一种贝壳粉基轻质隔音外墙涂料及其制备方法

摘要

本发明公开一种贝壳粉基轻质隔音外墙涂料及其制备方法，包括以下质量份原料：改性贝壳粉50‑70份、改性粉煤灰30‑40份、聚苯乙烯中空微球5‑10份、氧化硅气凝胶5‑10份、阻燃剂0.5‑1份、自修复剂5‑10份、N‑β‑(氨乙基)‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷1‑2份、复合树脂乳液25‑40份、纳米氧化铝溶胶20‑25份。本发明以改性贝壳粉、改性粉煤灰为刚性骨架材料制备外墙涂料，制出的涂料具有轻质、隔音减噪、粘结强度高、流平性优良、耐久性和耐候性优良等优点，适应不同极端条件。在潮湿环境中，以水为激发剂，利用自修复剂的固化结晶反应，对裂纹处进行修复，同时，在高温环境中，复合树脂乳液中游离的环氧基团与硅烷中的氨基发生开环交联反应，硅烷还与无机材料形成化学键，提高稳定性。

权利要求

1.一种贝壳粉基轻质隔音外墙涂料，其特征在于，包括以下质量份原料：

2.根据权利要求1所述一种贝壳粉基轻质隔音外墙涂料，其特征在于，所述阻燃剂为磷酸三丁酯、磷酸三(2‑乙基己基)酯、磷酸三(2‑氯乙基)酯、三氧化二锑、硼酸锌、三聚氰胺聚磷酸盐中一种或多种。

3.根据权利要求1所述一种贝壳粉基轻质隔音外墙涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将改性贝壳粉、改性粉煤灰、聚苯乙烯中空微球、氧化硅气凝胶混合均匀后，再加入阻燃剂、自修复剂，搅拌均匀后，得干混料；

S2：将复合树脂乳液与纳米氧化铝溶胶混合均匀后，滴加N‑β‑(氨乙基)‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷，搅拌均匀后，得湿混料；

S3：将干混料和湿混料混合均匀后，即得所述贝壳粉基轻质隔音外墙涂料。

说明书

一种贝壳粉基轻质隔音外墙涂料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于外墙涂料领域，具体涉及一种贝壳粉基轻质隔音外墙涂料及其制备方法。

背景技术

[0002] 贝壳粉生物涂料，采用天然的贝壳粉为原料，经过研磨及特殊工艺制成，但贝壳粉涂料普遍存在粘结强度低、不具备流平性等缺点，不适应极端环境，尤其是在潮湿环境下，容易起皮、开裂，耐久性、耐候性差，后期维护成本高。与此同时，随着现代生活水平的提高，人们对居住品质的需求也不断提升，室内的安静程度也是影响居住品质的重要指标之一，因此，如何提高外墙涂料的隔音、减噪性能也是亟待解决的技术问题。

发明内容

[0003] 针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种贝壳粉基轻质隔音外墙涂料及其制备方法。

[0004] 本发明的技术方案概述如下：

[0005] 一种贝壳粉基轻质隔音外墙涂料，包括以下质量份原料：

[0006]

[0007] 优选的是，所述改性贝壳粉的制备方法为：将贝壳粉置于0.1‑0.5mol/L HCl溶液中，搅拌处理10‑30min后，再滴加0.4‑1mol/L HF溶液，控制贝壳粉、HCl溶液、HF溶液的用量比例为1g:5mL:2mL，继续搅拌处理10‑30min后，过滤、洗涤、干燥，即得改性贝壳粉。

[0008] 优选的是，所述改性粉煤灰的制备方法为：将粉煤灰置于0.1‑0.5mol/L HCl溶液中，搅拌处理10‑30min后，再滴加0.4‑1mol/L HF溶液，控制粉煤灰、HCl溶液、HF溶液的用量比例为1g:5mL:2mL，继续搅拌处理10‑30min后，过滤、洗涤、干燥，即得改性粉煤灰。

