金属屋面免除锈保温隔热防水涂料及其制备方法
阅读说明：本技术 金属屋面免除锈保温隔热防水涂料及其制备方法 (Rust-removal-free heat-insulation waterproof coating for metal roof and preparation method thereof ) 是由 徐新祥 付超 王鹏程 胡基如 陈浩林 于 2021-09-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种金属屋面免除锈保温隔热防水涂料及其制备方法,要解决的技术问题是既能反射隔热又能保温绝热,降低成本。本发明包括有以下质量百分比的组分：水19.1～20.5％,有机改性膨润土0.2～0.4％,高分子嵌段共聚物分散剂0.5～0.7％,二氧化硅气凝胶3.5～4.5％,中空玻化微珠6～8％,近红外反射二氧化钛8～10％,磷铁粉5～7％,硫酸钡10～12％,聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液11～13％,聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物2～3％,紫外交联固化的弹性丙烯酸乳液23～27％。本发明的制备方法包括制作隔热保温材料浆,制作金属屋面免除锈保温隔热防水涂料。本发明与现有技术相比,可在生锈金属表面单涂层施工,既能反射隔热又能保温绝热,降低了成本,提升了效能。(The invention discloses a rust-free heat-preservation heat-insulation waterproof coating for a metal roof and a preparation method thereof, and aims to solve the technical problems of reflection heat insulation, heat preservation and heat insulation and cost reduction. The invention comprises the following components in percentage by mass: 19.1-20.5% of water, 0.2-0.4% of organic modified bentonite, 0.5-0.7% of a high-molecular block copolymer dispersant, 3.5-4.5% of silica aerogel, 6-8% of hollow vitrified micro-beads, 8-10% of near infrared reflection titanium dioxide, 5-7% of ferrophosphorus powder, 10-12% of barium sulfate, 11-13% of polyvinylidene chloride acrylic acid copolymer emulsion, 2-3% of polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer and 23-27% of ultraviolet crosslinking cured elastic acrylic emulsion. The preparation method comprises the steps of preparing heat insulation material slurry and preparing the rust-free heat insulation waterproof coating for the metal roof. Compared with the prior art, the invention can be used for single-coating construction on the surface of rusted metal, can reflect and insulate heat, can preserve and insulate heat, reduces the cost and improves the efficiency.)
技术领域
本发明涉及一种建筑材料及其制备方法，特别是一种建筑用涂料及其制备方法。
背景技术
金属白铁皮、彩钢瓦具有轻便、易高效施工的特性，被广泛应用于工业厂房、规模化养殖场、粮仓、饲料仓这样的轻钢建筑物的屋面。但该金属屋面由于长期处于室外环境，容易受大气雨水、紫外线的破坏侵蚀，所以需要对其进行涂装保护。
市场应用最多的彩钢瓦金属屋面保护涂料基本是基于如何防水来进行涂装，对于如何解决彩钢瓦易吸热、导热的问题研究不多，偶有报道也是仅仅着眼于夏季反射隔热来降低太阳光辐射导致的温升影响，而对于冬季的保温问题则甚少考虑，而冬季保温对于冬季气温低、时间长的北方地区尤为重要。
特别是规模化养殖场，动物被高密度地饲养在封闭的环境中，其活动受到极大的限制，对环境的依赖性很大，环境中的种种应激都会影响到畜禽的生产和健康，因此如何降低室外温度对彩钢瓦轻钢建筑养殖场内畜禽的影响是该类建筑涂装保护需要首先考虑的问题。
