本發(fā)明涉及保溫材料，具體涉及一種氣凝膠復(fù)合保溫隔熱涂層及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著建筑節(jié)能要求的不斷提高，外墻保溫技術(shù)已成為現(xiàn)代建筑領(lǐng)域的關(guān)鍵研究方向。傳統(tǒng)的外墻保溫系統(tǒng)多采用聚苯乙烯泡沫板、巖棉板等無機(jī)或有機(jī)保溫板材，通過粘結(jié)或機(jī)械固定方式附著于建筑外立面；這類材料雖具備一定的保溫隔熱性能，但其施工過程存在工序復(fù)雜、接縫處理困難等問題，易導(dǎo)致冷熱橋效應(yīng)。此外，板材類材料的抗沖擊性差、易老化脫落等缺陷，不僅影響建筑外觀，還存在高空墜物的安全隱患。近年來，部分項(xiàng)目嘗試采用發(fā)泡水泥等現(xiàn)場噴涂保溫材料，但仍存在厚度不均、干燥收縮開裂等問題，制約了其大規(guī)模應(yīng)用。

2、目前關(guān)于外墻板的保溫涂層主要從乳液、填料、助劑的篩選及其相互分散、穩(wěn)定的層面上來提高性能，然而，這類涂料往往面臨功能性單一、力學(xué)強(qiáng)度與保溫性能難以協(xié)同提升的矛盾。例如中國專利文獻(xiàn)zl202211645360.8公開了一種內(nèi)墻保溫涂料及其制備方法，一種內(nèi)墻保溫涂料：包括硅丙乳液40-60份、改性蘆葦纖維10-25份、粉煤灰空心微珠8-12份、改性?；⒅?0-12份、環(huán)氧樹脂5-8份、增稠劑2-4份、十二碳醇酯0.8-1.5份、甲基硅酸鉀1-1.2份，所制備得到的涂料可用于室內(nèi)保溫涂層的施工，其具有抗水性強(qiáng)、熱傳導(dǎo)系數(shù)小、保溫性好的優(yōu)點(diǎn)，但其阻燃性能仍有待進(jìn)一步提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種氣凝膠復(fù)合保溫隔熱涂層及其制備方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

3、一種氣凝膠復(fù)合保溫隔熱涂層，以重量份計(jì)，包括如下組分的原料：復(fù)合乳液80-120份、氣凝膠10-20份、改性蒙脫土8-15份、鈦白粉5-10份、環(huán)氧樹脂5-10份、分散劑1-5份、十二碳醇脂1-3份、甲基硅酸鈉1-3份。

4、在本發(fā)明公開的技術(shù)方案中，復(fù)合乳液的份數(shù)為80-120份，例如可以選擇80份、85份、90份、95份、100份、105份、110份、115份、120份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

5、具體的，所述復(fù)合乳液的制備方法如下：將十二烷基硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯基醚和叔十二碳硫醇加入到去離子水中，攪拌均勻，通入氮?dú)馀懦隹諝?，然后向其中加?-乙烯基苯硼酸、苯乙烯和丙烯酸酯，攪拌升溫至55-65℃，隨后加入引發(fā)劑，進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，即得到復(fù)合乳液。

6、優(yōu)選的，十二烷基硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯基醚、叔十二碳硫醇、去離子水、4-乙烯基苯硼酸、苯乙烯、丙烯酸酯和引發(fā)劑的質(zhì)量比為1-3：1-3：2-4：100-150：10-15：20-25：15-20：1-2。

7、優(yōu)選的，所述引發(fā)劑選自過硫酸鹽，例如可以選擇過硫酸鈉、過硫酸鉀或過硫酸銨。

8、優(yōu)選的，所述丙烯酸酯的碳原子數(shù)≥10個(gè)，例如可以選擇丙烯酸十二酯、丙烯酸十六酯或丙烯酸十八酯，但不限于上述所列舉的幾種。

9、優(yōu)選的，反應(yīng)的時(shí)間為2-5h，例如可以選擇2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

