技术领域
本发明涉及新材料领域，具体来说是一种复合型建筑保温隔热涂料，以及该种建筑隔 热涂料的制备方法。
技术背景
随着经济的发展,全球对能源的需求日益增大。建筑物在使用期间，采暖、空调、通风、 热水供应等方面消耗了大量的能源，这些能源约占人类总能源消耗的30％～40％，面对能源 日益紧张，建筑节能问题引起了越来越多的国家的重视。实践证明,建筑节能最直接有效的 方法是使用保温隔热材料。据日本的节能实践证明,每使用1t保温隔热材料,可节约标准煤 3t/年，其节能效益是材料生产成本的10倍；根据欧美发达国家的经验，在住宅保温上每 用lt岩棉制品,每年可以节约的能源相当于1t石油或2.5～3.7t标煤。
保温隔热材料的发展是以建筑节能的发展为背景,发达国家从1973年能源危机起开始 关注建筑节能，制定相关的建筑节能标准并不断修订完善，而且国外保温材料工业已经有 很长的历史,建筑节能用保温隔热材料占绝大多数,如美国从1987年以来建筑保温隔热材 料占所有保温材料的81％左右,瑞典及芬兰等西欧国家80％以上的岩棉制品用于建筑节能。 我国建筑节能工作从20世纪90年代初才刚刚启动,用于建筑节能的保温隔热材料相对较少, 经过十几年的发展,已形成品种比较齐全、初具规模的保温材料的生产和技术体系,但我国 的建筑围护结构保温隔热性能普遍较低,仍与工业发达国家有很大的差距，以多层建筑为 例，外墙和屋面的传热系数为气候条件接近的发达国家的3～4倍，外墙的单位建筑面积耗 能是4～5倍，屋顶2.5～5.5倍，外窗1.5～2.2倍，门窗空气渗透率要高出3～6倍，我国建 筑单位面积的总传热量为气候条件接近的发达国家的2～5倍。目前我国使用的保温材料主 要有：胶粉聚苯颗粒保温浆料、EPS板、XPS板、PU板、聚酰亚胺材料、单组分聚氨酯泡 沫填缝剂等。
继十一五规划之后，建设部的十二五规划里对于建筑节能这一块,再次作为建筑业发展 的三大重点之一。现在国家要求建筑节能提高到65％的高度。从而对隔热材料的要求越来 越高。
近年来，人们为了得到性能优异的隔热保温涂料，做了大量的研究工作：在公开号为 CN1986661A的发明专利公开了一种以空心玻璃微珠为功能填料的保温涂料；公开号为 CN102329545A的发明专利公开了以中空玻璃微珠和闭孔膨胀珍珠岩为功能填料的水性外保 温涂料；公开号为CN101671523A的发明专利公开了以空心玻璃微珠为功能性填料的水性阻 燃隔热保温涂料；公开号为CN103642364A的发明专利公开了一种以相变微胶囊为功能填料 的隔热保温涂料；公开号为CN101481583的发明专利公开了一种以相变微珠、空心玻璃微 珠为功能助剂制备水性耐沾污热反射相变隔热涂料，其外表面温度降低15-20℃,背面温度 降低8-15℃。
从隔热机理分析，单一的功能性助剂只能阻隔单一热源，如单一的热辐射、单一的热 传导、单一的热吸收等，而多助剂的加入，虽然能明显提高隔热保温效果，但容易导致涂 料本身性能缺陷，如粘度增加、储存稳定性下降、涂膜性能变差等，影响产品的最终使用 性能。
发明内容
本发明的目的在于解决现有保温隔热涂料应用的单独使用某一功能性助剂隔热效果不 理想，以及中空玻璃微珠出现的产品不合格、高速分散过程中破碎率比较高以及该类保温 隔热涂料隔热效果差、AkzoNobel的EXPANCELMicrosperes系列的空心聚合物自身在涂料 应用过程中出现的分散不均匀、分层及该类隔热涂料隔热效果不理想、相变微胶囊保温隔 热效果较差以及多助剂复合型隔热涂料性能缺陷等问题，从而提供一种外观良好、储存稳 定，采用多种功能性助剂，通过复合采用热吸收、热辐射及热传递原理，全方位阻隔热量 的传播，制备出复合型建筑保温隔热涂料，以及提供一种可使该涂料各组分分散均匀，相 溶性好，不分层、成膜好的制备方法。