[0009] 优选的是，所述阻燃剂为磷酸三丁酯、磷酸三(2‑乙基己基)酯、磷酸三(2‑氯乙基)酯、三氧化二锑、硼酸锌、三聚氰胺聚磷酸盐中一种或多种。

[0010] 优选的是，所述自修复剂由聚衣康酸钠、氮化钡、硫酸锌、硫酸铜按1：(0.6‑1.2)：(0.5‑1)：(0.4‑0.8)的质量比混合而成。

[0011] 优选的是，所述复合树脂乳液由有机硅改性环氧树脂、醋酸乙烯酯‑乙烯共聚物、苯丙乳液按1：(0.4‑0.8)：(0.6‑1.2)的质量比混合而成。

[0012] 一种贝壳粉基轻质隔音外墙涂料，包括以下步骤：

[0013] S1：将改性贝壳粉、改性粉煤灰、聚苯乙烯中空微球、氧化硅气凝胶混合均匀后，再加入阻燃剂、自修复剂，搅拌均匀后，得干混料；

[0014] S2：将复合树脂乳液与纳米氧化铝溶胶混合均匀后，滴加N‑β‑(氨乙基)‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷，搅拌均匀后，得湿混料；

[0015] S3：将干混料和湿混料混合均匀后，即得所述贝壳粉基轻质隔音外墙涂料。

[0016] 本发明的有益效果：

[0017] 1、本发明以改性贝壳粉、改性粉煤灰为刚性骨架材料制备外墙涂料，制出的涂料具有轻质、隔音减噪、粘结强度高、流平性优良、耐久性和耐候性优良等优点，适应不同极端条件。在潮湿环境中，以水为激发剂，利用自修复剂的固化结晶反应，对裂纹处进行修复，同时，在高温环境中，复合树脂乳液中游离的环氧基团与N‑β‑(氨乙基)‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷中的氨基发生开环交联反应，与此同时N‑β‑(氨乙基)‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷与改性贝壳粉、改性粉煤灰表面的羟基形成硅烷硅氧烷键或氢键，形成高强度的网状交联体系，大大提高了涂层的稳定性，防止开裂、起皮。

[0018] 2、本发明先利用HCl溶液处理贝壳粉、粉煤灰，析出贝壳粉中部分Ca2+、粉煤灰中部3+ 3+ 2+ 2+
分A1 、Fe 、Ca 、Mg 等成分，使无机骨架材料更加轻质、密度更低，并进一步采用HF溶液处理，与反应体系中的金属离子作用，在贝壳粉表面形成CaF2，在粉煤灰表面形成A1F3、FeF3、CaF2、MgF2等耐酸耐碱不溶型外壳，大大提高涂层的耐候性、耐酸耐碱性能，在酸雨环境中，也能保持稳定的性能，保证外墙涂层不开裂、不起皮。

[0019] 3、本发明利用改性贝壳粉、改性粉煤灰、聚苯乙烯中空微球、氧化硅气凝胶内部中空多孔的特性，大大提高外墙涂料的隔音减噪性能，并提高保温隔热性能，使涂料更加轻质。

[0020] 4、本发明采用复合树脂乳液、纳米氧化铝溶胶作为粘结剂，大大提高外墙涂料的粘结强度，并提高涂料的流平性，同时，纳米氧化铝溶胶中的纳米粒子又作为修补剂，填补涂层中的微小坑洞，使涂层光滑平整。

[0021] 5、本发明自修复剂由聚衣康酸钠、氮化钡、硫酸锌、硫酸铜复配而成，在水激发作用下，氮化钡水化形成氢氧化钡，并与聚衣康酸钠、硫酸锌、硫酸铜相互反应，形成不溶性结晶体聚衣康酸钡/锌/铜、氢氧化锌/铜及硫酸钡，修复涂层的裂纹及凹洞，持续性发挥自修复作用。

附图说明

[0022] 图1为本发明贝壳粉基轻质隔音外墙涂料制备方法流程图。

具体实施方式

[0023] 下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

[0024] 本发明提供一实施例的贝壳粉基轻质隔音外墙涂料，包括以下质量份原料：

[0025]

