本发明公开了一种建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸酯乳液、环氧树脂、水性聚氨酯、发泡型聚氨酯、玻化微珠、矿棉、金红石型钛白粉、滑石粉、硅烷偶联剂、pH调节剂、红外辐射复合粉体、中空二氧化硅微球、复合铁钛粉、改性磷酸锌、氧化锌、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、消泡剂、成膜助剂、增稠剂、润湿剂、水。本发明所述建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料，其隔热效果好，耐水性强，用于建筑外墙附着力强，使用寿命长。
1.一种建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、环氧树脂5-9份、水性聚氨酯10-15份、发泡型聚氨酯
10-26份、玻化微珠5-9份、矿棉15-30份、金红石型钛白粉8-15份、滑石粉5-15份、硅烷偶联剂3-6份、pH调节剂3-9份、红外辐射复合粉体5-10份、中空二氧化硅微球10-20份、复合铁钛粉5-10份、改性磷酸锌10-15份、氧化锌3-7份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.2-0.6份、消泡剂
0.2-2.5份、成膜助剂10-18份、增稠剂5-8份、润湿剂1-3份、水50-70份。
2.根据权利要求1所述建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、环氧树脂6-8份、水性聚氨酯12-14份、发泡型聚氨酯15-20份、玻化微珠7-8.5份、矿棉20-26份、金红石型钛白粉10-13份、滑石粉7-
10份、硅烷偶联剂4-5.6份、pH调节剂4-8份、红外辐射复合粉体6-9份、中空二氧化硅微球
12-17份、复合铁钛粉7-8.5份、改性磷酸锌12-13份、氧化锌4-6份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇
0.3-0.5份、消泡剂0.8-1.5份、成膜助剂12-16份、增稠剂6-6.8份、润湿剂1.5-2.3份、水55-
3.根据权利要求2所述建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、环氧树脂7份、水性聚氨酯13份、发泡型聚氨酯17份、玻化微珠8份、矿棉23份、金红石型钛白粉12份、滑石粉8份、硅烷偶联剂5份、pH调节剂4.6份、红外辐射复合粉体7.8份、中空二氧化硅微球13份、复合铁钛粉8份、改性磷酸锌12.5份、氧化锌4.6份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.38份、消泡剂1.3份、成膜助剂14份、增稠剂6.3份、润湿剂2.2份、水60份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料，其特征在于，所述氟硅改性丙烯酸酯乳液按照以下工艺进行制备：将甲基丙烯酸甲酯8-15份、苯乙烯5-
10份、十二烷基苯磺酸钠0.3-0.8份、辛基酚聚氧乙烯醚0.5-1.0份、改性纳米二氧化硅3-8份和去离子水60-100份混合后搅拌分散1-3h得到乳液A，其中搅拌的转速为600-800r/min；
将1/5体积的乳液A加入到反应装置中，在搅拌状态下加入2-5份过硫酸钠水溶液，升温至
85-90℃，搅拌2-3.5h得到乳液B，其中过硫酸钠水溶液中过硫酸钠的质量分数为5-10wt％；
将剩余的乳液A和3-8份过硫酸铵水溶液在搅拌状态下滴加到乳液B中，其中滴加时间为2-
2.5h，过硫酸铵水溶液中过硫酸铵的质量分数为10-20wt％，然后加入5-10份碳酸氢钠水溶液，搅拌1.5-2.3h，加入0.05-0.1份水解抑制剂，调节pH至中性后得到乳液C，其中碳酸氢钠水溶液中碳酸氢钠的质量分数为10-20wt％；将15-20份丙烯酸正丁酯、10-20份乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酸十二氟庚酯5-15份和5-8份过硫酸铵水溶液滴加到乳液C中，升温至
85-95℃，搅拌加热1.2-2h冷却后调节pH至中性，其中过硫酸铵水溶液中过硫酸铵的质量分数为20-30wt％。