本发明的技术方案：相变微胶囊型改性建筑涂料，按质量分数计，由以下组分组成： 25～40份水、0.3～0.9份增稠剂、0.1～0.3份多功能助剂、0.3～1.2份抗老化助剂，0.2～ 0.5份润湿剂、0.5～2.0份分散剂、0.4～1.3份防霉剂、0.2～0.5份消泡剂、2～5份成 膜助剂、8～20份颜料、6～13份由相变微胶囊、空心玻璃微珠、聚合物微球中的两种或三 种混合组成的用以隔热的功能性助剂，38～52份乳液；
所述增稠剂为美国陶氏化学公司的CELLOSIZEQP—10000和CELLOSIZEQP—20000以 及羟乙基纤维素250HBR中的一种或两种；所述多功能助剂美国陶氏化学公司的为CODIS— 99或美国陶氏化学公司的AMP—95(化学名称2-氨基-2-甲基-1-丙醇)中的一种或两种； 所述抗老化助剂为烟台新秀化学用品有限公司所产批号为5529E30、5513E30，塑诺稳202 中的一种或多种；所述润湿剂为聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、DC-01和聚氧乙 烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的一种或两种；所述分散剂为德国BASF公司的DISPEXWBG40和 DISPEXWBN30以及日本诺普科助剂有限公司的SN-5027中的一种或两种；所述防霉剂为 MEITIONAF2130或MEITIONAF2180；所述成膜助剂为乙二醇和十二碳醇酯中的一种或两 种；所述相变微胶囊为烟台瑞龙化学技术有限公司提供的生产批号为RL30A，RL25A和RL20A 中的一种或多种；所述空心玻璃微珠为中科华星有限公司提供的生产批号为C28，C35和 C42中的一种或两种；所述聚合物微球为烟台瑞龙化学技术有限公司提供的生产批号为 RL15B，RL28B和RL35B中的一种或多种；所述乳液为纯丙乳液、苯丙乳液和硅丙乳液中的 一种或两种；所述消泡剂为BYK-141、BYK-8822及东博化工的1350中的一种或两种。
上述相变微胶囊型改性建筑涂料的制备方法，包括如下步骤：
1)在300～600r/min低速搅拌下，往器皿中加入25～40份水，0.3～0.9份增稠剂， 0.1～0.3份多功能助剂，0.2～0.5份润湿剂，0.3～1.2份抗老化助剂，0.5～2.0份分散 剂，0.4～1.3份防霉剂、0.2～0.5份消泡剂、2～5份成膜助剂，添加完毕后，混合均匀；
2)控制搅拌速度到1500r/min～2000r/min，加入8～20份颜料金红石型二氧化钛， 搅拌15～25min；所述金红石型二氧化钛的粒径为15～40μm；
3)控制搅拌速度到1000～1500r/min，混合加入6～13份隔热用功能性填料，混合均 匀；
4)降低搅拌速度到600～1000r/min，加入38～52份乳液，添加完毕后混合均匀；
5)控制搅拌速度到300～600r/min，加入0.2～0.5份消泡剂，搅拌均匀，得到最终 产品。
采用上述技术方案，由上述制备方法制得，该涂料密度≤1.06g/cm3，导热系数≤ 0.065W/(m·k)，隔热温差＞10℃。
本发明与现有的技术相比，具有如下优点和有益效果：
