一種調(diào)溫調(diào)濕型復(fù)合涂層材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)涂層合成領(lǐng)域，涉及一種制備用于建筑行業(yè)的化工涂層及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 室內(nèi)溫度和濕度是衡量室內(nèi)環(huán)境舒適性的重要指標(biāo)。當(dāng)室內(nèi)溫度保持在20~23 °C，相對濕度維持在30%~60%，人體感覺最舒適。目前，對于室內(nèi)熱濕環(huán)境的調(diào)控主要以 空調(diào)技術(shù)，即消耗大量能源來實(shí)現(xiàn)。尤其在我國夏熱冬冷地區(qū)，這些地區(qū)常年處于高濕氣候 條件下，住宅主要依靠空調(diào)來解決高濕帶來的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量問題。
[0003] 調(diào)濕材料是一種別動式調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度的材料，利用其"高吸低放"的特性來實(shí)現(xiàn)對 室內(nèi)環(huán)境的濕度調(diào)節(jié)。但是，對于單純的調(diào)濕材料而言，如果該種材料一直處于相對濕度很 高的環(huán)境中，調(diào)濕材料只進(jìn)行"高吸"，釋放的汽化潛熱會額外增加室內(nèi)溫度，反之，該種材 料一直處于相對濕度很低的環(huán)境中，調(diào)濕材料只進(jìn)行"低放"，吸收的汽化潛熱會降低室內(nèi) 溫度。故單純的調(diào)濕材料并不一定節(jié)能。
[0004] 因此，同時具備調(diào)溫調(diào)濕功能的復(fù)合型裝飾材料已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，但是現(xiàn) 在市面上用于室內(nèi)墻體、天花板裝飾的仿瓷涂料、干粉涂料、樹脂涂料等，由于不能同時具 備高吸濕容量，較大的吸、放濕速率，且對環(huán)境溫度變化較敏感，脫附能耗高，已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn) 代建筑裝修業(yè)對環(huán)保、節(jié)能型裝飾材料的需求。
[0005] 公告日為2013年7月24日，申請?zhí)枮镃N201310313660.0的發(fā)明專利公開了一種調(diào) 溫調(diào)濕雙功能綠色墻體材料及其制備方法，將丙烯酸，復(fù)合脂肪酸，硅藻土，過硫酸鉀，氫氧 化鈉，粉煤灰，交聯(lián)劑等，制備而成的墻體材料，利用粉煤灰和硅藻土與復(fù)合脂肪酸復(fù)合成 相變材料，該種相變材料既充當(dāng)調(diào)溫材料又當(dāng)調(diào)濕材料，但是其熱傳導(dǎo)率很差，相變潛熱的 釋放與吸收都不明顯，那么其調(diào)溫與調(diào)濕的效果都不佳。粉煤灰和硅藻土均屬與多孔介質(zhì) 材料，該種材料是一種被動式調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度的材料，利用其"高吸低放"的特性來實(shí)現(xiàn)對室 內(nèi)環(huán)境的濕度調(diào)節(jié)。如果該種材料一直處于相對濕度很高的環(huán)境中，調(diào)濕材料只進(jìn)行"高 吸"，釋放的汽化潛熱會額外增加室內(nèi)溫度，反之，該種材料一直處于相對濕度很低的環(huán)境 中，調(diào)濕材料只進(jìn)行"低放"，吸收的汽化潛熱會降低室內(nèi)溫度。故加入相變材料的話就可 以利用其吸收與釋放"高吸低放"過程中產(chǎn)生的汽化潛熱，可是，如果該種相變材料熱傳導(dǎo) 率很差的話，那么既無法起到吸收與釋放汽化潛熱的效果，達(dá)不到調(diào)溫的作用，還會影響其 調(diào)濕效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 技術(shù)問題:本發(fā)明提供一種具有調(diào)溫、調(diào)濕、抗菌防霉功能，具有高吸濕容量，吸、 放濕速度快保溫隔熱性能好，對環(huán)境溫度變化不敏感的調(diào)溫調(diào)濕型復(fù)合涂層材料，同時提 供一種該材料的制備方法。
[0007] 技術(shù)方案:本發(fā)明的調(diào)溫調(diào)濕型復(fù)合涂層材料，由以下質(zhì)量份配比的原料組成：
