2.本发明涉及一种涂料及其制备方法，尤其涉及一种钢构活动板房水性含砂隔热涂料及其制备方法。


背景技术：

3.钢构活动板房是一种以轻钢为骨架、铁皮为墙面的建筑物，铁皮墙面的高导热性使得活动板房里面的温度较高，导致活动板房内的空调用电量高，能耗高。现有的钢构活动板房的外墙大部分是以溶剂型涂料和水性乳胶涂料涂膜作为装饰与保护。但是，溶剂型涂料voc偏高，对环境和人体不友好；而水性乳胶涂料则附着力差；加上部分选用有机色浆调色，因此耐候性较差，隔热效果也欠佳。
4.现有的建筑隔热涂料在钢筋混凝土墙面应用比较广泛，但由于施工后形成的涂膜硬度较低，不耐刮擦，在钢构活动板房墙面应用较少。并且，现有的反射隔热涂料大多为白色，难以满足建筑钢构装饰对颜色的需求，但是若按需要调成色漆，由于颜色变深，漆膜对太阳光的吸收增加，则会大大的降低墙面的隔热效率。
5.cn106930492b公开了一种由丙烯酸乳液、硅丙乳液、二氧化硅凝胶、气凝胶、空心玻璃微珠、聚丙纤维、羟乙基纤维素(hec)制备成胶浆后涂抹在耐碱玻纤网制备成保温隔热涂料层，以及由丙烯酸乳液、硅丙乳液、隔热颜料、保护胶、气凝胶、空心玻璃微珠、多功能助剂制备而成的隔热涂饰材料。但该涂料需要与相应的板材进行配合使用，应用范围较窄。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种隔热效果好，涂层与基材表面结合紧密，与钢结构基层表面的附着力强，干膜硬度大，柔韧性好，颜色较为丰富，有大理石的外观效果，较强的耐候性和装饰效果的钢构活动板房水性含砂隔热涂料。
7.本发明进一步要解决的技术问题是，提供一种钢构活动板房水性含砂隔热涂料的制备方法。
8.本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种钢构活动板房水性含砂隔热涂料，由以下原料制成：丙二醇、乙基羟乙基纤维素、羧酸均聚物型分散剂、消泡剂、非离子型润湿剂、氨水、可塑性流变助剂、石英砂、防锈粉磷酸锌、空心玻璃微珠、石英彩砂、防锈乳液、卡松杀菌剂、醇酯十二、缔合型流平剂、疏水改性聚氨酯增稠剂、抗闪锈剂和去离子水。
9.进一步，所述原料的质量分数为：丙二醇1.0~2.0%，乙基羟乙基纤维素0.1-0.5%，羧酸均聚物型分散剂0.6~1.2%，消泡剂0.1~0.7%，非离子型润湿剂0.1~0.4%，氨水0.2~0.5%，可塑性流变助剂0.1~0.3%，石英砂30~50%，防锈粉磷酸锌5~10%，空心玻璃微珠3~8%，石英彩砂10~30%，防锈乳液20~25%，卡松杀菌剂0.2~0.5%,醇酯十二0.6~1.8%，缔合型流平剂0.2~0.5%，疏水改性聚氨酯增稠剂0.2~0.5%，抗闪锈剂0.5~1.0%和去离子水10~30%；各组分之和为100%。
10.进一步，所述原料的质量分数优选为：丙二醇1.0~1.5%，乙基羟乙基纤维素0.3-0.5%，羧酸均聚物型分散剂0.6~0.8%，消泡剂0.4~0.6%，非离子型润湿剂0.2~0.3%，氨水0.25~0.4%，可塑性流变助剂0.1~0.3%，石英砂30~40%，防锈粉磷酸锌5.0~8.0%，空心玻璃微珠3.0~7.0%，石英彩砂15~30%，防锈乳液20.0~23.0%，卡松杀菌剂0.2~0.5%，醇酯十二1.0~1.2%，缔合型流平剂0.3~0.4%，疏水改性聚氨酯增稠剂0.3~0.4%，抗闪锈剂0.5~0.8%和去离子水10~25%。