而且，金属屋面涂装施工基本是在现场，金属存在有不同程度的金属锈蚀，需要在涂装前进行打磨除锈，否则会导致涂层起泡脱落。既增加了人力成本，也存在打磨除锈不彻底而带来的涂膜脱落的隐患。为此，现有技术还采用先涂一种锈转化底漆，再喷涂金属屋面防水面漆，虽然不用进行打磨除锈，但增加了一层锈转化底漆，导致人力成本和涂装材料成本增加，用锈转化底漆与保温隔热节能材料还带来的涂膜体系不稳定的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种金属屋面免除锈保温隔热防水涂料及其制备方法，要解决的技术问题是既能反射隔热又能保温绝热，降低成本。
本发明采用以下技术方案：一种金属屋面免除锈保温隔热防水涂料，包括有以下质量百分比的组分：水19.1～20.5％，有机改性膨润土0.2～0.4％，高分子嵌段共聚物分散剂0.5～0.7％，二氧化硅气凝胶3.5～4.5％，中空玻化微珠6～ 8％，近红外反射二氧化钛8～10％，磷铁粉5～7％，硫酸钡10～12％，聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液11～13％，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物2～3％，紫外交联固化的弹性丙烯酸乳液23～27％。
本发明还包括有以下质量百分比的组分：pH调节剂0.2～0.4％。
本发明还包括有以下质量百分比的组分：有机硅消泡剂0.3～0.5％,双子星非离子表面活性剂0.2～0.4％，成膜助剂1.4～1.6％，防腐剂0.2～0.4％。
本发明由以下质量百分比的组分组成：水19.1％，有机改性膨润土0.2％，高分子嵌段共聚物分散剂0.5％，有机硅消泡剂0.5％,双子星非离子表面活性剂 0.4％，二氧化硅气凝胶4.5％，中空玻化微珠8％，近红外反射二氧化钛8％，磷铁粉5％，硫酸钡12％，聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液11％，pH调节剂0.2％，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物2％，紫外交联固化的弹性丙烯酸乳液27％，成膜助剂1.4％，防腐剂0.2％。
本发明由以下质量百分比的组分组成：水19.8％，有机改性膨润土0.3％，高分子嵌段共聚物分散剂0.6％，有机硅消泡剂0.4％,双子星非离子表面活性剂 0.3％，二氧化硅气凝胶4％，中空玻化微珠7％，近红外反射二氧化钛9％，磷铁粉6％，硫酸钡11％，聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液12％，pH调节剂0.3％，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物2.5％，紫外交联固化的弹性丙烯酸乳液25％，成膜助剂1.5％，防腐剂0.3％。
本发明由以下质量百分比的组分组成：水20.5％，有机改性膨润土0.4％，高分子嵌段共聚物分散剂0.7％，有机硅消泡剂0.3％,双子星非离子表面活性剂 0.2％，二氧化硅气凝胶3.5％，中空玻化微珠6％，近红外反射二氧化钛10％，磷铁粉7％，硫酸钡10％，聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液13％，pH调节剂0.4％，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物3％，紫外交联固化的弹性丙烯酸乳液23％，成膜助剂1.6％，防腐剂0.4％。
本发明的金属屋面免除锈保温隔热防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、制作隔热保温材料浆，
(1)按质量百分比称取：水19.1～20.5％，有机改性膨润土0.2～0.4％，高分子嵌段共聚物分散剂0.5～0.7％，有机硅消泡剂0.3～0.5％,双子星非离子表面活性剂0.2～0.4％，二氧化硅气凝胶3.5～4.5％，中空玻化微珠6～8％，近红外反射二氧化钛8～10％，磷铁粉5～7％，硫酸钡10～12％；
(2)在预分散缸中加入水，在转速800转/min下，加入有机改性膨润土，分散15min后，调整转速至600转/min，依次加入高分子嵌段共聚物分散剂、有机硅消泡剂、双子星非离子表面活性剂，搅拌混合10min至完全均匀，再次调整转速至1000转/min，依次加入二氧化硅气凝胶、中空玻化微珠、近红外反射二氧化钛、磷铁粉、硫酸钡，加完后提升搅拌速度至1500转/min，高速分散30min，得到隔热保温材料浆；
步骤二、制作金属屋面免除锈保温隔热防水涂料，
(1)按质量百分比称取：聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液11～13％，pH调节剂0.2～0.4％，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物2～3％，紫外交联固化的弹性丙烯酸乳液23～27％，成膜助剂1.4～1.6％，防腐剂0.2～0.4％；