10、本發(fā)明所提供的復(fù)合乳液中，單體原料選自4-乙烯基苯硼酸、苯乙烯和丙烯酸酯，聚合形成的聚苯乙烯結(jié)構(gòu)以及聚丙烯酸酯的烷基長鏈結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)疏水特性，提高了涂層的疏水性；同時(shí)，聚苯乙烯結(jié)構(gòu)還能賦予涂層一定的保溫效果；4-乙烯基苯硼酸中的硼酸基團(tuán)在高溫下形成b-o-b交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能夠與改性蒙脫土中的氧化鋯形成硼酸鹽玻璃層，提高了炭層的致密性和熱穩(wěn)定性，進(jìn)而提高了涂層的阻燃效果。

11、在本發(fā)明公開的技術(shù)方案中，氣凝膠的份數(shù)為10-20份，例如可以選擇10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

12、具體的，所述氣凝膠選自二氧化硅氣凝膠，基于二氧化硅氣凝膠獨(dú)特的納米多孔結(jié)構(gòu)和低導(dǎo)熱系數(shù)，進(jìn)而提高了涂層的保溫效果。

13、在本發(fā)明公開的技術(shù)方案中，改性蒙脫土的份數(shù)為8-15份，例如可以選擇8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

14、具體的，所述改性蒙脫土的制備方法如下：

15、s1、將蒙脫土加入到酸溶液中，加熱攪拌處理，隨后經(jīng)過濾、洗滌、干燥、焙燒，得到預(yù)處理蒙脫土；

16、s2、將硝酸鋯加入到去離子水中，攪拌溶解，然后向其中預(yù)處理蒙脫土，攪拌均勻，調(diào)節(jié)溶液的ph為8-10，經(jīng)干燥、焙燒，得到蒙脫土復(fù)合材料；

17、s3、將蒙脫土復(fù)合材料分散在乙醇水溶液中，然后向其中加入十三氟辛基三甲氧基硅烷，攪拌，隨后經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得到改性蒙脫土。

18、優(yōu)選的，步驟s1中，所述酸溶液選自硫酸溶液、硝酸溶液或鹽酸溶液，所述酸溶液的濃度為0.5-2mol/l，例如可以選擇0.5mol/l、1mol/l、1.5mol/l、2mol/l，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

19、優(yōu)選的，步驟s1中，加熱攪拌的溫度為60-90℃，例如可以選擇60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃；加熱攪拌的時(shí)間為1-3h，例如可以選擇1h、1.5h、2h、2.5h、3h，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

20、優(yōu)選的，步驟s1中，焙燒溫度為500-600℃，例如可以選擇500℃、510℃、520℃、530℃、540℃、550℃、600℃；焙燒時(shí)間為2-4h，例如可以選擇2h、2.5h、3h、3.5h、4h，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

21、優(yōu)選的，步驟s2中，硝酸鋯和預(yù)處理蒙脫土的質(zhì)量比為2-4:10-15，例如可以選擇2:10、2:12、2:15、3:10、3:12、3:15、4:10、4:12、4:15，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

22、優(yōu)選的，步驟s2中，焙燒溫度為500-600℃，例如可以選擇500℃、510℃、520℃、530℃、540℃、550℃、600℃；焙燒時(shí)間為2-4h，例如可以選擇2h、2.5h、3h、3.5h、4h，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

23、優(yōu)選的，步驟s3中，蒙脫土復(fù)合材料和十三氟辛基三甲氧基硅烷的質(zhì)量比為10-15:1-3，例如可以選擇10:1、10:2、10:3、12:1、12:2、12:3、15:1、15:2、15:3，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

24、本發(fā)明中先采用酸溶液對蒙脫土進(jìn)行處理，使蒙脫土層間的金屬離子以可溶性鹽的形式溶出，使其孔道疏通，蒙脫土的層狀結(jié)構(gòu)與氣凝膠納米孔形成"微米-納米"雙尺度阻隔，延長熱傳導(dǎo)路徑，使涂層導(dǎo)熱系數(shù)降低；隨后將氧化鋯負(fù)載在蒙脫土的表面和層間，氧化鋯和復(fù)合乳液中的聚苯乙烯結(jié)構(gòu)、硼酸基團(tuán)協(xié)同作用，共同提高了涂層的阻燃效果；同時(shí)氧化鋯具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，將其填充在蒙脫土的層間，進(jìn)一步延長了熱傳導(dǎo)路徑，進(jìn)一步降低了涂層的導(dǎo)熱系數(shù)；再采用十三氟辛基三甲氧基硅烷對蒙脫土復(fù)合材料進(jìn)行表面處理，通過引入含氟基團(tuán)，進(jìn)一步提高了涂層的疏水性。