11.进一步，所述原料的质量分数更优选为：丙二醇1.0~1.2%，乙基羟乙基纤维素0.3~0.35%，羧酸均聚物型分散剂0.7~0.8%，消泡剂0.4~0.5%，非离子型润湿剂0.2~0.25%，氨水0.25~0.3%，可塑性流变助剂0.1~0.15%，石英砂35~40%，防锈粉磷酸锌6.0~7.0%，空心玻璃微珠4.0~6.0%，石英彩砂20~30%，防锈乳液22.0~23.0%，卡松杀菌剂0.4~0.5%，醇酯十二1.0~1.1%，缔合型流平剂0.3~0.35%，疏水改性聚氨酯增稠剂0.3~0.35%，抗闪锈剂0.6~0.7%和离子水15-20% 。
12.进一步，所述石英砂的目数为80-120目；所述石英彩砂的目数为40-100目。
13.进一步，所述消泡剂为巴斯夫2410、dapro ap7010、dapro ap7015和dapro df661中的一种或多种。
14.进一步，所述疏水改性铵盐分散剂为sn-5027、ca-2500、orotan963和dispersant6227中的一种或多种。
15.进一步，所述非离子型润湿剂为lcn-407、bd-405和bd-109中的一种或多种。
16.进一步，所述乙基羟乙基纤维素为250hbr、hs30000yp2和prime2500中的一种或多种。
17.进一步，所述流变助剂为btm-68、shv和ew中的一种或多种。
18.进一步，所述防锈乳液为苯丙乳液或纯丙乳液的一种或者2种。
19.进一步，所述聚氨酯流平剂为rm-2020、rm-3030、hx6008、fx1070、rheolate299和borchigel0626中的一种或多种。
20.进一步，所述缔合型聚氨酯增稠剂为rm-8w、borchigel0625和tafigel pur 40中的一种或多种。
21.进一步，抗闪锈剂为fa-179、halox515、ce670b和raybo60中的一种或多种。
22.本发明进一步解决其技术问题采用的技术方案是，一种钢构活动板房水性含砂隔热涂料的制备方法，包括下列步骤：（1）将分散剂加入水中，以500~600转/分钟的转速分散至均匀；然后依次加入丙二醇、非离子型润湿剂、氨水、消泡剂、乙基羟乙基纤维素和可塑性流变助剂，以600-800转/分钟的转速分散至均匀，得混合料a；（2）往步骤（1）所得的混合料a中加入防锈粉磷酸锌和空心玻璃微珠，将搅拌的转速提高至1800-2000转/分钟，搅拌均匀，得混合料b；（3）降低转速至800-1000转/分钟，再往步骤（2）所得的混合料b中依次加入防锈乳液、醇脂十二、卡松杀菌剂、缔合型流平剂、疏水改性聚氨酯增稠剂和抗闪锈剂，分散均匀，得混合料c；（4）降低转速至600-800转/分钟，再往步骤（4）所得的混合料c中依次加入石英砂及石英彩砂调色，即得钢构活动板房含砂涂料产品。
23.本发明钢构活动板房水性含砂隔热涂料的制备方法，各原料组分的加入顺序和搅拌/分散速度是有严格要求的，不然会使涂料产生破乳，分散效率不高，粉体分散不开等情况，从而导致涂料储存性能差，施工困难。
24.本发明各原料组分所起的作用和原理如下：石英砂和石英彩砂：石英砂主要是白色，石英彩砂有各种不同的颜色，石英彩砂有仿大理石外观质感，无机天然的耐候性、耐酸碱、硬度等都非常好，能提高漆膜的干膜硬度；石英砂目数太粗不好施工，效果不够平整，目数太细则吸油值太高，外观无质感。