[0026]

[0027] 所述改性贝壳粉的制备方法为：将贝壳粉置于0.1‑0.5mol/L HCl溶液中，搅拌处理10‑30min后，再滴加0.4‑1mol/L HF溶液，控制贝壳粉、HCl溶液、HF溶液的用量比例为1g:5mL:2mL，继续搅拌处理10‑30min后，过滤、洗涤、干燥，即得改性贝壳粉；

[0028] 所述改性粉煤灰的制备方法为：将粉煤灰置于0.1‑0.5mol/L HCl溶液中，搅拌处理10‑30min后，再滴加0.4‑1mol/L HF溶液，控制粉煤灰、HCl溶液、HF溶液的用量比例为1g:5mL:2mL，继续搅拌处理10‑30min后，过滤、洗涤、干燥，即得改性粉煤灰；

[0029] 所述阻燃剂为磷酸三丁酯、磷酸三(2‑乙基己基)酯、磷酸三(2‑氯乙基)酯、三氧化二锑、硼酸锌、三聚氰胺聚磷酸盐中一种或多种；

[0030] 所述自修复剂由聚衣康酸钠、氮化钡、硫酸锌、硫酸铜按1：(0.6‑1.2)：(0.5‑1)：(0.4‑0.8)的质量比混合而成；

[0031] 所述复合树脂乳液由有机硅改性环氧树脂、醋酸乙烯酯‑乙烯共聚物、苯丙乳液按1：(0.4‑0.8)：(0.6‑1.2)的质量比混合而成。

[0032] 本发明还进一步提供该实施例的贝壳粉基轻质隔音外墙涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0033] S1：将改性贝壳粉、改性粉煤灰、聚苯乙烯中空微球、氧化硅气凝胶混合均匀后，再加入阻燃剂、自修复剂，搅拌均匀后，得干混料；

[0034] S2：将复合树脂乳液与纳米氧化铝溶胶混合均匀后，滴加N‑β‑(氨乙基)‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷，搅拌均匀后，得湿混料；

[0035] S3：将干混料和湿混料混合均匀后，即得所述贝壳粉基轻质隔音外墙涂料。

[0036] 该实施例以改性贝壳粉、改性粉煤灰为刚性骨架材料制备外墙涂料，制出的涂料具有轻质、隔音减噪、粘结强度高、流平性优良、耐久性和耐候性优良等优点，适应不同极端条件。在潮湿环境中，以水为激发剂，利用自修复剂的固化结晶反应，对裂纹处进行修复，同时，在高温环境中，复合树脂乳液中游离的环氧基团与N‑β‑(氨乙基)‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷中的氨基发生开环交联反应，与此同时N‑β‑(氨乙基)‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷与改性贝壳粉、改性粉煤灰表面的羟基形成硅烷硅氧烷键或氢键，形成高强度的网状交联体系，大大提高了涂层的稳定性，防止开裂、起皮。

[0037] 该实施例先利用HCl溶液处理贝壳粉、粉煤灰，析出贝壳粉中部分Ca2+、粉煤灰中部3+ 3+ 2+ 2+
分A1 、Fe 、Ca 、Mg 等成分，使无机骨架材料更加轻质、密度更低，并进一步采用HF溶液处理，与反应体系中的金属离子作用，在贝壳粉表面形成CaF2，在粉煤灰表面形成A1F3、FeF3、CaF2、MgF2等耐酸耐碱不溶型外壳，大大提高涂层的耐候性、耐酸耐碱性能，在酸雨环境中，也能保持稳定的性能，保证外墙涂层不开裂、不起皮。

[0038] 该实施例利用改性贝壳粉、改性粉煤灰、聚苯乙烯中空微球、氧化硅气凝胶内部中空多孔的特性，大大提高外墙涂料的隔音减噪性能，并提高保温隔热性能，使涂料更加轻质。

[0039] 该实施例采用复合树脂乳液、纳米氧化铝溶胶作为粘结剂，大大提高外墙涂料的粘结强度，并提高涂料的流平性，同时，纳米氧化铝溶胶中的纳米粒子又作为修补剂，填补涂层中的微小坑洞，使涂层光滑平整。