(2)在生产缸中加入聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液，开启搅拌，在400转 /min下加入pH调节剂，搅拌5min，调节聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液体系pH 值至7～9，然后调整转速在500转/min搅拌速度下，加入聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物，搅拌10min，最后依次加入紫外交联固化弹性丙烯酸乳液、成膜助剂、隔热保温材料浆、防腐剂，搅拌20min，得到金属屋面免除锈保温隔热防水涂料。
本发明的金属屋面免除锈保温隔热防水涂料由以下质量百分比的组分组成：水19.1％，有机改性膨润土0.2％，高分子嵌段共聚物分散剂0.5％，有机硅消泡剂0.5％,双子星非离子表面活性剂0.4％，二氧化硅气凝胶4.5％，中空玻化微珠 8％，近红外反射二氧化钛8％，磷铁粉5％，硫酸钡12％，聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液11％，pH调节剂0.2％，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物2％，紫外交联固化的弹性丙烯酸乳液27％，成膜助剂1.4％，防腐剂0.2％。
本发明的金属屋面免除锈保温隔热防水涂料由以下质量百分比的组分组成：水19.8％，有机改性膨润土0.3％，高分子嵌段共聚物分散剂0.6％，有机硅消泡剂0.4％,双子星非离子表面活性剂0.3％，二氧化硅气凝胶4％，中空玻化微珠7％，近红外反射二氧化钛9％，磷铁粉6％，硫酸钡11％，聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液12％，pH调节剂0.3％，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物2.5％，紫外交联固化的弹性丙烯酸乳液25％，成膜助剂1.5％，防腐剂0.3％。
本发明的金属屋面免除锈保温隔热防水涂料由以下质量百分比的组分组成：水20.5％，有机改性膨润土0.4％，高分子嵌段共聚物分散剂0.7％，有机硅消泡剂0.3％,双子星非离子表面活性剂0.2％，二氧化硅气凝胶3.5％，中空玻化微珠 6％，近红外反射二氧化钛10％，磷铁粉7％，硫酸钡10％，聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液13％，pH调节剂0.4％，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物3％，紫外交联固化的弹性丙烯酸乳液23％，成膜助剂1.6％，防腐剂0.4％。
本发明与现有技术相比，可在生锈金属表面单涂层施工，不需要打磨除锈或预先涂装锈转化底漆，既能反射隔热又能保温绝热，降低了成本，提升了效能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。本发明的金属屋面免除锈保温隔热防水涂料，由以下质量百分比的组分组成：水19.1～20.5％，有机改性膨润土0.2～0.4％，高分子嵌段共聚物分散剂0.5～0.7％，有机硅消泡剂0.3～0.5％, 双子星非离子表面活性剂0.2～0.4％，二氧化硅气凝胶3.5～4.5％，中空玻化微珠6～8％，近红外反射二氧化钛8～10％，磷铁粉5～7％，硫酸钡10～12％，聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液11～13％，pH调节剂0.2～0.4％，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物2～3％，紫外交联固化的弹性丙烯酸乳液23～27％，成膜助剂1.4～ 1.6％，防腐剂0.2～0.4％。
本发明的金属屋面免除锈保温隔热防水涂料的制备方法，分为两个步骤：
步骤一、制作隔热保温材料浆，包括以下步骤：
(1)按质量百分比称取：水19.1～20.5％，有机改性膨润土0.2～0.4％，高分子嵌段共聚物分散剂0.5～0.7％，有机硅消泡剂0.3～0.5％,双子星非离子表面活性剂0.2～0.4％，二氧化硅气凝胶3.5～4.5％，中空玻化微珠6～8％，近红外反射二氧化钛8～10％，磷铁粉5～7％，硫酸钡10～12％。
(2)室温(20℃)下，在预分散缸中加入水，在转速800转/min下，加入有机改性膨润土，分散15min后，调整转速至600转/min，依次加入高分子嵌段共聚物分散剂、有机硅消泡剂、双子星非离子表面活性剂，搅拌混合10min至完全均匀，再次调整转速至1000转/min，依次加入二氧化硅气凝胶、中空玻化微珠、近红外反射二氧化钛、磷铁粉、硫酸钡，加完后提升搅拌速度至1500转 /min，高速分散30min，得到隔热保温材料浆。
本步骤，将二氧化硅气凝胶、中空玻化微珠、近红外反射二氧化钛、磷铁粉、硫酸钡的凝聚集团分散成次级粒子，得到细度小于60微米的稳定隔热保温材料浆。
步骤二、制作金属屋面免除锈保温隔热防水涂料，包括以下步骤：
