聚氨酯外墻隔熱涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種隔熱涂料的制備方法，特別是一種聚氨酯外墻隔熱涂料及其制備 方法，屬于化學組合物及其制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 建筑節(jié)能是我國節(jié)能工作的重點之一，而外墻外保溫已成為建筑節(jié)能的主產(chǎn)品。 對于熱工設(shè)計時以保溫為主的地區(qū)，如嚴寒地區(qū)和寒冷地區(qū)，外墻外保溫不僅合理，而且適 用，發(fā)展較快。而對于熱工設(shè)計時一般只考慮隔熱的夏熱冬暖地區(qū)，或熱工設(shè)計時以隔熱為 主的夏熱冬冷地區(qū)，目前的一些外墻外保溫存在進一步完善的空間。針對不同地區(qū)的氣候 特點，合理選擇和使用各種隔熱保溫涂料，組成復合體系，既保溫又隔熱，達到室內(nèi)熱環(huán)境 舒適和節(jié)能降耗的目的。
[0003] 而說到隔熱保溫涂料，人們還要考慮其耐候性和防污性，因為外墻涂料是與外界 大氣環(huán)境直接接觸的，需要經(jīng)受氣候、雨水、紫外線等的挑戰(zhàn)，因此需要具備耐酸雨、耐沾污 以及易清洗等性能，目前在建筑防水領(lǐng)域，溶劑型聚氨酯涂料(WPU )應用比較廣泛，但隨 著環(huán)保的力度的加大，涂料勢必要向無溶劑、水性化方向發(fā)展。WPU由于引入親水集團，涂 料的耐水性不佳，無法滿足建筑防水涂料的需求，所以可以通過改性來提高和改善相應性 能。目前公開文獻報道了許多改性方法，例如 1、 中國專利，名稱：水性聚氨酯丙烯酸酯、水性聚氨酯紫外光固化涂料及其制備方法 ，申請(專利)號：CN201310545598. 8，申請(專利權(quán))人：中國科學院長春應用化學研宄所公 開了一種水性聚氨酯丙烯酸酯、水性聚氨酯紫外光固化涂料及其制備方法，解決了現(xiàn)有技 術(shù)中水性聚氨酯涂料危害環(huán)境、不能進行紫外光固化的技術(shù)問題。本發(fā)明的涂料包括68-97 重量份的水性聚氨酯丙烯酸酯，〇. 1-0. 5重量份的水性流平劑，0. 2-0. 6重量份的水性潤濕 劑，0. 2-0. 5重量份的水性消泡劑，3-7重量份的水性助溶劑和0. 1-0. 5重量份光引發(fā)劑。本 發(fā)明還提供了水性聚氨酯丙烯酸酯的結(jié)構(gòu)及制備方法。該水性聚氨酯紫外光固化涂料具有 良好的水溶性，并可進行紫外光固化，不含有稀釋劑等污染物，綠色環(huán)保。 2、 中國專利，名稱：復合改性水性聚氨酯乳液的制備方法申請(專利)號：CN200310117505. 8 申請(專利權(quán))人：中國科學院廣州化學研宄所一種涉及有機和無機娃化合物復合改性水性 聚氨酯乳液的制備方法，該制備方法是采用高分子化學合成反應中或水乳化擴鏈過程中將有 機硅化合物引入到聚氨酯中，再在乳液中加入一定量的無機硅化合物進一步擴鏈交聯(lián)反應。 本發(fā)明的方法不僅操作方便，且制備的水性聚氨酯乳液，其涂膜具有耐水性好、光澤、軟硬度 與應用性能要求適宜等優(yōu)點，與未改性水性聚氨酯涂料相比，各主要技術(shù)性能都有明顯的提 高，可用于木器漆等的有機和無機硅化合物復合改性的水性聚氨酯涂料。主權(quán)項：1、一種 有機和無機硅化合物復合改性水性聚氨酯乳液的制備方法，是將100份二異氰酸酯、1~30 份有機硅化合物、100~300份聚醚、5~30份2, 2-二羥甲基丙酸在室溫攪拌下加入至通 有氮氣的反應容器中，控溫60~100°C反應3~6小時，得到預聚體；在0~15°C下，將上 述預聚體緩慢滴加到溶有3~20份三乙胺的400~900份去離子水中，高速攪拌乳化，再 在高速攪拌下繼續(xù)加入2~50份無機硅化合物，在5~50°C反應1~6h，得到固含量在 20~55wt%的乳液。 3、 中國專利，名稱：一種有機硅改性水性聚氨酯涂料及其制備方法，申請(專利）號： CN201310396330. 2申請(專利權(quán))人：鹽城市昶樺戶外用品有限公司，摘要：一種有機硅 改性水性聚氨酯及其制備方法，特別涉及一種主鏈上含有有機硅的水性聚氨酯涂料及其制 備方法。該涂料原料組分及含量為：多異氰酸酯30~40 ;聚醚多元醇30~40 ;親水性擴 鏈劑3~10 ;擴鏈劑2~10 ;交聯(lián)劑1~3沖和劑3~10。