[0040] 该实施例自修复剂由聚衣康酸钠、氮化钡、硫酸锌、硫酸铜复配而成，在水激发作用下，氮化钡水化形成氢氧化钡，并与聚衣康酸钠、硫酸锌、硫酸铜相互反应，形成不溶性结晶体聚衣康酸钡/锌/铜、氢氧化锌/铜及硫酸钡，修复涂层的裂纹及凹洞，持续性发挥自修复作用。

[0041] 实施例1

[0042] 一种贝壳粉基轻质隔音外墙涂料制备方法，包括以下步骤：

[0043] S1：备料：

[0044] S101：制备改性贝壳粉：将贝壳粉置于0.1mol/L HCl溶液中，搅拌处理10min后，再滴加0.4mol/L HF溶液，控制贝壳粉、HCl溶液、HF溶液的用量比例为1g:5mL:2mL，继续搅拌处理10min后，过滤、洗涤、干燥，即得改性贝壳粉；

[0045] S102：将粉煤灰置于0.1mol/L HCl溶液中，搅拌处理10min后，再滴加0.4mol/L HF溶液，控制粉煤灰、HCl溶液、HF溶液的用量比例为1g:5mL:2mL，继续搅拌处理10min后，过滤、洗涤、干燥，即得改性粉煤灰；

[0046] S103：制备自修复剂：将聚衣康酸钠、氮化钡、硫酸锌、硫酸铜按1：0.6：0.5：0.4的质量比混合均匀，得自修复剂；

[0047] S104：制备复合树脂乳液：将有机硅改性环氧树脂、醋酸乙烯酯‑乙烯共聚物、苯丙乳液按1：0.4：0.6的质量比混合均匀，得复合树脂乳液；

[0048] S105：按质量份称取以下原料：改性贝壳粉50份、改性粉煤灰30份、聚苯乙烯中空微球5份、氧化硅气凝胶5份、磷酸三丁酯0.5份、自修复剂5份、N‑β‑(氨乙基)‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷1份、复合树脂乳液25份、纳米氧化铝溶胶20份；

[0049] S2：将改性贝壳粉、改性粉煤灰、聚苯乙烯中空微球、氧化硅气凝胶混合均匀后，再加入磷酸三丁酯、自修复剂，搅拌均匀后，得干混料；

[0050] S3：将复合树脂乳液与纳米氧化铝溶胶混合均匀后，滴加N‑β‑(氨乙基)‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷，搅拌均匀后，得湿混料；

[0051] S4：将干混料和湿混料混合均匀后，即得所述贝壳粉基轻质隔音外墙涂料。

[0052] 实施例2

[0053] 一种贝壳粉基轻质隔音外墙涂料制备方法，包括以下步骤：

[0054] S1：备料：

[0055] S101：制备改性贝壳粉：将贝壳粉置于0.3mol/L HCl溶液中，搅拌处理20min后，再滴加0.7mol/L HF溶液，控制贝壳粉、HCl溶液、HF溶液的用量比例为1g:5mL:2mL，继续搅拌处理20min后，过滤、洗涤、干燥，即得改性贝壳粉；

[0056] S102：将粉煤灰置于0.3mol/L HCl溶液中，搅拌处理20min后，再滴加0.7mol/L HF溶液，控制粉煤灰、HCl溶液、HF溶液的用量比例为1g:5mL:2mL，继续搅拌处理20min后，过滤、洗涤、干燥，即得改性粉煤灰；

[0057] S103：制备自修复剂：将聚衣康酸钠、氮化钡、硫酸锌、硫酸铜按1：1：0.75：0.6的质量比混合均匀，得自修复剂；

[0058] S104：制备复合树脂乳液：将有机硅改性环氧树脂、醋酸乙烯酯‑乙烯共聚物、苯丙乳液按1：0.6：0.9的质量比混合均匀，得复合树脂乳液；

[0059] S105：按质量份称取以下原料：改性贝壳粉60份、改性粉煤灰35份、聚苯乙烯中空微球7.5份、氧化硅气凝胶7.5份、硼酸锌0.8份、自修复剂7.5份、N‑β‑(氨乙基)‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷1.5份、复合树脂乳液30份、纳米氧化铝溶胶22.5份；