25.乙基羟乙基纤维素：起增稠效果，提高涂料储存性能和施工抗流挂性。
26.羧酸均聚物型分散剂：丙烯酸-（甲基）丙烯酸脂共聚物等高分子分散剂属于均聚物或共聚物，通常在分散体系中起到空间稳定作用，有的带电高分子还可以通过静电稳定机制提高分散体系的稳定性，因而高分子分散剂比无机、有机小分子分散剂更为有效；其中聚羧酸盐类分散剂具有长碳链，较多活性吸附点以及能起到空间排斥作用的支链，由于其特色结构而对悬浮体系具有很好的分散性能：1）聚羧酸类分散剂对悬浮体系中的离子，ph值以及温度等敏感程度较小，分散稳定性高，不易出现沉降及絮凝；2）聚羧酸类分散剂提高了涂料中固体颗粒的含量，显著降低分散体系粘度，在高固含量下具有较好的流动性，降低了原料成本，同时减少设备磨损。
27.消泡剂：减少或消除涂料生产过程中的泡沫，破泡、消泡、减少表面张力，使活性成分分散成小颗粒，便于分散在水中，更好的起到消泡、抑泡效果。
28.疏水改性铵盐分散剂：特殊结构的丙烯酸铵盐疏水共聚物，具有超强的分散力及展色力，能提高耐水性，耐擦洗性能和涂料光泽，且具有优异的防腐蚀性能。
29.非离子型润湿剂：对各种无机、有机颜料具有优良的润湿分散性能，适用各种基料，能充分提高漆膜的光泽和展色性。
30.磷酸锌：磷酸锌与金属基底反应，生成不溶的三代磷酸盐，三代磷酸盐沉积在易被腐蚀的区域，将腐蚀区覆盖，形成隔离层，从而达到防腐蚀效果。
31.氨水：调节涂料的ph值。
32.空心玻璃微珠：其主要成分是硼硅酸盐，一般粒径为10-250μm,壁厚为1-2μm，具有抗压强度高、熔点高、电阻率高、热导系数和热收缩系数小等特点，本发明通过在涂料中加入空心玻璃微珠，提高了涂料隔音保温效果，抗龟裂性能和耐候性。
33.防锈乳液苯丙或纯丙乳液：水性防锈漆乳液可以与防锈涂料中的其它助剂共存，提高金属的防腐蚀性能，如果在水性防锈涂料中加入普通苯丙乳液，添加量要比防锈漆乳液多10%左右，两者制作出来的防锈涂料才能达到一样的防锈效果，且普通苯丙乳液的防闪锈性能差，同样是加入防闪锈助剂，防锈乳液苯丙或纯丙乳液的添加量仅需涂料总质量的0.7%左右，而普通苯丙乳液则需1.2%左右才能有效抑制闪锈的产生；防锈乳液苯丙或纯丙乳液采用特殊的聚合技术与螯合功能性单体聚合而成，先进乳化工艺，与各类醇酸树脂，羟丙树脂等树脂相容性好，有效改善树脂缺陷，对金属基材的附着力好，漆膜致密性高，耐盐雾性能优异，具有优异的初期耐水性，与防锈助剂、防锈颜料都有较好的相容性。
34.成膜助剂醇酯十二：能够有助于防锈乳液苯丙或纯丙乳液成膜，有效降低其最低成膜温度。
35.非离子缔合型聚氨酯增稠剂：低气味，不含溶剂的水性非离子缔合型流变改性剂，
能提高涂料的流动性、流平性、成膜性能、光泽展现性和高增稠性能，也能提供良好的开罐效果，抗飞溅性，抗微生物和酶侵袭。
36.抗闪锈剂：为有机锌螯合物，能直接加入水中作成水溶液防闪锈、锈蚀保护剂，也能作为添加剂加入水性涂料中防止包装容器内和施工时闪锈的发生，有助于干漆膜防腐蚀性能，并防止存放期间的罐腐蚀，用作金属表面的临时防腐剂。
