本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种金属屋面隔热防水涂料及其制备方法。
背景技术：
随着钢结构建筑越来越多的被应用于工业、农业、商业、服务性行业建筑，其拥有很多优点，同时也存在着诸多问题。其中，轻钢结构建筑的渗水问题具有普遍性。
也正是由于轻钢结构本身材质特性和漏水原因，决定了处理防水问题的选材和施工工艺具有一定的特殊性。例如：防水材料具有抗紫外线，耐老化，粘接性强，耐高低温和良好的延伸性等性质；防水施工必须“冷处理”，无明火；选用材料必须达到“环保性”要求等。目前使用的方法中，大多选用sbs自粘卷材，但是由于其主要成分是改性沥青所组成，改性沥青决定了其高温易变型，低温容易开裂，使用寿命较短，轻钢结构的特殊复杂部位施工处理不到位。另外，也有选用传统建筑防水涂料进行处理，但是由于其抗紫外线性能差，粘接性低，易老化，防水功能保持年限短，决定了其不能用于室外，更加不适合处理轻钢结构的防水问题。
现有技术中，公开号为cn101486868的涂料专利中，制备方法中加入了氨水等成分使得环保性能大大降低，加入的纯丙烯酸单一乳液，产品的延伸性较低。无有效的隔热成分，无法做到防水隔热一体化。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种金属屋面隔热防水涂料及其制备方法，该涂料集防水与隔热功能为一体，且具有环保、节能、高效的特点。
本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：
一种金属屋面隔热防水涂料，包括如下重量配比的组分：丙烯酸酯共聚乳液60-80份、氯丁橡胶30-40份、空心玻璃微珠20-30份、钛白粉10-30份、石英砂10-20份、重质碳酸钙5-15份、石墨粉3-8份、硅灰石5-10份、有机硅防水剂2-8份、纳米粒子1-5份、纳米金属粉3-8份、活性填料5-15份、助剂2-6份和去离子水100-120份；
所述助剂包括如下配比的组分：表面活性剂1-5份、成膜助剂2-6份、分散剂0.5-1.5份、消泡剂0.2-0.8份和流平剂0.1-0.5份。
优选的，所述丙烯酸酯共聚乳液70份、氯丁橡胶35份、空心玻璃微珠25份、钛白粉20份、石英砂15份、重质碳酸钙10份、石墨粉5.5份、硅灰石7.5份、有机硅防水剂5份、纳米二氧化硅3份、纳米金属粉5.5份、活性填料10份、助剂4份和去离子水110份。
所述助剂包括如下配比的组分：表面活性剂3份、成膜助剂4份、分散剂1份、消泡剂0.5份和流平剂0.3份。
优选的，所述有机硅防水剂为硅酸盐防水剂、甲基硅酸盐防水剂和聚甲基硅酸盐防水剂中的一种或两种以上的混合物。
优选的，所述纳米粒子为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化钙粉和纳米氧化锌中的一种或两种以上的混合物。
优选的，所述纳米金属粉为质量比为1∶0.5-1.2∶0.5-1.5的银粉、铬粉和锌粉的混合物。
优选的，所述活性填料为质量比1∶0.3-0.8∶0.5-1.5∶1.2-1.8的氢氧化铝、氧化锌、铬酸锂和钠基纳米膨润土的混合物，且无机填料的细度100-200目。
优选的，所述表面活性剂为辛基苯基聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基溴化铵或二辛基琥珀酸磺酸钠，所述成膜助剂为邻苯二甲酸二丁酯或丙二醇甲醚醋酸酯，所述分散剂为为六偏磷酸钠或者脂肪酸聚乙二醇酯，所述消泡剂为有机硅消泡剂、聚合物型消泡剂中的至少一种，所述流平剂为有机硅流平剂、聚丙烯酸酯流平剂中的至少一种。
一种金属屋面隔热防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取空心玻璃微珠、钛白粉、石英砂、重质碳酸钙、石墨粉、硅灰石、纳米金属粉放入球磨机，球磨20-40min，然后将所得混合物转移至混合搅拌机，再加入去离子水和氯丁橡胶，以1000-1200r/min搅拌1-2h，取出，再超声分散20-30min；
（2）将步骤（1）所得分散液置于反应釜中，加热至70-80℃，在此温度下保持10-20min，再缓慢加入丙烯酸酯共聚乳液，以1500-1600r/min搅拌反应2-3h，缓慢加入有机硅防水剂，保持温度70-80℃回流反应0.5-1.5h，然后降温至室温；
（3）将步骤（2）所得混合物中加入活性填料、纳米二氧化硅、助剂，1800-2000r/min转速搅拌1-3h，即得金属屋面隔热防水涂料。