[0008] 苯乙烯/丙烯酸丁酯乳液20~50份;水10~25份;改性沸石填料10~30份;定型相 變材料5~15份;硅溶膠1~2份;醇酯12為0.5~1份;納米二氧化鈦5~10份;增稠劑0.5~1 份;分散劑〇. 5~1份;消泡劑1~2份;0.4 %氫氧化鈉溶液0.5~1.5份;所述的改性沸石填料 由天然沸石在質(zhì)量百分比1 %~6%的氯化鈉溶液中經(jīng)100~300w的微波輔助活化加熱1~ lOmin而成，所述天然沸石的細(xì)度小于200目。
[0009] 進(jìn)一步的，本發(fā)明材料中，所述的定型相變材料由重量比為10: (1~4)的石蠟和石 墨混合組成，石錯的恪點(diǎn)為室溫，石墨是尚導(dǎo)熱膨脹石墨。
[0010] 本發(fā)明的制備上述調(diào)溫調(diào)濕型復(fù)合涂層材料的方法，包括以下步驟：
[0011] 1)將0.5~1份醇酯12加入反應(yīng)釜中，加5~10份水?dāng)嚢?，接著加?.5~1份消泡 劑，0.5~1份份分散劑，繼續(xù)攪拌10~20分鐘；
[0012] 2)將1~2份硅溶膠在不斷攪拌下以細(xì)流方式加入反應(yīng)釜內(nèi)，攪拌10~20分鐘，加 熱水溫至60~75°C，反應(yīng)20~40分鐘后，冷卻反應(yīng)釜溫度降至20~30°C;
[0013] 3)將10~30份改性沸石填料烘干后，與5~15份定型相變材料，5~10份納米二氧 化鈦篩入反應(yīng)爸內(nèi)，攪拌10~20分鐘，攪拌均勻后，放入研磨機(jī)研磨至180~200目，用200目 篩網(wǎng)過濾，制得漿料；
[0014] 4) 一邊攪拌苯乙烯/丙烯酸丁酯乳液一邊向其滴加堿性溶液調(diào)制微堿性8~9;
[0015] 5)將調(diào)制微堿性的苯乙烯/丙烯酸丁酯乳液20~50份加入攪拌機(jī)內(nèi)，再加入所述 步驟3)制得的漿料，開攪拌機(jī)30~50分鐘后，加入0.5~1份的消泡劑，繼續(xù)攪拌5~6分鐘 后，加入0.5~1份增稠劑和5~15份的水，攪拌均勻后，倒入捏合機(jī)中，擠壓出料，即制得調(diào) 溫調(diào)濕型復(fù)合涂層。
[0016] 進(jìn)一步的，本發(fā)明方法中，步驟2)中的改性沸石填料，先在研磨機(jī)內(nèi)研磨，經(jīng)100 ~200目篩網(wǎng)過濾后再送至烘箱在80°C~100°C加熱2~3小時烘干。
[0017] 進(jìn)一步的，本發(fā)明方法中，步驟4)中的堿性溶液為氫氧化鈉溶液。
[0018] 本發(fā)明涂層材料以改性沸石為調(diào)濕填料，定型相變儲能材料為保溫隔熱填料，輔 以負(fù)離子抗菌劑等，能夠?yàn)榫用駹I造一個不但可以自動調(diào)溫控濕、空氣清新而且節(jié)能省電 的居住環(huán)境。
[0019] 有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0020] 本發(fā)明與現(xiàn)有的涂層相比，調(diào)濕材料經(jīng)過改性處理后，調(diào)濕效果極好，具有高吸濕 容量，吸、放濕速度快等特點(diǎn)，調(diào)溫材料采用石蠟相變材料與高熱導(dǎo)率的膨脹石墨復(fù)合，調(diào) 溫速度快，保溫隔熱性能好，對環(huán)境溫度變化不敏感，無毒無味，不易脫落，使用壽命長、施 工方便等特點(diǎn)，適用于高級賓館、寫字樓、居家等人體舒適度要求高的室內(nèi)裝飾，亦可作為 儲藏室、地下倉庫等有防潮、防霉需求的空間裝修。
[0021] 本發(fā)明是利用改性沸石填料作為調(diào)濕材料，通過不同的微波功率（100~300W)輔 助1%~6%氯化鈉溶液活化加熱1~lOmin來調(diào)節(jié)沸石的孔隙大小和比表面積，從改性前后 的掃描電鏡圖可以清楚地看出，改性后的沸石填料孔隙尺度變得更加豐富，比表面積亦隨 之增加，更加有助于調(diào)濕填料發(fā)揮其調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度的功能。
[0022] 本發(fā)明中摻入的石蠟材料是熔點(diǎn)為室溫的相變材料，蓄熱量大，但是導(dǎo)熱系數(shù)較 小，能量儲放速度低，故以重量比為10:(1~4)的石蠟和石墨組成定型相變材料，強(qiáng)化石蠟 的相變傳熱過程，提高儲能材料熱量的儲存和釋放效率。
[0023]本發(fā)明中摻入的納米級二氧化鈦?zhàn)鳛榭咕鷦?，?fù)合涂層在調(diào)溫調(diào)濕的同時還可以 凈化室內(nèi)空氣，提高空氣品質(zhì)，尤其適用于住宅內(nèi)墻。
【附圖說明】
[0024]圖1原始沸石填料的掃描電鏡圖。