37.与现有技术相比，本发明钢构活动板房水性含砂隔热涂料具有以下有益效果：（1）与普通隔热涂料相比，本发明涂料水性环保低voc，采用玻璃微珠与其他原料相复配，具有良好的隔热性能；采用特殊的防锈乳液，并保证乳液的tg在10-25℃，同时赋予漆对基材的强附着力和柔韧性；采用硬度更高的无机石英彩砂代替部分传统粉料，提高漆的干膜硬度，与钢构基层牢固的结合并形成稳定的保护膜；添加防锈原料提高钢构的防锈性能，免除施工防锈底漆，实现底面合一，节省施工成本，防腐防锈性，柔韧性，耐候性和耐水性能均较好，并且色彩丰富，具有仿大理石的外观效果；各组分相互协同，效果相得益彰；（2）本发明涂料能一次性喷涂成型且具有好的涂层厚度（1-3毫米），节省施工时间及成本，其制备方法简单，操作简便，适宜大规模生产。
具体实施方式
38.下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。需要指出的是，所描述的仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，这些实施例不得用于解释对本技术权利要求请求保护范围的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他变更或修饰，都属于本技术权利要求的保护范围。
39.实施例1本实施例钢构活动板房水性含砂隔热涂料由以下原料制成：去离子水15.0% ，丙二醇1.1%，乙基羟乙基纤维素0.35%(250hbr)，羧酸均聚物型分散剂0.8%（sn-5027)，消泡剂0.3%(2410)，非离子型润湿剂0.2%(lcn-407)，氨水0.25%，可塑性流变助剂0.1%(btm-68)，80-120目石英砂30.0%，防锈粉磷酸锌6.0%，空心玻璃微珠5.0%，60-80目石英彩砂16.3 %，防锈苯丙乳液22.0%，卡松杀菌剂0.2%，醇酯十二1.0%，非离子缔合型流平剂0.3%(rm-2020)，疏水改性聚氨酯增稠剂0.4%(rm-8w)，抗闪锈剂0.7%(ce670b)。
40.本实施例钢构活动板房含砂涂料的制备方法，包括下列步骤：（1）将分散剂加入水中，以500~600转/分钟的转速分散至均匀；然后依次加入丙二醇、非离子型润湿剂、氨水、消泡剂、乙基羟乙基纤维素和可塑性流变助剂，以600-800转/分钟的转速分散至均匀，得混合料a；（2）往步骤（1）所得的混合料a中加入防锈粉磷酸锌和空心玻璃微珠，将搅拌的转速提高至1800-2000转/分钟，搅拌均匀，得混合料b；（3）降低转速至800-1000转/分钟，再往步骤（2）所得的混合料b中依次加入防锈乳液、醇脂十二、卡松杀菌剂、缔合型流平剂、疏水改性聚氨酯增稠剂和抗闪锈剂，分散均匀，得混合料c；（4）降低转速至600-800转/分钟，再往步骤（4）所得的混合料c中依次加入石英砂及石英彩砂调色，即得钢构活动板房含砂涂料产品。
41.性能测试：将本实施例所得涂料进行多方面的性能测试，测试结果见表1。下同。
42.实施例2本实施例钢构活动板房水性含砂隔热涂料由以下原料制成：去离子水8% ，丙二醇1.5%，乙基羟乙基纤维素0.4%(250hbr)，羧酸均聚物型分散剂1.0%(sn-5027)，消泡剂0.5%(2410)，非离子型润湿剂0.4%(lcn-407)，氨水0.3%，可塑性流变助剂0.2%(btm-68)，80-120目石英砂28.8%，防锈粉磷酸锌5.0%，空心玻璃微珠3%，60-80目石英彩砂23.5%，防锈纯丙乳液24.0%，卡松杀菌剂0.4%，醇酯十二1.2%，非离子缔合型流平剂0.5%(rm-2020)，疏水改性聚氨酯增稠剂0.5%(rm-8w)，抗闪锈剂0.8%(ce670b)。