25、在本發(fā)明公開的技術(shù)方案中，鈦白粉的份數(shù)為5-10份，例如可以選擇5份、6份、7份、8份、9份、10份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

26、本發(fā)明中所使用的鈦白粉為金紅石型鈦白粉，鈦白粉具有高折射率，能夠有效反射太陽光中的可見光和紅外光，從而減少熱量的吸收，鈦白粉和氣凝膠、改性蒙脫土等其他功能填料協(xié)同作用，進(jìn)一步提高了涂層的保溫隔熱性能。

27、在本發(fā)明公開的技術(shù)方案中，環(huán)氧樹脂的份數(shù)為5-10份，例如可以選擇5份、6份、7份、8份、9份、10份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

28、在本發(fā)明公開的技術(shù)方案中，分散劑的份數(shù)為1-5份，例如可以選擇1份、2份、3份、4份、5份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

29、具體的，所述分散劑選自多聚磷酸鹽。

30、在本發(fā)明公開的技術(shù)方案中，十二碳醇脂的份數(shù)為1-3份，例如可以選擇1份、1.5份、2份、2.5份、3份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

31、在本發(fā)明公開的技術(shù)方案中，甲基硅酸鈉的份數(shù)為1-3份，例如可以選擇1份、1.5份、2份、2.5份、3份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

32、本發(fā)明還提供上述氣凝膠復(fù)合保溫隔熱涂層的制備方法，包括如下步驟：將復(fù)合乳液和環(huán)氧樹脂混合均勻，得到混合液，然后向混合液中加入氣凝膠、改性蒙脫土、鈦白粉、分散劑、十二碳醇脂和甲基硅酸鈉，混合均勻，即得到氣凝膠復(fù)合保溫隔熱涂層。

33、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

34、(1)本發(fā)明所提供的復(fù)合乳液中，單體原料選自4-乙烯基苯硼酸、苯乙烯和丙烯酸酯，聚合形成的聚苯乙烯結(jié)構(gòu)以及聚丙烯酸酯的烷基長鏈結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)疏水特性，提高了涂層的疏水性；同時(shí)，聚苯乙烯結(jié)構(gòu)還能賦予涂層一定的保溫效果；4-乙烯基苯硼酸中的硼酸基團(tuán)在高溫下形成b-o-b交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能夠與改性蒙脫土中的氧化鋯形成硼酸鹽玻璃層，提高了炭層的致密性和熱穩(wěn)定性，進(jìn)而提高了涂層的阻燃效果。

35、(2)本發(fā)明中先采用酸溶液對蒙脫土進(jìn)行處理，使蒙脫土層間的金屬離子以可溶性鹽的形式溶出，使其孔道疏通，蒙脫土的層狀結(jié)構(gòu)與氣凝膠納米孔形成"微米-納米"雙尺度阻隔，延長熱傳導(dǎo)路徑，使涂層導(dǎo)熱系數(shù)降低；隨后將氧化鋯負(fù)載在蒙脫土的表面和層間，氧化鋯和復(fù)合乳液中的聚苯乙烯結(jié)構(gòu)、硼酸基團(tuán)協(xié)同作用，共同提高了涂層的阻燃效果；同時(shí)氧化鋯具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，將其填充在蒙脫土的層間，進(jìn)一步延長了熱傳導(dǎo)路徑，進(jìn)一步降低了涂層的導(dǎo)熱系數(shù)；再采用十三氟辛基三甲氧基硅烷對蒙脫土復(fù)合材料進(jìn)行表面處理，通過引入含氟基團(tuán)，進(jìn)一步提高了涂層的疏水性。