5.根据权利要求4所述建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料，其特征在于，在氟硅改性丙烯酸酯乳液的制备过程中，所述水解抑制剂为1,2-丙二醇、三乙醇胺、冰醋酸、盐酸中的一种或者多种的组合。
6.根据权利要求4所述建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料，其特征在于，在氟硅改性丙烯酸酯乳液的制备过程中，所述改性纳米二氧化硅的改性剂为亚油酸、蓖麻油酸、油酸中的一种或者多种的组合。
7.根据权利要求1-3中任一项所述建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料，其特征在于，所述改性磷酸锌为磷酸铁锌、磷钼酸锌中的一种或者两种的组合。
8.根据权利要求1-3中任一项所述建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料，其特征在于，所述pH调节剂为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺中的一种或者多种的组合。
9.根据权利要求1-3中任一项所述建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料，其特征在于，所述消泡剂为矿物油类消泡剂和有机硅类消泡剂中的一种或者两种的组合。
10.根据权利要求1-3中任一项所述建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料，其特征在于，所述成膜助剂选用聚乙二醇、乙二醇乙醚、丙二醇苯醚、醇酯十二、乙二醇丁醚中的一种或者多种的组合。
一种建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料
技术领域
[0001] 本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料。
背景技术
[0002] 近年来随着世界科学技术和社会生产的迅猛发展，人们越来越意识到环境和能源问题已经成为21世纪亟待解决的问题。中国有着世界上最庞大的人口群，因此有着大量的现有建筑物以及在建的各类建筑物。到2020年底，全国的住房面积预计将会达到70亿m2左右，建筑能耗将会迅速增长到全国能源消费总量的30％以上。因此，国家政府不但要提高我国在建的以及未来将要建造的建筑的节能设计标准，而且也要在已建造的原始建筑物上进行节能的改造。因此建筑节能问题已成为我国亟待解决的问题之一，其中使用节能隔热涂料是一种有效的途径。与此同时，我国的环境问题日益变得突出和复杂，金属的腐蚀无处不在。目前，我国每年因金属材料的腐蚀造成超过5000亿元的损失，钢铁作为最主要的金属材料，其腐蚀防护具有非常重要的意义，特别是在沿海城市烟雾严重地区和酸雨及环境污染严重地区。采用涂料涂装防止金属腐蚀是应用最广泛、最有效、最经济的手段。
[0003] 因此，制备一种节能隔热且耐水防腐的涂料是目前亟待解决的问题。
发明内容
[0004] 本发明提出了一种建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料，其隔热效果好，耐水性和防腐蚀性强，用于建筑外墙附着力强，使用寿命长。
[0005] 本发明提出了一种建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、环氧树脂5-9份、水性聚氨酯 10-15份、发泡型聚氨酯10-26份、玻化微珠5-9份、矿棉15-30份、金红石型钛白粉8-15份、滑石粉5-15份、硅烷偶联剂3-6份、pH调节剂3-9份、红外辐射复合粉体5-10份、中空二氧化硅微球10-20份、复合铁钛粉5-10份、改性磷酸锌10-15份、氧化锌3-7份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.2-0.6份、消泡剂0.2-2.5份、成膜助剂10-18份、增稠剂5-8份、润湿剂1-3份、水50-70份。