43.本实施例钢构活动板房含砂涂料的制备方法，包括下列步骤：（1）将分散剂加入水中，以500~600转/分钟的转速分散至均匀；然后依次加入丙二醇、非离子型润湿剂、氨水、消泡剂、乙基羟乙基纤维素和可塑性流变助剂，以600-800转/分钟的转速分散至均匀，得混合料a；（2）往步骤（1）所得的混合料a中加入防锈粉磷酸锌和空心玻璃微珠，将搅拌的转速提高至1800-2000转/分钟，搅拌均匀，得混合料b；（3）降低转速至800-1000转/分钟，再往步骤（2）所得的混合料b中依次加入防锈乳液、醇脂十二、卡松杀菌剂、缔合型流平剂、疏水改性聚氨酯增稠剂和抗闪锈剂，分散均匀，得混合料c；（4）降低转速至600-800转/分钟，再往步骤（4）所得的混合料c中依次加入石英砂及石英彩砂调色，即得钢构活动板房含砂涂料产品。
44.实施例3本实施例钢构活动板房水性含砂隔热涂料由以下原料制成：去离子水9.1% ，丙二醇1.0%，乙基羟乙基纤维素0.5%(250hbr)，羧酸均聚物型分散剂0.8%(sn-5027)，消泡剂0.6%(2410)，非离子型润湿剂0.3%(lcn-407)，氨水0.4%，可塑性流变助剂0.3%(btm-68)，80-120目石英砂27.0%，防锈粉磷酸锌7.0%，空心玻璃微珠6.0%，40-80目石英彩砂20.9%，防锈苯丙乳液23.0%，卡松杀菌剂0.5%，醇酯十二1.2%，非离子缔合型流平剂0.4%(rm-2020)，疏水改性聚氨酯增稠剂0.4%(rm-8w)，抗闪锈剂0.6%(ce670b)。
45.本实施例钢构活动板房含砂涂料的制备方法，包括下列步骤：（1）将分散剂加入水中，以500~600转/分钟的转速分散至均匀；然后依次加入丙二醇、非离子型润湿剂、氨水、消泡剂、乙基羟乙基纤维素和可塑性流变助剂，以600-800转/分钟的转速分散至均匀，得混合料a；（2）往步骤（1）所得的混合料a中加入防锈粉磷酸锌和空心玻璃微珠，将搅拌的转速提高至1800-2000转/分钟，搅拌均匀，得混合料b；（3）降低转速至800-1000转/分钟，再往步骤（2）所得的混合料b中依次加入防锈乳液、醇脂十二、卡松杀菌剂、缔合型流平剂、疏水改性聚氨酯增稠剂和抗闪锈剂，分散均匀，得混合料c；（4）降低转速至600-800转/分钟，再往步骤（4）所得的混合料c中依次加入石英砂及石英彩砂调色，即得钢构活动板房含砂涂料产品。
46.实施例4本实施例钢构活动板房水性含砂隔热涂料由以下原料制成：去离子水12.35% ，丙二醇1%，乙基羟乙基纤维素0.35%(250hbr)，羧酸均聚物型分散剂0.8%(sn-5027)，消泡剂
0.4%(2410)，非离子型润湿剂0.2%(lcn-407)，氨水0.25%，可塑性流变助剂0.1%(btm-68)，80-120目石英砂28.0%，防锈粉磷酸锌6.5%，空心玻璃微珠6.5%，40-80目石英彩砂17.35%，防锈苯丙乳液23.5%，卡松杀菌剂0.4%，醇酯十二1.0%，非离子缔合型流平剂0.3%(rm-2020)，疏水改性聚氨酯增稠剂0.35%(rm-8w)，抗闪锈剂0.65%(ce670b)。