[0060] S2：将改性贝壳粉、改性粉煤灰、聚苯乙烯中空微球、氧化硅气凝胶混合均匀后，再加入硼酸锌、自修复剂，搅拌均匀后，得干混料；

[0061] S3：将复合树脂乳液与纳米氧化铝溶胶混合均匀后，滴加N‑β‑(氨乙基)‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷，搅拌均匀后，得湿混料；

[0062] S4：将干混料和湿混料混合均匀后，即得所述贝壳粉基轻质隔音外墙涂料。

[0063] 实施例3

[0064] 一种贝壳粉基轻质隔音外墙涂料制备方法，包括以下步骤：

[0065] S1：备料：

[0066] S101：制备改性贝壳粉：将贝壳粉置于0.5mol/L HCl溶液中，搅拌处理30min后，再滴加1mol/L HF溶液，控制贝壳粉、HCl溶液、HF溶液的用量比例为1g:5mL:2mL，继续搅拌处理30min后，过滤、洗涤、干燥，即得改性贝壳粉；

[0067] S102：将粉煤灰置于0.5mol/L HCl溶液中，搅拌处理30min后，再滴加1mol/LHF溶液，控制粉煤灰、HCl溶液、HF溶液的用量比例为1g:5mL:2mL，继续搅拌处理30min后，过滤、洗涤、干燥，即得改性粉煤灰；

[0068] S103：制备自修复剂：将聚衣康酸钠、氮化钡、硫酸锌、硫酸铜按1：1.2：1：0.8的质量比混合均匀，得自修复剂；

[0069] S104：制备复合树脂乳液：将有机硅改性环氧树脂、醋酸乙烯酯‑乙烯共聚物、苯丙乳液按1：0.8：1.2的质量比混合均匀，得复合树脂乳液；

[0070] S105：按质量份称取以下原料：改性贝壳粉70份、改性粉煤灰40份、聚苯乙烯中空微球10份、氧化硅气凝胶10份、三聚氰胺聚磷酸盐1份、自修复剂10份、N‑β‑(氨乙基)‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷2份、复合树脂乳液40份、纳米氧化铝溶胶25份；

[0071] S2：将改性贝壳粉、改性粉煤灰、聚苯乙烯中空微球、氧化硅气凝胶混合均匀后，再加入三聚氰胺聚磷酸盐、自修复剂，搅拌均匀后，得干混料；

[0072] S3：将复合树脂乳液与纳米氧化铝溶胶混合均匀后，滴加N‑β‑(氨乙基)‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷，搅拌均匀后，得湿混料；

[0073] S4：将干混料和湿混料混合均匀后，即得所述贝壳粉基轻质隔音外墙涂料。

[0074] 对比例1与实施例1相同，区别在于：对比例1自修复剂不含聚衣康酸钠，其制备方法为：将氮化钡、硫酸锌、硫酸铜按0.6：0.5：0.4的质量比混合均匀，即得。

[0075] 对比例2与实施例1相同，区别在于：在制备过程中不添加自修复剂。

[0076] 对实施例1‑3及对比例1‑2制出的外墙涂料进行性能测定：

[0077]  耐洗刷性/次 耐酸性 耐碱性 抗压强度/MPa
实施例1 1000 24h无异常 24h无异常 8.3
实施例2 1100 24h无异常 24h无异常 8.7
实施例3 1100 24h无异常 24h无异常 9.0
对比例1 800 24h无异常 24h无异常 7.6
对比例2 500 24h无异常 24h无异常 5.2

[0078] 由上表可知，本发明自修复剂能明显改善外墙涂料的耐洗刷性能和抗压强度，提高耐疲劳程度。

[0079] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。