制備方法包括預聚物合成、預 聚物中和、擴鏈及乳化等步驟。本發(fā)明所得的有機硅改性水性聚氨酯涂料在其分子主鏈上 引入了硅氧鍵（-Si-0-Si-)，由于硅氧鍵相比碳碳鍵（-C-C-)的鍵長大的多，使得鏈的柔順 性大大提高；同時，所用的聚醚多元醇為柔性鏈段；能夠很好的改善聚氨酯的柔順性，大幅 度的降低聚氨酯的模量；在紡織品、皮革、建筑以及某些特殊行業(yè)有巨大的應用前景。 4、 中國專利，名稱：雙組分水性聚氨酯涂料組合物，申請(專利)號：CN201210452211. X申請(專利權(quán))人：拜耳材料科技（中國）有限公司，摘要：一種雙組分水性聚氨酯涂料 組合物，所述雙組分水性聚氨酯涂料組合物包含：(a) -種或多種多元醇水性分散體或水 性乳液，其中所述多元醇的羥基含量為0. 5-5. 5wt. %，基于所述多元醇的重量按lOOwt. % 計，所述多元醇水性分散體或水性乳液的固含量為10_70wt. %，基于所述多元醇水性分散 體或水性乳液的總重量按l〇〇wt. %計；(b) -種或多種親水改性的異佛爾酮二異氰酸酯多 聚體或預聚體；其中所述組分（a)和（b)的含量使得所述雙組分水性聚氨酯涂料組合物中 NC0基團與羥基的當量比為0.2 : 1至5 : 1。所述雙組分水性聚氨酯涂料組合物具有耐 高溫黃變性，由其制備的涂膜在150°C下烘烤1天后的色差值小于3. 0。 但要制備一種具有輕質(zhì)、高耐火、高耐候、環(huán)保、不易老化、長效性的外保溫隔熱的涂 料，進而達到建筑節(jié)能的目的，還沒有很成熟的技術(shù)，因此目前人們還在水性涂料方面還在 不斷的研宄試驗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的提供一種建筑外表面用的隔熱涂料及其制備方法，該涂料具有隔熱 效果好、高耐候、環(huán)保、不易老化、長效的效果。
[0005] 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的： 水溶性聚氨酯外墻隔熱涂料，制成該涂料包括以下重量份數(shù)的原料： 聚氨醋預聚體 40~50份； N-羥甲基丙烯酰胺 1-2份； 鄰苯二甲酸二丁酯 2~5份； 乙烯基三氯硅烷 0. 5~1份； 鈦白粉 10~20份； 消泡劑 0. 1~0. 3份； 超細碳酸鈣 3~10份； 混合溶劑 10~15份； 所述的混合溶劑是木質(zhì)素與乙二醇丁醚加水的混合物，重量比例為3:1:10。
[0006] 所述的消泡劑是甲基硅油。
[0007] 所述的鈦白粉為金紅石型二氧化鈦，由于金紅石型二氧化鈦其折射率為2. 71，通 過加入二氧化鈦(金紅石型)材料，能增強光線的折射與散射。因此，具有較優(yōu)的反射和隔熱 性能，還具有很好的光線遮蓋效果，從而反射太陽近紅外波段，提高太陽熱輻射反射，降低 太陽熱吸收，不讓太陽在物體表面累計升溫。
[0008] 本發(fā)明所述的水溶性聚氨酯外墻隔熱涂料，其制備方法包括以下步驟： 按重量每公斤N-羥甲基丙烯酰胺加入2公斤的體積濃度50-70%的乙醇溶解，然后在 反應釜中與聚氨酯預聚體混合，反應溫度80_150°C，反應時間1小時后加入乙烯基三氯硅 烷；繼續(xù)反應2-5小時；然后加入鄰苯二甲酸二丁酯；金紅石型鈦白粉；甲基硅油；超細碳 酸鈣；混合溶劑，混合均勻即可得到水溶性聚氨酯外墻隔熱涂料產(chǎn)品。
[0009] 本發(fā)明所述的水溶性聚氨酯外墻隔熱涂料，其原料還包括：流平劑、抗凍劑和防 沉劑中的一種或多種，重量份數(shù)為1-5 ;所述的流平劑是聚丙烯酸酯溶液；所述的抗凍劑是 1，3-丙二醇；所述的防沉劑是改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮溶液。
[0010] 本發(fā)明所述的水溶性聚氨酯外墻隔熱涂料，還可以進一步加入色料，提供外墻色 彩繽紛的涂料。
[0011] 本發(fā)明所述的聚氨酯預聚體是以異氰酸酯、聚醚為主要原料，進行聚合而成，帶有 NC0端基的預聚體，分子量在10000-4000之間，它具有良好的物理性能，粘結(jié)力強，常溫濕 固化。
[0012] 本發(fā)明所述的N-羥甲基丙烯酰胺，為白色結(jié)晶粉末，熔點74~75°C，易溶于水、 乙醇，溶于脂肪酸酯類，不溶于烴、鹵代烴等疏水性溶劑。當水溶液有酸存在時，加熱會迅速 聚合成不溶的樹脂。由于分子結(jié)構(gòu)中含有聚合性能的乙烯基和縮合性能的羥甲基，因此使