[0006] 优选地，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、环氧树脂6-8份、水性聚氨酯12-14份、发泡型聚氨酯15-20份、玻化微珠7-8.5份、矿棉20-26份、金红石型钛白粉10-13份、滑石粉7-10份、硅烷偶联剂4-5.6份、pH调节剂4-8份、红外辐射复合粉体6-9份、中空二氧化硅微球12-17份、复合铁钛粉7-8.5份、改性磷酸锌12-13份、氧化锌4-6份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.3-0.5份、消泡剂0.8-1.5份、成膜助剂12-16份、增稠剂6-6.8份、润湿剂1.5-2.3份、水55-67份。
[0007] 优选地，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、环氧树脂7份、水性聚氨酯13份、发泡型聚氨酯17份、玻化微珠8份、矿棉23份、金红石型钛白粉12份、滑石粉8份、硅烷偶联剂5份、pH调节剂4.6份、红外辐射复合粉体7.8份、中空二氧化硅微球13份、复合铁钛粉8份、改性磷酸锌12.5份、氧化锌4.6份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.38份、消泡剂1.3份、成膜助剂14份、增稠剂6.3份、润湿剂2.2份、水60份。
[0008] 优选地，所述氟硅改性丙烯酸酯乳液按照以下工艺进行制备：将甲基丙烯酸甲酯8-15份、苯乙烯5-10份、十二烷基苯磺酸钠0.3-0.8份、辛基酚聚氧乙烯醚0.5-1.0份、改性纳米二氧化硅3-8份和去离子水60-100份混合后搅拌分散1-3h得到乳液A，其中搅拌的转速为600-800r/min；将1/5体积的乳液A加入到反应装置中，在搅拌状态下加入2-5份过硫酸钠水溶液，升温至85-90℃，搅拌 2-3.5h得到乳液B，其中过硫酸钠水溶液中过硫酸钠的质量分数为5-10wt％；将剩余的乳液A和3-8份过硫酸铵水溶液在搅拌状态下滴加到乳液B中，其中滴加时间为2-2.5h，过硫酸铵水溶液中过硫酸铵的质量分数为10-20wt％，然后加入5-10份碳酸氢钠水溶液，搅拌1.5-2.3h，加入0.05-0.1份水解抑制剂，调节pH至中性后得到乳液C，其中碳酸氢钠水溶液中碳酸氢钠的质量分数为10-20wt％；将15-20份丙烯酸正丁酯、10-
20份乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酸十二氟庚酯5-15份和5-8份过硫酸铵水溶液滴加到乳液C中，升温至85-95℃，搅拌加热1.2-2h冷却后调节pH至中性，其中过硫酸铵水溶液中过硫酸铵的质量分数为20-30wt％。
[0009] 优选地，在氟硅改性丙烯酸酯乳液的制备过程中，所述水解抑制剂为1,2-丙二醇、三乙醇胺、冰醋酸、盐酸中的一种或者多种的组合。
[0010] 优选地，在氟硅改性丙烯酸酯乳液的制备过程中，所述改性纳米二氧化硅的改性剂为亚油酸、蓖麻油酸、油酸中的一种或者多种的组合。
[0011] 优选地，所述改性磷酸锌为磷酸铁锌、磷钼酸锌中的一种或者两种的组合。
[0012] 优选地，所述pH调节剂为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺中的一种或者多种的组合。
[0013] 优选地，所述消泡剂为矿物油类消泡剂和有机硅类消泡剂中的一种或者两种的组合。
[0014] 优选地，所述成膜助剂选用聚乙二醇、乙二醇乙醚、丙二醇苯醚、醇酯十二、乙二醇丁醚中的一种或者多种的组合。
[0015] 本发明所述建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料，其原料中，氟硅改性丙烯酸酯乳液的重量份数为100份，环氧树脂的重量份数可以为5.6、6.4、7.3、8.2、8.7份，水性聚氨酯的重量份数可以为10.3、11、11.5、12.6、13.5、14.6 份，发泡型聚氨酯的重量份数可以为10.3、11、11.4、12、12.6、13、13.4、14、14.3、15.6、16、16.7、18、18.3、19、19.4、20.4、21、22、
23、23.6、24、24.5、25、25.7份，玻化微珠的重量份数可以为5.4、6、6.7、7.3、7.9、8.2、8.6份，矿棉的重量份数可以为15.6、16、17、17.8、19、20.3、21、22、22.6、23.4、24、24.5、25、