1)本发明相变微胶囊和空心聚合物微球为烟台瑞龙化学技术有限公司所提供，其特点 是：A)其胶囊内包覆有相变温度在25-35℃左右相变材料，当其应用于涂料中，能够明显 提高涂料的隔热性能，这是由于相变微胶囊在涂膜干燥时可以形成连续的膜相当于形成了 一层相变材料的膜，当阳光照射及温度升高到材料的相变点时，材料熔融吸热，从而使温 度不再升高而达到保温隔热效果；而当温度降低时，相变材料固化放热而阻止温度的降低， 进而达到保温隔热效果。采用相变微胶囊所制备的隔热涂料较玻璃微珠和空心聚合物微球 具有更好的保温隔热效果；并且，相变微胶囊具有高效的填充性，能够赋予涂料良好的流 动性，这是因为相变微胶囊为微球状，添加到涂料中时，球形结构有利于彼此之间的滚动； B)空心聚合物微球中填充有空气，球壁采用韧性的具有底热导系数的聚合物组成，球内空 腔被空气填满，当期应用到涂料中时，空心聚合物微球在涂膜后能在涂料里面形成一层致 密的膜，利用膜的底热导及空气的低热导，阻止腔内外的热量传递，进而达到隔热效果。
2)本发明所用空心玻璃微珠为中科华星有限公司所提供，其特点在于：由于玻璃对太 阳光的散射和反射，使大量近红外光及可见光被反射回去，从而减少了辐射热量的传播， 同时，中空玻璃微珠中间充斥的空气能隔绝热量的传递。
3)本发明以复合功能性助剂为填料、以金红石型二氧化钛为颜料，制得的涂膜利用相 变吸热和放热、热阻隔及热反射的原理，达到隔热保温、冬暖夏凉的效果，提高建筑内居 住环境的舒适性。该涂料具有良好的外观，很好的储存稳定性，涂料密度≤1.06g/cm3，导 热系数≤0.065W/(m·k)，隔热温差＞10℃，且具有优良耐洗刷和涂刷性能。
3)采用本发明制备方法各组分分散均匀，相溶性好，不分层、成膜性优秀。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述，但本发明保护的范围并不局限于 实施例。
实施例1
在1L的不锈钢杯中，在300r/min的条件下，依次加入350g水、5g增稠剂(CELLOSIZE QP—20000)、2g多功能助剂(AMP-95)、4g抗老化助剂(烟台新秀化学用品有限公司塑诺 稳202)、3g润湿剂(DC-01)、9g分散剂(DISPEXWBG40)、5g防霉剂(MEITIONAF2130)、 3g消泡剂(BYK141)、30g成膜助剂(乙二醇)，添加完毕后，搅拌10min使其充分混合均 匀；提高搅拌速度到2000r/min，缓慢的加入150g金红石型二氧化钛(广聚化工R69)， 添加完毕后，搅拌25min使其细度达到要求；降低搅拌速度到1200r/min，加入30g烟台 瑞龙化学技术有限公司的RL30A相变微胶囊功能填料，30g烟台瑞龙化学技术有限公司的 RL28B空心聚合物微球功能填料，搅拌15min使其充分混合均匀；降低搅拌速度到 1000r/min，加入380g硅丙乳液(巴德富996AD)，添加完毕后，搅拌15min使其充分混合 均匀；降低搅拌速度到300r/min，加入5g消泡剂(东博化工1350)，搅拌20min使其赶走 涂料生产过程中由于机械搅拌和表面张力的降低(涂料中润湿剂、分散剂、成膜助剂等表 面活性剂的使用)而引入的气泡，制得相变微胶囊型改性建筑隔热节能涂料。
经检测，该涂料可在50℃加速条件下，储存35天，保持完全悬浮(GB/T6753.3)； 涂层可耐4000次洗刷(GB/T9266)；涂料密度为0.97g/cm3(GB/T6750)；导热系数为 0.057W/(m·k)(PPMS-9)；隔热温差为12.1℃(JG/T235)。通过性能测试我们可以得知， 通过这个配方得到的涂料克服了单独使用实心、空心玻璃微珠和空心聚合物微球隔热差的 缺陷，同时克服单独采用空心聚合物微球存在的分散不均匀、分层等现象，且赋予了涂料 良好的基本性能以及优秀的隔热性能。