(1)按质量百分比称取：聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液11～13％，pH调节剂0.2～0.4％，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物2～3％，紫外交联固化的弹性丙烯酸乳液23～27％，成膜助剂1.4～1.6％，防腐剂0.2～0.4％。
(2)在生产缸中加入聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液，开启搅拌，在400转 /min下加入pH调节剂，搅拌5min，调节聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液体系pH 值至7～9，然后调整转速在500转/min搅拌速度下，加入聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物，搅拌10min，对经调整pH值后的聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液进行架构保护，最后依次加入紫外交联固化弹性丙烯酸乳液、成膜助剂、隔热保温材料浆、防腐剂，搅拌20min，得到金属屋面免除锈保温隔热防水涂料。
本步骤首先对经中性化处理的聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液进行架构保护，隔绝随后加入的隔热保温材料浆中的离子对聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液的影响破坏，制作出可稳定应用的金属屋面免除锈保温隔热防水涂料。
在本发明的金属屋面免除锈保温隔热防水涂料及其制备方法中，
聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液能与金属表面的铁锈快速反应形成黑色螯合层，该螯合层涂层致密，与金属表面附着力好，能有效阻止大气中的水汽对金属的腐蚀作用，实现免除锈带锈涂装。
聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液外观为乳白色液体，密度1.28g/cm3，pH值 1.0～2.2，固含量60％，MFT13.5℃。在实施例中，聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液采用德国路博润公司的型号为Permax 805的聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液。
二氧化硅气凝胶导热系数低，热传导性弱，能有效阻隔热量在界面之间的传递，具有保温绝热功能。
中空玻化微珠的颗粒内部多孔，外部玻璃化封闭，是理想的绝热材料，同时，由于其外部具有球状结构，赋予颗粒对可见光的立体反射功能。
近红外反射二氧化钛对可见光不吸收，能将太阳光中的红外线反射入大气层，红外线是热量形成的主要来源。
将二氧化硅气凝胶、中空玻化微珠和近红外反射二氧化钛按本发明的比例配合使用，实现金属屋面防水涂料兼具反射隔热、绝热保温性能。
二氧化硅气凝胶粒度1～5mm，密度70～120kg/m3，比表面积6000～1000m2，导热系数(25℃)0.016W/m.k。在实施例中，二氧化硅气凝胶采用天津摩根坤德高新科技发展有限公司的二氧化硅气凝胶。
中空玻化微珠外观为白色微细粉末，组成为硼硅酸钠，有效密度0.40g/cc，导热系数0.043W/m.k。在实施例中，中空玻化微珠采用美国PQ公司的型号为 Q-CLE7040S的中空玻化微珠。
近红外反射二氧化钛外观为白色微细粉末，二氧化钛质量含量>90％，体积密度1.3g/cm3，吸油量19g/100g。在实施例中，近红外反射二氧化钛采用太仓泛能拓颜料有限公司的型号为ALTIRIS W400的近红外反射二氧化钛。
聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物能与聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液粒子表面的阴离子乳化剂缠绕吸附，在聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液粒子表面形成稳定的空间位阻层，阻隔隔绝随后加入的隔热保温材料浆中的离子对聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液的影响破坏，作为空间稳定剂，提高使用聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液的金属屋面免除锈保温隔热防水涂料体系的稳定性。
聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物外观为无色透明粘稠液体，密度1.02g/cm3， HLB值13～15。在实施例中，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物采用英国Croda公司的型号为Synperonic PE/F87的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。