25.6、26.7、27、28、28.5、29、29.4份，金红石型钛白粉的重量份数可以为8.6、9、9.4、10.3、
11、11.5、12.3、13.4、14、14.6份，滑石粉的重量份数可以为5.6、6、6.3、7.8、8.6、9、9.4、
10.3、11、11.3、12、12.6、13、13.4、14、14.6份，硅烷偶联剂的重量份数可以为3.4、4.5、5.3、
5.8份，pH调节剂的重量份数可以为3.6、4.3、5、5.4、6、6.3、7、7.8、8.6份，红外辐射复合粉体的重量份数可以为5.6、6.3、7、8、8.4、9.6份，中空二氧化硅微球的重量份数可以为10.2、
11、11.3、12.4、13.6、14、14.5、15、15.3、16、16.3、17.8、18、18.6、19、19.5份，复合铁钛粉的重量份数可以为5.6、6、6.3、7.4、8.9、9、9.6份，改性磷酸锌的重量份数可以为10.4、11、
11.5、12.3、13.5、14、14.6份，氧化锌的重量份数可以为3.6、4.5、5、5.6、6.5份，2-氨基-2-甲基-1-丙醇的重量份数可以为0.25、0.28、0.36、0.4、0.45、0.55、0.57份，消泡剂的重量份数可以为0.5、0.7、0.79、0.9、1.2、1.35、1.4、1.6、1.69、1.7、1.8、1.9、2.1、2.2、2.35、2.46份，成膜助剂的重量份数可以为10.3、11、11.3、12.6、13、13.5、15.2、16.8、17、17.5份，增稠剂的重量份数可以为5.6、6.4、7、7.3、7.9份，润湿剂的重量份数可以为1.6、2、2.1、2.8份，水的重量份数可以为56、57、59、60.6、62.3、64、65、66、66.7、68.9、69份
[0016] 本发明中，利用氟硅对丙烯酸乳液进行改性得到的氟硅改性丙烯酸乳液作为基底，其中，氟原子电负性高、原子半径小、化学键能大，所以含氟聚合物在耐候性、耐化学品性、耐沾污等方面性能优异，还会形成憎水荷叶效应，用 作建筑外墙涂料潜力巨大；有机硅树脂和纳米二氧化硅中的Si-O键能也比较大，其涂膜具有优异的耐热、耐寒、耐潮湿、耐候、耐化学腐蚀等性能；用氟、硅两种材料对丙烯酸树脂进行改性，可以结合二者的优越性能，克服有机氟聚合物耐温性差和有机硅聚合物耐化学介质性差的缺点，形成互补优势，发挥协同效应，使氟硅改性丙烯酸树脂具有更好的耐水性、耐高低温性、保色保光性、附着力和成膜性等性能，从而进一步拓展其应用范围；环氧树脂和水性聚氨酯具有粘接力高、强度大、耐水性好的优点，添加到基底中可以提高涂料的附着力和耐水性，改善了丙烯酸酯乳液附着力低、耐水性差的缺点；发泡型聚氨酯、玻化微珠、中空二氧化硅微球和矿棉导热系数低、空隙率高、密度小，中间含有导热系数极低的空气，将其添加到基底中，节能隔热效果明显；红外辐射复合粉体能够将照射在涂料表面的热量转变为红外波发射出去，降低了物体表面的温度达到节能隔热的目的；金红石型钛白粉能够反射太阳光，从而起到节能隔热的目的，将发泡型聚氨酯、玻化微珠、中空二氧化硅微球、矿棉、红外辐射复合粉体、金红石型钛白粉配合后添加到基底中，使其协同作用，提高了涂料的节能隔热性；复合铁钛粉是一种新型防锈颜料，无污染，价格低廉，应用在改性丙烯酸体系中，形成的漆膜平整而无针孔和气孔，其中的纳米粉体微粒的分子结构发生了变异，使分子结构处于缺电子状态，其电子云发生了偏移，微粒带正电，与基体之间具有强的吸附力，提高了涂料与基体之间的附着力；改性磷酸锌能与铁离子反应，在铁表面形成致密、硬度高、附着力强的钝化膜，从而抑制了阳极极化，具有较好的防腐蚀性能；由于氧化锌具有吸收紫外光的能力，它能与涂料中的羧酸根离子形成配位化合物从而降低涂膜中水的敏感性，因此氧化锌可以提高涂膜的耐候性和抗粉化性能力，氧化锌中的锌离子与阴极区的氢氧根反应，生成氢氧化锌从而起到阴极极化作用，同时可以与表面羟基、 羧基络合，从而提高涂层的附着力和抗渗性；选择了复合铁钛粉、改性磷酸锌和氧化锌配合使用作为防腐蚀填料，提高涂料耐水性和耐腐蚀性的同时能起到稳定体系pH值的作用；滑石粉可以起到骨架的作用，防止颜料沉底结块，防止涂料流挂和涂料龟裂，并提高涂膜的耐水性、耐磨性、耐久性、抗紫外线性能和涂刷性；2-氨基-
2-甲基-1-丙醇可以使颜料分散更为充分，有利于提高光泽，同时与防腐蚀填料配合可以提高涂料的pH稳定性，有助于降低钢和铁的闪锈。