实施例2
在1L的不锈钢杯中，在400r/min的条件下，依次加入400g水、7g增稠剂(250HBR)、 3g多功能助剂(AMP—95)、6g抗老化助剂(烟台新秀化学用品有限公司5529E30)、4g润 湿剂(聚氧乙烯脂肪醇醚)、12g分散剂(DISPEXWBN30)、8g防霉剂(MEITIONAF2180)、 5g消泡剂(BYK8822)、35g成膜助剂(十二碳醇酯)，添加完毕后，搅拌10min使其充分 混合均匀；提高搅拌速度到2500r/min，缓慢的加入140g金红石型二氧化钛(广聚化工 R69)，添加完毕后，搅拌15min使其细度达到要求；降低搅拌速度到1500r/min，加入50g 烟台瑞龙化学技术有限公司的RL30A相变微胶囊功能填料和30g中科华星有限公司的C35 空心玻璃微珠，搅拌20min使其充分混合均匀；降低搅拌速度到900r/min，加入300g苯 丙乳液(巴德富RS733)和100g纯丙乳液(巴德富RS-2709)，添加完毕后，搅拌10min 使其充分混合均匀；降低搅拌速度到500r/min，加入3g消泡剂(BYK8822)，搅拌20min 使其赶走涂料生产过程中由于机械搅拌和表面张力的降低(涂料中润湿剂、分散剂、成膜 助剂等表面活性剂的使用)而引入的气泡，制得相变微胶囊型改性建筑隔热节能涂料。
经检测，该涂料可在50℃加速条件下，储存32天，保持完全悬浮(GB/T6753.3)； 涂层可耐4000次洗刷(GB/T9266)；涂料密度为1.02g/cm3(GB/T6750)；导热系数为 0.062W/(m·k)(PPMS-9)；隔热温差为11.5℃(JG/T235)。通过性能测试我们可以得知， 通过这个配方得到的涂料克服了单独使用实心、空心玻璃微珠和空心聚合物微球隔热差的 缺陷，同时克服单独采用空心聚合物微球存在的分散不均匀、分层等现象，且赋予了涂料 良好的基本性能以及优秀的隔热性能。
实施例3
在1L的不锈钢杯中，在450r/min的条件下，依次加入300g水、5g增稠剂(CELLOSIZE QP—10000)、1g多功能助剂(CODIS—99)、7g抗老化助剂(烟台新秀化学用品有限公司塑 诺稳202)、3g润湿剂(聚氧乙烯烷基酚醚)、10g分散剂(DISPEXWBG40)、5g防霉剂(MEITION AF2180)、4g消泡剂(BYK141)、14g成膜助剂(乙二醇)，添加完毕后，搅拌10min使其 充分混合均匀；提高搅拌速度到2000r/min，缓慢的加入180g金红石型二氧化钛(广聚化 工R69)，添加完毕后，搅拌15min使其细度达到要求；降低搅拌速度到1400r/min，加入 20g烟台瑞龙化学技术有限公司的RL30A相变微胶囊功能填料、30g烟台瑞龙化学技术有限 公司的RL35B空心聚合物微球功能填料和30g中科华星有限公司的C35空心玻璃微珠，搅 拌20min使其充分混合均匀；降低搅拌速度到1100r/min，加入300g硅丙乳液(巴德富 RS998A)和150g苯丙乳液(巴德富RS733)，添加完毕后，搅拌10min使其充分混合均匀； 降低搅拌速度到300r/min，加入4g消泡剂(BYK141)，搅拌20min使其赶走涂料生产过 程中由于机械搅拌和表面张力的降低(涂料中润湿剂、分散剂、成膜助剂等表面活性剂的 使用)而引入的气泡，制得相变微胶囊型改性建筑隔热节能涂料。