优选的，所述步骤（2）中还包括：降至室温后，将所得混合物用50目筛网过滤。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明的涂料兼具防水与隔热功能为一体，且具有环保、节能、高效的特点，具体情况如下：
（1）本发明提供的一种金属屋面隔热防水涂料，能够有效防护水对金属表面的侵蚀，同时，其附着力强，长时间浸泡于水中也无脱落，提高了金属抗水侵蚀的防护能力，经过实验验证，本发明的涂料抗水侵蚀效果为同类产品的3-4倍；
（2）本发明中使用的材料绝大部分由无机材料组成，具有无机材料耐腐蚀、耐摩擦、强度大、隔热效果好等特性，克服了以往传统的有机保温材料的易燃、强度低、耐老化性差、使用寿命短的缺点，能满足a级阻燃材料相关要求，同时将其应用于金属屋面隔热领域，通过形成严密无缝的完整隔热层，可有效阻挡热量；
（3）本发明通过加入空心玻璃微珠，利用其质轻、低导热、强度高和良好的化学稳定性等优点，与涂料中的活性填料结合，使得涂料达到隔热节能的效果；
（4）本发明通过加入有机硅防水剂，可以增加涂料自身抗渗能力，大大提升涂料的整体防水性能；
（5）本发明配方中所述的乳液、填料、助剂无任何有超标有害物质，保证了该涂料的环保性、安全性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种金属屋面隔热防水涂料，包括如下重量配比的组分：丙烯酸酯共聚乳液70份、氯丁橡胶35份、空心玻璃微珠25份、钛白粉20份、石英砂15份、重质碳酸钙10份、石墨粉5.5份、硅灰石7.5份、有机硅防水剂5份、纳米二氧化硅3份、纳米金属粉5.5份、活性填料10份、助剂4份和去离子水110份；
所述助剂包括如下配比的组分：表面活性剂3份、成膜助剂4份、分散剂1份、消泡剂0.5份和流平剂0.3份。
其中，所述有机硅防水剂为硅酸盐防水剂、甲基硅酸盐防水剂和聚甲基硅酸盐防水剂中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述纳米粒子为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化钙粉和纳米氧化锌中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述纳米金属粉为质量比为1∶0.85∶1的银粉、铬粉和锌粉的混合物。
其中，所述活性填料为质量比1∶0.5∶1∶1.5的氢氧化铝、氧化锌、铬酸锂和钠基纳米膨润土的混合物，且无机填料的细度150目。
其中，所述表面活性剂为辛基苯基聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基溴化铵或二辛基琥珀酸磺酸钠，所述成膜助剂为邻苯二甲酸二丁酯或丙二醇甲醚醋酸酯，所述分散剂为为六偏磷酸钠或者脂肪酸聚乙二醇酯，所述消泡剂为有机硅消泡剂、聚合物型消泡剂中的至少一种，所述流平剂为有机硅流平剂、聚丙烯酸酯流平剂中的至少一种。
一种金属屋面隔热防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取空心玻璃微珠、钛白粉、石英砂、重质碳酸钙、石墨粉、硅灰石、纳米金属粉放入球磨机，球磨30min，然后将所得混合物转移至混合搅拌机，再加入去离子水和氯丁橡胶，以1100r/min搅拌1.5h，取出，再超声分散25min；
（2）将步骤（1）所得分散液置于反应釜中，加热至75℃，在此温度下保持15min，再缓慢加入丙烯酸酯共聚乳液，以1550r/min搅拌反应2.5h，缓慢加入有机硅防水剂，保持温度75℃回流反应1h，然后降温至室温；
（3）将步骤（2）所得混合物中加入活性填料、纳米二氧化硅、助剂，1900r/min转速搅拌2h，即得金属屋面隔热防水涂料。
其中，所述步骤（2）中还包括：降至室温后，将所得混合物用50目筛网过滤。
实施例2
一种金属屋面隔热防水涂料，包括如下重量配比的组分：丙烯酸酯共聚乳液60份、氯丁橡胶30份、空心玻璃微珠20份、钛白粉10份、石英砂10份、重质碳酸钙5份、石墨粉3份、硅灰石5份、有机硅防水剂2份、纳米粒子1份、纳米金属粉3份、活性填料5份、助剂2份和去离子水100份；
所述助剂包括如下配比的组分：表面活性剂1份、成膜助剂2份、分散剂0.5份、消泡剂0.2份和流平剂0.1份。