水作为分散载体，起调节金属屋面免除锈保温隔热防水涂料体系粘度的作用。在实施例中，采用自来水。
有机改性膨润土用于调节金属屋面免除锈保温隔热防水涂料体系粘度，防止金属屋面免除锈保温隔热防水涂料体系中加入的保温隔热材料及颜填料沉淀分层。
有机改性膨润土外观为松软乳白色粉末，密度2.5g/cm3，含水量10％。在实施例中，有机改性膨润土为江苏海明斯新材料科技有限公司的型号为BENTONE EW-NA的有机改性膨润土。
高分子嵌段共聚物分散剂对经机械分散后的隔热保温材料及填料进行保护，阻隔粒子间的布朗运动，防止金属屋面免除锈保温隔热防水涂料中的材料粒子再次凝聚结团。
高分子嵌段共聚物分散剂固含量40％，密度1.06g/ml。在实施例中，高分子嵌段共聚物分散剂为毕克化学(铜陵)有限公司的型号为BYK190的高分子嵌段共聚物分散剂。
有机硅消泡剂用于消除生产及施工过程中产生的泡沫。
有机硅消泡剂为一种在聚乙二醇中的憎水固体与破泡聚硅氧烷混合物，不挥发分＞98％。在实施例中，有机硅消泡剂为毕克化学(铜陵)有限公司的型号为 BYK028的有机硅消泡剂。
双子星非离子表面活性剂用于对高表面能的保温隔热材料及颜填料表面进行润湿，降低其表面张力，使之易于在水性体系中被有效分散。
双子星非离子表面活性剂主要组成为炔二醇，外观为淡黄色透明液体，活性物含量75％，比重0.946g/ml。在实施例中，双子星非离子表面活性剂为美国气体化学公司的型号为Surfynol 104H的双子星非离子表面活性剂。
磷铁粉具有良好的导电特性，用于金属屋面免除锈保温隔热防水涂料中可提升涂层的耐腐蚀性。
磷铁粉外观为铁灰色，粒度为600～900目，密度6.5g/cm3。在实施例中，磷铁粉为广州市诚彩化工有限公司销售的磷铁粉。
硫酸钡为惰性材料，化学性质稳定，硬度好，用作填充材料。
硫酸钡比重4.3g/cm3，1250目，吸油量9.0±2.0g/100g，白度≥91％。在实施例中，硫酸钡为贵祥矿业贸易有限公司的型号为GX-10HB的硫酸钡。
pH调节剂用于调节金属屋面免除锈保温隔热防水涂料体系的酸碱度，改善聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液在体系中的相容性。
pH调节剂组成为2-氨基-2甲基-1丙醇，比重0.942g/cm3，0.1mol溶液pH 值11.3。在实施例中，pH调节剂为陶氏化学(中国)有限公司的型号为AMP-95 的pH调节剂。
紫外交联固化的弹性丙烯酸乳液具有优异的弹性、拉伸强度，能适应金属屋面的热胀冷缩变化，而且其涂膜能吸收太阳光中紫外线进一步交联固化，使用后比普通丙烯酸乳液具有更好的断裂伸长率、抗大气污染特性。
紫外交联固化的弹性丙烯酸乳液外观为乳白色带蓝光，固含量52±1％，pH 值7～9，平均粒径0.15～0.25微米。在实施例中，紫外交联固化的弹性丙烯酸乳液为巴德富(中国)有限公司的型号为RS-9900A的紫外交联固化的弹性丙烯酸乳液。
成膜助剂可使聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液和紫外交联固化的弹性丙烯酸乳液粒子软化，辅助乳液粒子在涂覆后有效成膜。
成膜助剂化学名称2,2,4-三甲基-1,3戊二醇单异丁酸酯，外观为无色透明液体，有效物质量含量≥99.5％。在实施例中，成膜助剂为润泰化学的型号为C-12 的成膜助剂。
防腐剂用于阻止微生物对金属屋面免除锈保温隔热防水涂料的破坏，防止金属屋面免除锈保温隔热防水涂料在贮存期间腐败变质。
防腐剂活性成分为CMI/MI，活性组分含量＞2.5％，比重1.050g/cm3。在实施例中，防腐剂为霍夫曼(天津)化学公司生产的型号为CP19的防腐剂。
实施例1～3的组分和质量百分含量见表1。
实施例1
步骤一、制作隔热保温材料浆，
在预分散缸中加入水19.1kg，开启搅拌，在转速800转/min下，加入有机改性膨润土0.2kg，分散15min后，调整转速至600转/min，依次加入高分子嵌段共聚物分散剂0.5kg、有机硅消泡剂0.5kg、双子星非离子表面活性剂0.4kg，搅拌混合10min至完全均匀，再次调整转速至1000转/min，依次加入二氧化硅气凝胶4.5kg、中空玻化微珠8kg、近红外反射二氧化钛8kg、磷铁粉5kg、硫酸钡12kg，加完后提升搅拌速度至1500转/min，高速分散30min，得到隔热保温材料浆。
步骤二、制作金属屋面免除锈保温隔热防水涂料，
在生产缸中加入聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液11kg，开启搅拌，在400转 /min下加入pH调节剂0.2kg，搅拌5min，调节聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液体系pH值至7～9，然后调整转速在500转/min搅拌速度下，加入聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物2.0kg，搅拌10min，对经调整pH值后的聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液进行架构保护，最后依次加入紫外交联固化弹性丙烯酸乳液27kg、成膜助剂1.4kg、隔热保温材料浆、防腐剂0.2kg，搅拌20min至均匀，得到金属屋面免除锈保温隔热防水涂料。