[0017] 本发明中，通过选择合适的原料，调整原料的含量处于最优的比例，使各原料的性能相互协调配合，得到的建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料节能、隔热、耐水性好、耐腐蚀性好、应用在建筑外墙表面使用寿命长。
具体实施方式
[0018] 下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
[0019] 在具体实施例中，本发明所述中空二氧化硅微球的粒径为350-500nm，壁厚为35-50nm。
[0020] 实施例1
[0021] 本发明所述建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、环氧树脂5份、水性聚氨酯10份、发泡型聚氨酯26份、玻化微珠5份、矿棉15份、金红石型钛白粉15份、滑石粉15份、硅烷偶联剂3份、pH调节剂9份、红外辐射复合粉体5份、中空二氧化硅微球20份、复合铁钛粉5份、改性磷酸锌15份、氧化锌3份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.6份、消泡剂0.2份、成膜助剂18份、增稠剂5份、润湿剂3份、水50份；
[0022] 其中，所述红外辐射复合粉体为堇青石-氧化锆红外辐射复合粉体。
[0023] 实施例2
[0024] 本发明所述建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、环氧树脂9份、水性聚氨酯15份、发泡型聚氨酯10份、玻化微珠9份、矿棉30份、金红石型钛白粉8份、滑石粉5份、硅烷偶联剂6份、pH调节剂3份、红外辐射复合粉体10份、中空二氧化硅微球10份、复合铁钛粉10份、改性磷酸锌10份、氧化锌7份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.2份、消泡剂2.5份、成膜助剂10份、增稠剂8份、润湿剂1份、水70份；
[0025] 所述氟硅改性丙烯酸酯乳液按照以下工艺进行制备：将甲基丙烯酸甲酯8份、苯乙烯10份、十二烷基苯磺酸钠0.3份、辛基酚聚氧乙烯醚1.0份、改性纳米二氧化硅3份和去离子水100份混合后搅拌分散1h得到乳液A，其中搅拌的转速为800r/min；将1/5体积的乳液A加入到反应装置中，在搅拌状态下加入2份过硫酸钠水溶液，升温至90℃，搅拌2h得到乳液B，其中过硫酸钠水溶液中过硫酸钠的质量分数为10wt％；将剩余的乳液A和3份过硫酸铵水溶液在搅拌状态下滴加到乳液B中，其中滴加时间为2.5h，过硫酸铵水溶液中过硫酸铵的质量分数为10wt％，然后加入10份碳酸氢钠水溶液，搅拌1.5h，加入0.1份水解抑制剂，调节pH至中性后得到乳液C，其中碳酸氢钠水溶液中碳酸氢钠的质量分数为10wt％；将20份丙烯酸正丁酯、10份乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酸十二氟庚酯15份和5份过硫酸铵的水溶液滴加到乳液C中，升温至95℃，搅拌加热1.2h冷却后调节pH至中性，其中，过硫酸铵水溶液中过硫酸铵的质量分数为20wt％。
[0026] 实施例3
[0027] 本发明所述建筑外墙专用节能隔热耐水防腐涂料，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、环氧树脂7.3份、水性聚氨酯11份、发泡型聚氨酯14.3份、玻化微珠7.9份、矿棉22份、金红石型钛白粉11.5份、滑石粉6.3份、硅烷偶联剂5.8份、氨水7.8份、红外辐射复合粉体8.4份、中空二氧化硅微球14份、复合铁钛粉9份、磷酸铁锌7份、磷钼酸锌5.3份、氧化锌5.6份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.4份、有机硅类消泡剂1.6份、成膜助剂13份、增稠剂7.3份、润湿剂2.1份、水66份；
[0028] 其中，所述成膜助剂为聚乙二醇、乙二醇乙醚、丙二醇苯醚、醇酯十二、乙二醇丁醚按任意重量比的组合；
[0029] 所述氟硅改性丙烯酸酯乳液按照以下工艺进行制备：将甲基丙烯酸甲酯10份、苯乙烯6.6份、十二烷基苯磺酸钠0.56份、辛基酚聚氧乙烯醚0.7份、油酸改性纳米二氧化硅