47.本实施例钢构活动板房含砂涂料的制备方法，包括下列步骤：（1）将分散剂加入水中，以500~600转/分钟的转速分散至均匀；然后依次加入丙二醇、非离子型润湿剂、氨水、消泡剂、乙基羟乙基纤维素和可塑性流变助剂，以600-800转/分钟的转速分散至均匀，得混合料a；（2）往步骤（1）所得的混合料a中加入防锈粉磷酸锌和空心玻璃微珠，将搅拌的转速提高至1800-2000转/分钟，搅拌均匀，得混合料b；（3）降低转速至800-1000转/分钟，再往步骤（2）所得的混合料b中依次加入防锈乳液、醇脂十二、卡松杀菌剂、缔合型流平剂、疏水改性聚氨酯增稠剂和抗闪锈剂，分散均匀，得混合料c；（4）降低转速至600-800转/分钟，再往步骤（4）所得的混合料c中依次加入石英砂及石英彩砂调色，即得钢构活动板房含砂涂料产品。
48.实施例5本实施例钢构活动板房水性含砂隔热涂料由以下原料制成：去离子水13.4% ，丙二醇1%，乙基羟乙基纤维素0.3%(250hbr)，羧酸均聚物型分散剂0.8%(sn-5027)，消泡剂0.4%(2410)，非离子型润湿剂0.2%(lcn-407)，氨水0.25%，可塑性流变助剂0.1%(btm-68)，80-120目石英砂22.0%，防锈粉磷酸锌6.8%，空心玻璃微珠5.7%，40-80目石英彩砂21.35%，纯丙乳液25.0%，卡松杀菌剂0.4%，醇酯十二1.0%，非离子缔合型流平剂0.3%(rm-2020)，疏水改性聚氨酯增稠剂0.35%(rm-8w)，抗闪锈剂0.65%(ce670b)。
49.本实施例钢构活动板房含砂涂料的制备方法，包括下列步骤：（1）将分散剂加入水中，以500~600转/分钟的转速分散至均匀；然后依次加入丙二醇、非离子型润湿剂、氨水、消泡剂、乙基羟乙基纤维素和可塑性流变助剂，以600-800转/分钟的转速分散至均匀，得混合料a；（2）往步骤（1）所得的混合料a中加入防锈粉磷酸锌和空心玻璃微珠，将搅拌的转速提高至1800-2000转/分钟，搅拌均匀，得混合料b；（3）降低转速至800-1000转/分钟，再往步骤（2）所得的混合料b中依次加入防锈乳液、醇脂十二、卡松杀菌剂、缔合型流平剂、疏水改性聚氨酯增稠剂和抗闪锈剂，分散均匀，得混合料c；（4）降低转速至600-800转/分钟，再往步骤（4）所得的混合料c中依次加入石英砂及石英彩砂调色，即得钢构活动板房含砂涂料产品。
50.对比例1与实施例1相比，对比例1在于没有添加石英砂和石英彩砂，其他原料和制备条件不变。
51.对比例2与实施例1相比，对比例2在于将防锈乳液苯丙或纯丙乳液替换成了防锈水性醇酸树脂乳液，其他原料和制备条件不变。
52.对比例3与实施例1相比，对比例3在于没有添加玻璃微珠，其他原料和制备条件不变。
53.对比例4与实施例1相比，对比例4在于将空心玻璃微珠换成了硅酸铝纤维，其他原料和制备条件不变。
54.对比例5与实施例1相比，对比例5在于苯丙乳液的质量分数改为15%，其他原料和制备条件不变。
55.当防锈乳液质量分数较低时，会造成对颜填料包裹性不够，使涂料的附着力不好，易脱落。
56.对比例6与实施例1相比，对比例6在于将磷酸锌的质量分数改为2%，抗闪锈剂改为0.3%，其他原料和制备条件不变。
57.当磷酸锌和抗闪锈剂的量减少时，对涂料的耐盐雾影响较大，易导致涂层生锈。
58.对比例7与实施例1相比，对比例7在于将羧酸均聚物型分散剂的质量分数改为2.0%，醇酯十二的质量分数改为2.0%，其他原料和制备条件不变。
59.当分散剂的添加量增大时，会导致整个涂层的耐水性及防腐性能变差，醇脂十二添加量大时，会影响整个涂层的干燥，导致整体性能下降。
60.对比例8对比例8为购买的美涂士牌的一种涂料，将其应用于钢构活动板房。
61.表1 实施例1~5和对比例1~8分别所得涂料的性能测试结果