其中，所述有机硅防水剂为硅酸盐防水剂、甲基硅酸盐防水剂和聚甲基硅酸盐防水剂中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述纳米粒子为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化钙粉和纳米氧化锌中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述纳米金属粉为质量比为1∶0.5∶0.5的银粉、铬粉和锌粉的混合物。
其中，所述活性填料为质量比1∶0.3∶0.5∶1.2的氢氧化铝、氧化锌、铬酸锂和钠基纳米膨润土的混合物，且无机填料的细度100目。
其中，所述表面活性剂为辛基苯基聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基溴化铵或二辛基琥珀酸磺酸钠，所述成膜助剂为邻苯二甲酸二丁酯或丙二醇甲醚醋酸酯，所述分散剂为为六偏磷酸钠或者脂肪酸聚乙二醇酯，所述消泡剂为有机硅消泡剂、聚合物型消泡剂中的至少一种，所述流平剂为有机硅流平剂、聚丙烯酸酯流平剂中的至少一种。
一种金属屋面隔热防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取空心玻璃微珠、钛白粉、石英砂、重质碳酸钙、石墨粉、硅灰石、纳米金属粉放入球磨机，球磨20min，然后将所得混合物转移至混合搅拌机，再加入去离子水和氯丁橡胶，以1000r/min搅拌1h，取出，再超声分散20min；
（2）将步骤（1）所得分散液置于反应釜中，加热至70℃，在此温度下保持10min，再缓慢加入丙烯酸酯共聚乳液，以1500r/min搅拌反应2h，缓慢加入有机硅防水剂，保持温度70℃回流反应0.5h，然后降温至室温；
（3）将步骤（2）所得混合物中加入活性填料、纳米二氧化硅、助剂，1800r/min转速搅拌1h，即得金属屋面隔热防水涂料。
其中，所述步骤（2）中还包括：降至室温后，将所得混合物用50目筛网过滤。
实施例3
一种金属屋面隔热防水涂料，包括如下重量配比的组分：丙烯酸酯共聚乳液80份、氯丁橡胶40份、空心玻璃微珠30份、钛白粉30份、石英砂20份、重质碳酸钙15份、石墨粉8份、硅灰石10份、有机硅防水剂8份、纳米粒子5份、纳米金属粉8份、活性填料15份、助剂6份和去离子水120份；
所述助剂包括如下配比的组分：表面活性剂5份、成膜助剂6份、分散1.5份、消泡剂0.8份和流平剂0.5份。
其中，所述有机硅防水剂为硅酸盐防水剂、甲基硅酸盐防水剂和聚甲基硅酸盐防水剂中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述纳米粒子为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化钙粉和纳米氧化锌中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述纳米金属粉为质量比为1∶1.2∶1.5的银粉、铬粉和锌粉的混合物。
其中，所述活性填料为质量比1∶0.8∶1.5∶1.8的氢氧化铝、氧化锌、铬酸锂和钠基纳米膨润土的混合物，且无机填料的细度200目。
其中，所述表面活性剂为辛基苯基聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基溴化铵或二辛基琥珀酸磺酸钠，所述成膜助剂为邻苯二甲酸二丁酯或丙二醇甲醚醋酸酯，所述分散剂为为六偏磷酸钠或者脂肪酸聚乙二醇酯，所述消泡剂为有机硅消泡剂、聚合物型消泡剂中的至少一种，所述流平剂为有机硅流平剂、聚丙烯酸酯流平剂中的至少一种。
一种金属屋面隔热防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取空心玻璃微珠、钛白粉、石英砂、重质碳酸钙、石墨粉、硅灰石、纳米金属粉放入球磨机，球磨40min，然后将所得混合物转移至混合搅拌机，再加入去离子水和氯丁橡胶，以1200r/min搅拌2h，取出，再超声分散30min；
（2）将步骤（1）所得分散液置于反应釜中，加热至80℃，在此温度下保持20min，再缓慢加入丙烯酸酯共聚乳液，以1600r/min搅拌反应3h，缓慢加入有机硅防水剂，保持温度80℃回流反应1.5h，然后降温至室温；
（3）将步骤（2）所得混合物中加入活性填料、纳米二氧化硅、助剂，2000r/min转速搅拌3h，即得金属屋面隔热防水涂料。
其中，所述步骤（2）中还包括：降至室温后，将所得混合物用50目筛网过滤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。