实施例2
步骤一、制作隔热保温材料浆，
在预分散缸中加入水19.8kg，开启搅拌，在转速800转/min下，加入有机改性膨润土0.3kg，分散15min后，调整转速至600转/min，依次加入高分子嵌段共聚物分散剂0.6kg、有机硅消泡剂0.4kg、双子星非离子表面活性剂0.3kg，搅拌混合10min至完全均匀，再次调整转速至1000转/min，依次加入二氧化硅气凝胶4.0kg、中空玻化微珠7kg、近红外反射二氧化钛9kg、磷铁粉6kg、硫酸钡11kg，加完后提升搅拌速度至1500转/min，高速分散30min，得到隔热保温材料浆。
步骤二、制作金属屋面免除锈保温隔热防水涂料，
在生产缸中加入聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液12kg，开启搅拌，在400转 /min下加入pH调节剂0.3kg，搅拌5min，调节聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液体系pH值至7～9，然后调整转速在500转/min搅拌速度下，加入聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物2.5kg，搅拌10min，对经调整pH值后的聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液进行架构保护，最后依次加入紫外交联固化弹性丙烯酸乳液25kg、成膜助剂1.5kg、隔热保温材料浆、防腐剂0.3kg，搅拌20min，得到金属屋面免除锈保温隔热防水涂料。
实施例3
步骤一、制作隔热保温材料浆，
在预分散缸中加入水20.5kg，开启搅拌，在转速800转/min下，加入有机改性膨润土0.4kg，分散15min后，调整转速至600转/min，依次加入高分子嵌段共聚物分散剂0.7kg、有机硅消泡剂0.3kg、双子星非离子表面活性剂0.2kg，搅拌混合10min至完全均匀，再次调整转速至1000转/min，依次加入二氧化硅气凝胶3.5kg、中空玻化微珠6kg、近红外反射二氧化钛10kg、磷铁粉7kg、硫酸钡10kg，加完后提升搅拌速度至1500转/min，高速分散30min，得到隔热保温材料浆。
步骤二、制作金属屋面免除锈保温隔热防水涂料，
在生产缸中加入聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液13kg，开启搅拌，在400转 /min下加入pH调节剂0.4kg，搅拌5min，调节聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液体系pH值至7～9，然后调整转速在500转/min搅拌速度下，加入聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物3.0kg，搅拌10min，对经调整pH值后的聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液进行架构保护，最后依次加入紫外交联固化弹性丙烯酸乳液23kg、成膜助剂1.6kg、保温隔热材料浆、防腐剂0.4kg，搅拌20min至均匀，得到金属屋面免除锈保温隔热防水涂料。
采用对比例与实施例1～3进行对比。
在对比例1的步骤二中，使用弹性丙烯酸乳液替代聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液，并添加抗闪锈剂。在对比例2步骤一中，用滑石粉替代二氧化硅气凝胶，用硅灰石粉替代中空玻化微珠。在对比例3步骤二中，不添加聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物作为空间稳定剂。对比例1～3的组分和质量百分含量见表1。
在对比例4中，仅采用步骤一制作工艺，即不采取预先将聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液的pH值调整到7～9，再添加紫外交联固化弹性丙烯酸乳液及材料浆的工艺。对比例4的组分和质量百分含量见表2。
对比例1
步骤一、制作材料浆
在预分散缸中加入水21.8kg，开启搅拌，在转速800转/min下，加入有机改性膨润土0.3kg，分散15min后，调整转速至600转/min，依次加入高分子嵌段共聚物分散剂0.6kg、有机硅消泡剂0.4kg、双子星非离子表面活性剂0.3kg，搅拌混合10min至完全均匀，再次调整转速至1000转/min，依次加入二氧化硅气凝胶4.0kg、中空玻化微珠7kg、近红外反射二氧化钛9kg、磷铁粉6kg、硫酸钡11kg，加完后提升搅拌速度至1500转/min，高速分散30min，得到材料浆。
步骤二、制作涂料
在生产缸中加入市售普通的弹性丙烯酸乳液37kg，开启搅拌，在400转/min 下依次加入pH调节剂0.3kg、成膜助剂0.5kg、材料浆、市售抗闪锈剂0.5kg、防腐剂0.3kg，加完后在500转/min转速下，搅拌20min至均匀，得到涂料。
