隔热系统发生脱落、渗水等现象，导致外墙隔热系统的安全性和使用寿命无法得到保障。

2、反射隔热涂料可以在建筑外墙表面涂覆形成反射隔热涂层，能够通过反射太阳光，减少内外热传输的方式，隔绝外界的热能，以保持建筑内部较低的温度。通过反射隔热涂层进行隔热保温，不仅结构简单，而且施工方便，越来越受建筑领域的亲睐，但目前的反射隔热涂层耐候性较低，涂层长期暴露在高温环境中易发生老化现象，导致涂层开裂，进而导致隔热涂层反射率下降，反射隔热效果下降。

3、如申请公布号为cn101210146a的专利公开了一种具有反射、辐射和阻隔功能的隔热涂料的组合物、双层隔热涂料及其制作方法，该涂料中仅通过简单使用聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯-苯乙烯树脂、丙烯-丁二烯-苯乙烯树脂等树脂与中空球填充物、反射粉末填充物、多孔性填充物混合，由此形成的涂层在经过长期曝晒后，容易开裂，反射隔热效果难以保证。

技术实现思路

1、现有反射隔热涂层耐候性较低，为了解决上述问题，本发明提供了一种具有反射、辐射和阻隔功能的隔热涂料及其应用。本发明通过控制涂料中空心玻璃微珠的各粒级范围及其含量占比、纳米级原料二氧化硅气凝胶与二氧化钛的含量占比，使其在形成隔热层时可以形成更好的成型状态，使隔热层耐候性增加，并进一步地，通过对丙烯酸乳液进行聚苯乙烯嵌段改性，使隔热层的硬度提高，并使隔热层中的功能分子颗粒形成更好的成型状态，进而使形成的隔热层隔热保温效果更好及隔热保温效果的稳定性更好。

2、本发明的具体技术方案为：

3、第一方面，本发明提供了一种具有反射、辐射和阻隔功能的隔热涂料，包括以下重量份的组分：

4、嵌段改性丙烯酸乳液100份、钠米二氧化硅气凝胶5-10份、空心玻璃微珠10-20份、钠米二氧化钛10-30份；

5、所述空心玻璃微珠由粒径为100-150μm的空心玻璃微珠、粒径为50-80μm的空心玻璃微珠、粒径为1-20μm的空心玻璃微珠按质量比1:2-3:5-6混合组成；

6、所述嵌段改性丙烯酸乳液为经由苯乙烯嵌段改性的聚甲基丙烯酸甲酯乳液。

7、本发明通过控制空心玻璃微珠的各粒级范围及其含量占比、纳米级原料二氧化硅气凝胶与二氧化钛的含量占比，使其在形成隔热层时可以形成更好的成型堆积状态，使隔热层耐候性增加，并进一步地，通过对丙烯酸乳液进行聚苯乙烯嵌段改性，使隔热层的硬度提高，并使隔热层中的功能分子颗粒形成更好的成型状态，进而使形成的隔热层保温效果更好及保温效果的稳定性更好。基于上述，本发明提供了如上述的反射隔热涂料。

8、特别地，本发明使用各粒径范围的空心玻璃微珠，对粒径分级，并使之形成一定的含量配比，可以使在形成涂层时形成更好的成型堆积状态，使涂层耐候性增加，隔热保温稳定性增加，通过控制粒度及其含量配比，形成更好的成型堆积状态，可以较大限度的对热辐射进行散射，提高保温效果。

9、特别地，本发明对丙烯酸乳液进行聚苯乙烯嵌段改性，使隔热层的硬度提高，并使涂层耐候性增加，保温稳定性增加，提高隔热保温效果。

10、作为上述反射隔热涂料组分的优选，钠米二氧化硅气凝胶与钠米二氧化钛的质量之和是空心玻璃微珠质量的1.5-3倍。

11、作为上述反射隔热涂料组分的优选，钠米二氧化硅气凝胶的粒径为100-800nm。

12、作为上述反射隔热涂料组分的优选，钠米二氧化钛的粒径为20-50nm。

13、作为上述反射隔热涂料组分的优选，所述嵌段改性丙烯酸乳液为由聚苯乙烯链段与聚甲基丙烯酸甲酯链段形成的三嵌段共聚物乳液，或由聚苯乙烯链段与聚甲基丙烯酸甲酯链段形成的五嵌段共聚物乳液。

14、具体地，由聚苯乙烯链段与聚甲基丙烯酸甲酯链段形成的三嵌段共聚物乳液的制备方法包括以下步骤：

15、(1)按重量份计，取10-20份苯乙烯、1-5份乳化剂加入100份水中，分散均匀，加入0.1-0.2份过硫酸钾，进行反应，得到端封嵌段聚合物；

16、(2)取30-40份甲基丙烯酸甲酯加入步骤(1)的反应体系中，分散均匀，加入0.1-0.2份过硫酸钾，进行反应，得到聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯聚合物；