经检测，该涂料可在50℃加速条件下，储存32天，保持基本悬浮(GB/T6753.3)； 涂层可耐4500次洗刷(GB/T9266)；涂料密度为0.97g/cm3(GB/T6750)；导热系数为 0.053W/(m·k)(PPMS-9)；隔热温差为12.8℃(JG/T235)。通过性能测试我们可以得知， 通过这个配方得到的涂料克服了单独使用实心、空心玻璃微珠和空心聚合物微球隔热差的 缺陷，同时克服单独采用空心聚合物微球存在的分散不均匀、分层等现象，且赋予了涂料 良好的基本性能以及优秀的隔热性能。
实施例4
在1L的不锈钢杯中，在600r/min的条件下，依次加入350g水、5g增稠剂(30％CELLOSIZE QP—10000和750％250HBR)、2g多功能助剂(70％CODIS—99和30％AMP—95)、6g抗老化助 剂(烟台新秀化学用品有限公司5529E30)、2g润湿剂(聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物)、 8g分散剂(DISPEXWBG40)、4g防霉剂(MEITIONAF2130)、2g消泡剂(BYK141)、20g 成膜助剂(20％乙二醇和80％十二碳醇酯)，添加完毕后，搅拌15min使其充分混合均匀； 提高搅拌速度到1500r/min，缓慢的加入150g金红石型二氧化钛(广聚化工R69)，添加 完毕后，搅拌20min使其细度达到要求；降低搅拌速度到1300r/min，加入50g烟台瑞龙 化学技术有限公司的RL25A和RL30A混合相变微胶囊功能填料和60g中科华星有限公司C28 玻璃微珠功能性填料，搅拌15min使其充分混合均匀；降低搅拌速度到800r/min，加入380g 硅丙乳液(巴德富RS996)，添加完毕后，搅拌20min使其充分混合均匀；降低搅拌速度到 600r/min，加入2g消泡剂(BYK8822)，搅拌20min使其赶走涂料生产过程中由于机械搅 拌和表面张力的降低(涂料中润湿剂、分散剂、成膜助剂等表面活性剂的使用)而引入的 气泡，制得相变微胶囊型改性建筑隔热节能涂料。
经检测，该涂料可在50℃加速条件下，储存32天，保持基本悬浮(GB/T6753.3)； 涂层可耐4600次洗刷(GB/T9266)；涂料密度为1.03g/cm3(GB/T6750)；导热系数为 0.059W/(m·k)(PPMS-9)；隔热温差为12.2℃(JG/T235)。通过性能测试我们可以得知， 通过这个配方得到的涂料克服了单独使用实心、空心玻璃微珠和空心聚合物微球隔热差的 缺陷，同时克服单独采用空心聚合物微球存在的分散不均匀、分层等现象，且赋予了涂料 良好的基本性能以及优秀的隔热性能。
实施例5
在1L的不锈钢杯中，在500r/min的条件下，依次加入350g水、8g增稠剂(250HBR)、 3g多功能助剂(CODIS—99)、10g抗老化助剂(烟台新秀化学用品有限公司塑诺稳202)、 4g润湿剂(30％聚氧乙烯烷基酚醚和70％聚氧乙烯脂肪醇醚)、10g分散剂(50％DISPEXWB G40和50％DISPEXWBN30)、10g防霉剂(MEITIONAF2180)、4g消泡剂(BYK8822)、30g 成膜助剂(乙二醇)，添加完毕后，搅拌5min使其充分混合均匀；提高搅拌速度到1500r/min， 缓慢的加入170g金红石型二氧化钛(广聚化工R69)，添加完毕后，搅拌20min使其细度 达到要求；降低搅拌速度到1200r/min，加入80g烟台瑞龙化学技术有限公司的RL25A相 