[0025]圖2沸石經(jīng)100w的微波輔助3%氯化鈉溶液活化加熱3min后的掃描電鏡圖。
[0026] 圖3普通房間和調(diào)溫調(diào)濕房間的室內(nèi)空氣溫度的模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 本發(fā)明以改性沸石填料作為主要調(diào)濕材料，石蠟作為主要保溫隔熱材料，石墨作 為輔助熱傳導(dǎo)的材料，納米級二氧化鈦?zhàn)鳛榭咕牧稀?br>[0028] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0029] 實(shí)施例1:
[0030]改性沸石填料：由天然沸石經(jīng)100w的微波輔助3%氯化鈉溶液活化加熱3min后，制 備而成。
[0031]定型相變材料：由重量比為10:1的石蠟和石墨組成。
[0032]將0.5份醇酯12加入反應(yīng)釜中，加5份水?dāng)嚢?，接著加?.5份消泡劑，0.5份分散劑 繼續(xù)攪拌，約10分鐘;將1份硅溶膠在不斷攪拌下以細(xì)流方式慢慢滴入反應(yīng)釜內(nèi)，攪拌約10 分鐘，加熱水溫至60~75°C，反應(yīng)20分鐘，反應(yīng)完后，用冷卻水冷卻反應(yīng)鍋，使其溫度降至20 ~30°C;將10份改性沸石填料，放入研磨機(jī)內(nèi)研磨，直至200目篩網(wǎng)可以完全漏下，然后送至 烘箱80°C加熱2小時后備用;將5份二氧化鈦，5份定型相變材料和10份改性過的沸石粉末緩 慢篩入反應(yīng)釜內(nèi)，攪拌約10分鐘，攪拌均后，放入研磨機(jī)研磨至一定細(xì)度，用200目篩可全部 漏下，制得漿料;20份苯乙烯乳液在不斷攪拌下滴入0.5份質(zhì)量百分比為0.4%氫氧化鈉溶 液，使用PH試紙測試，調(diào)制微堿性8~9;將調(diào)制呈微堿性的苯乙烯乳液加入攪拌機(jī)內(nèi)，再加 入漿料，開攪拌機(jī)，約30分鐘后，加入0.5份的消泡劑，繼續(xù)攪拌約5~6分鐘后，加0.5份增稠 劑以及5份水，然后再攪拌，攪拌均勻后倒入捏合機(jī)中，擠壓出料，即制得本發(fā)明調(diào)溫調(diào)濕型 復(fù)合涂層。
[0033] 實(shí)施例2:
[0034]改性沸石填料：由天然沸石經(jīng)200w的微波輔助6 %氯化鈉溶液活化加熱5min后，制 備而成。
[0035] 定型相變材料：由重量比為10:4的石蠟和石墨組成。
[0036] 將0.5份醇酯12加入反應(yīng)釜中，加5份水?dāng)嚢?，接著加?.5份消泡劑，0.5份分散劑 繼續(xù)攪拌，約10分鐘;將1份硅溶膠在不斷攪拌下以細(xì)流方式慢慢滴入反應(yīng)釜內(nèi)，攪拌約10 分鐘，加熱水溫至60~75°C，反應(yīng)20分鐘，反應(yīng)完后，用冷卻水冷卻反應(yīng)鍋，使其溫度降至20 ~30°C;將10份改性沸石填料，放入研磨機(jī)內(nèi)研磨，直至200目篩網(wǎng)可以完全漏下，然后送至 烘箱80°C加熱2小時后備用;將5份二氧化鈦，5份定型相變材料和10份改性過的沸石粉末緩 慢篩入反應(yīng)釜內(nèi)，攪拌約10分鐘，攪拌均后，放入研磨機(jī)研磨至一定細(xì)度，用200目篩可全部 漏下，制得漿料;20份丙烯酸丁酯乳液在不斷攪拌下滴入0.5份質(zhì)量百分比為0.4%氫氧化 鈉溶液，使用PH試紙測試，調(diào)制微堿性8~9;將調(diào)制呈微堿性的丙烯酸丁酯乳液加入攪拌機(jī) 內(nèi)，再加入漿料，開攪拌機(jī)，約30分鐘后，加入0.5份的消泡劑，繼續(xù)攪拌約5~6分鐘后，加 0.5份增稠劑以及5份水，然后再攪拌，攪拌均勻后倒入捏合機(jī)中，擠壓出料，即制得本發(fā)明 調(diào)溫調(diào)濕型復(fù)合涂層。
[0037] 實(shí)施例3:
[0038]改性沸石填料：由天然沸石經(jīng)200w的微波輔助1 %氯化鈉溶液活化加熱5min后，制 備而成。
[0039] 定型相變材料：由重量比為10:2的石蠟和石墨組成。
[0040] 將0.5份醇酯12加入反應(yīng)釜中，加5份水?dāng)嚢?，接著加?.5份消泡劑，0.5份分散劑 繼續(xù)攪拌，約10分鐘;將1份硅溶膠在不斷攪拌下以細(xì)流方式慢慢滴入反應(yīng)釜內(nèi)，攪拌約10 分鐘，加熱水溫至60~75°C，反應(yīng)20分鐘，反應(yīng)完后，用冷卻水冷卻反應(yīng)鍋，使其溫度降至20 ~30°C;將20份改性沸石填料，放入研磨機(jī)內(nèi)研磨，直至200目篩網(wǎng)可以完全漏下，然后送至 烘