17、(3)取10-20份苯乙烯加入步骤(2)的反应体系中，分散均匀，加入0.1-0.2份过硫酸钾，进行反应，得到一种嵌段改性丙烯酸乳液，为由聚苯乙烯链段与聚甲基丙烯酸甲酯链段形成的三嵌段共聚物乳液。

18、具体地，由聚苯乙烯链段与聚甲基丙烯酸甲酯链段形成的五嵌段共聚物乳液的制备方法包括以下步骤：

19、(1)按重量份计，取10-20份苯乙烯、1-5份乳化剂加入100份水中，分散均匀，加入0.1-0.2份过硫酸钾，进行反应，得到端封嵌段聚合物；

20、(2)取30-40份甲基丙烯酸甲酯加入步骤(1)的反应体系中，分散均匀，加入0.1-0.2份过硫酸钾，进行反应，得到聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯聚合物；

21、(3)取10-20份苯乙烯加入步骤(2)的反应体系中，分散均匀，加入0.1-0.2份过硫酸钾，进行反应，得到聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯聚合物；

22、(4)取30-40份甲基丙烯酸甲酯加入步骤(3)的反应体系中，分散均匀，加入0.1-0.2份过硫酸钾，进行反应，得到聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯聚合物；

23、(5)取10-20份苯乙烯加入步骤(3)的反应体系中，分散均匀，加入0.1-0.2份过硫酸钾，进行反应，得到一种嵌段改性丙烯酸乳液，为由聚苯乙烯链段与聚甲基丙烯酸甲酯链段形成的五嵌段共聚物乳液。

24、作为优选，乳化剂为op-10。

25、作为上述反射隔热涂料的优选，所述反射隔热涂料还包括以下重量份的组分：成膜助剂1-5份、湿润剂0.1-3份、消泡剂0.8-2份、增稠剂0.5-2份。

26、第二方面，本发明提供了一种具有反射、辐射和阻隔功能的隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：

27、步骤s1：将嵌段改性丙烯酸乳液、湿润剂、消泡剂加入水中，混合均匀，得到预混乳；

28、步骤s2：边搅拌边往预混乳中加入空心玻璃微珠、钠米二氧化硅气凝胶，混合得到预合料；步骤s3：边搅拌边往预合料中加入钠米二氧化钛，混合得到混合料；

29、步骤s4：往混合料中加入成膜助剂、增稠剂，混合均匀，得到一种具有反射、辐射和阻隔功能的隔热涂料。

30、本发明针对上述提供的涂料配方，适应性地给出了涂料制备的最优条件为，在混合各粒级空心玻璃微珠与纳米级二氧化硅气凝胶原料时将搅拌速度控制在较低的速度下，而其后混合钠米二氧化钛时，需要将搅拌速度调节至较大，可以使反射隔热涂料混合效果最好，使制备得到的涂料形成的隔热层保温效果较好。

31、作为上述制备方法的优选，步骤s2中，所述搅拌的速度为300-600rpm。

32、作为上述制备方法的优选，步骤s2中，所述搅拌的速度为1000-1500rpm。

33、第三方面，本发明提供了一种隔热层，所述隔热层由上述的隔热涂料制备而成。

34、与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

35、(1)本发明提供了一种隔热效果及其隔热稳定性好的反射隔热涂料。本发明通过控制涂料中空心玻璃微珠的各粒级范围及其含量占比、纳米级原料二氧化硅气凝胶与二氧化钛的含量占比，使其在形成涂层时形成更好的成型堆积状态，使涂层耐候性增加，并进一步地，通过对丙烯酸乳液进行聚苯乙烯嵌段改性，使涂层的硬度提高，并使涂层中的功能分子颗粒形成更好的成型状态，进而使形成的涂层隔热保温效果更好及隔热保温效果的稳定性更好。

36、(2)本发明隔热涂料中添加了特定含量及其粒径的纳米级原料二氧化硅气凝胶，使之与其他原料相互配合，使本隔热涂料具有反射、辐射和阻隔功能等多功能为一体的涂料，同时，本涂料的隔热保温效果耐候性好。

37、(3)本发明提供了一种具有反射、辐射和阻隔功能的隔热涂料的制备方法。针对本发明提供的涂料配方，适应性地给出了涂料制备的最优条件为，在混合各粒级空心玻璃微珠与纳米级二氧化硅气凝胶原料时将搅拌速度控制在较低的速度下，而其后混合钠米二氧化钛时，需要将搅拌速度调节至较大，可以使反射隔热涂料混合效果最好，使制备得到的涂料形成的隔热层隔热保温效果较好。