变微胶囊功能填料和RL15B空心聚合物微球功能性填料，搅拌15min使其充分混合均匀； 降低搅拌速度到1000r/min，加入120g硅乳液(巴德富RS-2709A)和240g苯丙乳液(巴 德富RS733)，添加完毕后，搅拌15min使其充分混合均匀；降低搅拌速度到400r/min， 加入4g消泡剂(BYK141)，搅拌20min使其赶走涂料生产过程中由于机械搅拌和表面张力 的降低(涂料中润湿剂、分散剂、成膜助剂等表面活性剂的使用)而引入的气泡，制得相 变微胶囊型改性建筑隔热节能涂料。
经检测，该涂料可在50℃加速条件下，储存35天，保持完全悬浮(GB/T6753.3)； 涂层可耐4600次洗刷(GB/T9266)；涂料密度为0.97g/cm3(GB/T6750)；导热系数为 0.046W/(m·k)(PPMS-9)；隔热温差为12.8℃(JG/T235)。通过性能测试我们可以得知， 通过这个配方得到的涂料克服了单独使用实心、空心玻璃微珠和空心聚合物微球隔热差的 缺陷，同时克服单独采用空心聚合物微球存在的分散不均匀、分层等现象，且赋予了涂料 良好的基本性能以及优秀的隔热性能。
实施例6
在1L的不锈钢杯中，在350r/min的条件下，依次加入320g水、6g增稠剂(70％CELLOSIZE QP—10000和30％CELLOSIZEQP—20000)、1g多功能助剂(CODIS—99)、8g抗老化助剂(烟 台新秀化学用品有限公司5529E30+塑诺稳202)、2g润湿剂(50％聚氧乙烯烷基酚醚和50％ 聚氧乙烯脂肪醇醚和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物)、15g分散剂(DISPEXWBG40)、8g防 霉剂(MEITIONAF2130)、5g消泡剂(东博化工1350)、40g成膜助剂(50％乙二醇和50％ 十二碳醇酯)，添加完毕后，搅拌15min使其充分混合均匀；提高搅拌速度到2500r/min， 缓慢的加入170g金红石型二氧化钛(广聚化工R69)，添加完毕后，搅拌10min使其细度 达到要求；降低搅拌速度到1500r/min，加入60g烟台瑞龙化学技术有限公司的RL30A、RL25A 及RL20A混合相变微胶囊功能填料，30g烟台瑞龙化学技术有限公司的RL35B空心聚合物 微球功能性调料和30g中科华星有限公司的C35空心玻璃微珠功能性填料，搅拌25min使 其充分混合均匀；降低搅拌速度到1200r/min，加入150g苯丙乳液(巴德富RS996)和250g 硅丙乳液(巴德富RS733)，添加完毕后，搅拌10min使其充分混合均匀；降低搅拌速度到 400r/min，加入5g消泡(BYK8822)，搅拌20min使其赶走涂料生产过程中由于机械搅拌 和表面张力的降低(涂料中润湿剂、分散剂、成膜助剂等表面活性剂的使用)而引入的气 泡，制得相变微胶囊型改性建筑隔热节能涂料。
经检测，该涂料可在50℃加速条件下，储存30天，保持基本悬浮(GB/T6753.3)； 涂层可耐4200次洗刷(GB/T9266)；涂料密度为1.01g/cm3(GB/T6750)；导热系数为 0.055W/(m·k)(PPMS-9)；隔热温差为12.1℃(JG/T235)。通过性能测试我们可以得知， 通过这个配方得到的涂料克服了单独使用实心、空心玻璃微珠和空心聚合物微球隔热差的 缺陷，同时克服单独采用空心聚合物微球存在的分散不均匀、分层等现象，且赋予了涂料 良好的基本性能以及优秀的隔热性能。