对比例2
步骤一、制作材料浆
在预分散缸中加入水19.8kg，开启搅拌，在转速800转/min下，加入有机改性膨润土0.3kg，分散15min，调整转速至600转/min，依次加入高分子嵌段共聚物分散剂0.6kg、有机硅消泡剂0.4kg、双子星非离子表面活性剂0.3kg，搅拌混合10min至完全均匀，再次调整转速至1000转/min，依次加入近红外反射二氧化钛9kg、市售滑石粉4.0kg、市售硅灰石粉7kg、磷铁粉6kg、硫酸钡11kg，加完后提升搅拌速度至1500转/min，高速分散30min，得到材料浆。
步骤二、制作涂料
在生产缸中加入聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液12kg，开启搅拌，在400转/min下加入pH调节剂0.3kg，搅拌5min，调节聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液体系pH值至7～9，然后调整转速在500转/min搅拌速度下，加入聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物2.5kg，搅拌10min，对经调整pH值后的聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液进行架构保护，最后依次加入紫外交联固化弹性丙烯酸乳液25kg、成膜助剂1.5kg、材料浆、防腐剂0.3kg，搅拌20min至均匀，得到涂料。
对比例3
步骤一、制作材料浆
在预分散缸中加入水22.3kg，开启搅拌，在转速800转/min下，加入有机改性膨润土0.3kg，分散15min，调整转速至600转/min，依次加入高分子嵌段共聚物分散剂0.6kg、有机硅消泡剂0.4kg、双子星非离子表面活性剂0.3kg，搅拌混合10min至完全均匀，再次调整转速至1000转/min，依次加入二氧化硅气凝胶4.0kg、中空玻化微珠7kg、近红外反射二氧化钛9kg、磷铁粉6kg、硫酸钡11kg，加完后提升搅拌速度至1500转/min，高速分散30min，得到材料浆。
步骤二、制作涂料
在生产缸中加入聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液12kg，开启搅拌，在400转 /min下加入pH调节剂0.3kg，搅拌5min，调节体系pH值至7～9，然后调整转速在500转/min搅拌速度下，依次加入紫外交联固化弹性丙烯酸乳液25kg、成膜助剂1.5kg、材料浆、防腐剂0.3kg，搅拌20min至均匀，得到涂料。
对比例4
在预分散缸中加入水19.8kg，开启搅拌，在转速800转/min下，加入有机改性膨润土0.3kg，分散15min，调整转速至600转/min，依次加入pH调节剂 0.3kg、高分子嵌段共聚物分散剂0.6kg、有机硅消泡剂0.4kg、双子星非离子表面活性剂0.3kg，搅拌混合10min至完全均匀，再次调整转速至1000转/min，依次加入二氧化硅气凝胶4.0kg、中空玻化微珠7kg、近红外反射二氧化钛9kg、磷铁粉6kg、硫酸钡11kg，加完后提升搅拌速度至1500转/min，高速分散30min。
调整转速至500转/min，依次加入聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液12kg、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物2.5kg、紫外交联固化弹性丙烯酸乳液25kg、成膜助剂1.5kg、防腐剂0.3kg，搅拌20min至均匀，得到涂料。
本发明方法制备得到的金属屋面免除锈保温隔热防水涂料,与对比例1～4 得到的涂料采用以下方法测试：
(1)在容器中状态：打开容器，用调刀或搅拌棒搅拌涂料，目测。若经搅拌后易于混合呈均匀状态，无结块、凝聚现象，则可评定为“搅拌混合后无硬块，呈均匀状态”。
(2)漆膜状态：用100微米漆膜制备器在标准黑白卡纸上刮板后，在温度 23±2℃、相对湿度50±5％的标准条件下干燥24h后目测。若有效成膜，且漆膜平整、无开裂、无明显缩孔，则可评定为“正常”。
(3)测试导热系数，按GB/T32981-2016给出的方法测试。
(4)测试太阳光反射比，按JG/T375-2012附录B给出的方法测试。
(5)测试半球发射率，按JG/T375-2012附录C给出的方法测试。
(6)测试生锈金属表面涂层附着力，按GB/T9286-1998给出的方法测试。
(7)测试生锈金属表面涂层耐冲击性，按GB/T1732-1993给出的方法测试。
(8)测试生锈金属表面涂层耐盐雾性，按GB/T1771-2007给出的方法测试。
(9)测试贮存稳定性，按GB/T6753.3-86给出的方法测试。
实施例1～3和对比例1～4的测试结果见表3。
从表3的测试结果可以看出，实施例1～3的金属屋面免除锈保温隔热防水涂料，相比对比例1使用了可与铁锈进行螯合反应生成稳定磷酸盐的聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液搭配紫外交联固化的弹性丙烯酸乳液，代替普通丙烯酸乳液作为粘结剂，同时添加聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物作为空间稳定剂，与铁锈反应成牢固的漆膜，在锈蚀金属表面直接重涂附着力好、耐腐蚀性，可在施工现场进行带锈涂装，可大大降低施工成本、提升施工效率。
相比对比例2，由于额外添加同时具有保温绝热及反射隔热的节能材料二氧化硅气凝胶、中空玻化微珠，金属屋面免除锈保温隔热防水涂料的导热系数大幅度降低、反射隔热性能也得到相应提升，实现金属屋面免除锈保温隔热防水涂料在全国区域、全气候条件下的应用效果。
相对于对比例3，由于采用了聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物作为空间稳定剂，对经预调pH值的聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液进行架构包覆、保护，阻止了聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液与后续添加的保温隔热材料浆中的离子之间的不稳定反应，确保制得的金属屋面免除锈保温隔热防水涂料在贮存期内不会产生结块、凝聚结团，涂覆后漆膜外观正常。
相对于对比例4，实施例1～3采用二步骤制作工艺，并在添加聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液后，使用pH调节剂将体系的pH值调整到7～9的碱性环境，然后加入聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物对经预调pH值的聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液进行架构包覆、保护，消除了体系的不稳定反应，确保得到的金属屋面免除锈保温隔热防水涂料能稳定被贮存。
本发明的金属屋面免除锈保温隔热防水涂料，使用时(请简述一个使用过程)。
本发明采用可与铁锈进行螯合反应生成稳定磷酸盐的聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液，搭配紫外交联固化的弹性丙烯酸乳液，作为粘结剂，来实现在生锈金属表面免除锈条件下单涂层施工。
为实现金属屋面防水涂料兼具夏季隔热、冬季保温的功效，本发明将具有不同节能功效的节能材料：二氧化硅气凝胶、中空玻化微珠和近红外反射二氧化钛，进行搭配使用，二氧化硅气凝胶、中空玻化微珠具有良好的绝热保温性能，近红外反射二氧化钛具有优异的反射隔热特性，配合使用后能进行功效互补，有效的扩大了二氧化硅气凝胶、中空玻化微珠和近红外反射二氧化钛的应用范围。
为解决使用聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液和保温隔热节能材料同时添加所带来的涂料体系不稳定性，本发明添加有空间稳定作用的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物，对聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液进行保护，同时在制备时采取预先将聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液的pH值调整到7～9，再添加紫外交联固化弹性丙烯酸乳液和保温隔热材料浆的制作工艺，从而阻止了涂料体系形成聚集甚至胶结。
与现有技术相比，本发明使用可与铁锈进行螯合反应生成稳定磷酸盐的聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液搭配紫外交联固化的弹性丙烯酸乳液代替普通丙烯酸乳液作为粘结剂，同时使用多种具有保温绝热功能、反射隔热功能的节能材料进行互补，并具有空间稳定作用的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物，对聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液进行保护，在金属屋面免除锈保温隔热防水涂料制作时，采取预先将聚偏二氯乙烯丙烯酸共聚乳液的pH值调整到7～9，然后再添加普通丙烯酸乳液及保温隔热材料浆的工艺，制得稳定的具有反射隔热与绝热保温性能的金属屋面免除锈保温隔热防水涂料。
与现有技术的涂料相比，本发明的金属屋面免除锈保温隔热防水涂料的耐盐雾抗腐蚀性、保温隔热能力、长效性都得到极大的提升，充分兼顾金属屋面涂装材料的反射隔热性、保温绝热性、抗腐蚀性，确保持久使用效果，同时免除现有技术的涂料涂装前预先彻底除锈或需预先使用一种锈转化底漆的工序，节省人力物力，工效高，可满足日益严格的使用环境要求，是工业厂房、规模化养殖场、粮仓、饲料仓这样的轻钢建筑屋面的理想节能防腐装饰材料。
表1实施例1～3和对比例1～3的组分和质量百分含量
表2对比例4的组分和质量百分含量
表3实施例1～3和对比例1～4的测试结果
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种防酸雨的红外反射涂料及其制备方法