一種可用於建築物玻璃上的透明隔熱uv光固化聚氨酯塗料及其製備方法
2023-05-30 07:46:56 1
專利名稱：一種可用於建築物玻璃上的透明隔熱uv光固化聚氨酯塗料及其製備方法
技術領域：
一種可用於建築物玻璃上的透明隔熱UV光固化聚氨酯塗料及其製備方法，屬於紫外光固化水性聚氨酯樹脂領域。
背景技術：
隨著科學技術與社會生產的快速發展，能源和環境成為全社會日益矚目的兩大問題，從而為節能和環保提出了更高要求。目前關於UV固化水性聚氨酯的研究報導較多，現有方法製備的UV固化水性聚氨酯樹脂或是雙鍵含量有限，分子量較低，或是在提高雙鍵含量的同時降低了硬段的含量，所得塗膜硬度較低，耐水性，耐溶劑性和耐熱性較差。因此需要製備的UV固化水性聚氨酯要在提高雙鍵含量和分子量的同時，硬段含量同時得到提高。 建築隔熱(絕熱)保溫是節約能源、提高建築物居住和使用功能的一個重要方面，建築物大面積牆面、頂棚、窗戶對熱輻射缺少有效隔熱，必然會加重室內空調的負擔，從而造成能源的浪費。建築能耗在整個能源消耗中所佔比例約在30% -40%，且絕大多數是採暖和空調的能耗，建築能耗中最嚴重的是玻璃，玻璃面積站總建築面積的10% -15%，而通過玻璃散熱達到70%。由於普通玻璃對太陽光不具有選擇性，對可見光具有很好的透過性，但對紅外和紫外線的阻隔遠遠不夠，當太陽光透過玻璃窗戶的同時，太陽光輻射所產生的熱量也同時傳入室內，使室內溫度升高。目前，人們採取了多種方式對玻璃進行隔熱處理，比如採用熱反射膜、隔熱貼膜、中空玻璃、低輻射(LOW-E)玻璃等等，但其節能隔熱性能仍然滿足不了要求，有的甚至帶來二次光汙染，或製備工藝複雜、運營成本高而導致無法應用於對已有建築玻璃的節能改造。近幾年，人們通過大量實驗和性能對比發現，採用納米透明隔熱塗料是目前玻璃隔熱節能的最佳選擇解決這些問題的思路是設計出在提高雙鍵含量和分子量的同時，硬段含量同時得到提高的UV固化水性聚氨酯。
發明內容
取一種五元醇和丙烯酸直接酯化製備一種擴鏈劑。往四口燒瓶中加入計算量的溶劑苯和五元醇，然後開始加熱，升溫到70°C加入丙烯酸、對甲氧基苯酚和對甲苯磺酸，攪拌， 升溫到反應溫度約85°C開始回流，恆溫反應，根據反應過程中的出水量判斷反應進程。反應結束後降至室溫，將反應物轉入分液漏鬥，用飽和NaCl水溶液水洗，利用製備的新的擴鏈劑擴連，進一步製備UV固化水性聚氨酯。加入計量比的DMPA和IPDI並攪拌，緩慢升溫到80°C。計量比的聚酯二元醇溶於適量丙酮中，用滴液漏鬥緩慢滴加到燒瓶中。待滴加完畢後，測定體系中NCO含量，該值達到理論值時將體系溫度降低到室溫，得到端NCO預聚體 A ；加入計算量的自製的擴鏈劑、阻聚劑、和適量丙酮，然後緩慢升溫到80°C反應，直到測得的NCO含量達到理論值時為止，得到預聚體B ；體系降溫到室溫後，加入計算量的HEMA和適量丙酮，然後升溫到80°C反應，直到NCO全部反應完，得到聚合物C ；將反應體系降至室溫，加入計算量的TEA中和分子鏈上的羧基，然後加入適量的去離子水強烈攪拌乳化，然後減壓蒸餾脫除丙酮，即可得到均一穩定的UV固化水性聚氨酯分散體。得到的漿料加入光固化樹脂、消泡劑、增稠劑、及成膜助劑，調節pH9. 0 10. 0。得到一種高耐汙透明隔熱光固化氟塗料。本發明製備方法簡單，不需要昂貴的設備，製備及施工工藝簡便，有效降低生產成本，利於向市場推廣。本發明的耐汙隔熱光固化氟塗料有較高的可見光透光率、紅外放射性、塗膜透明、硬度強、附著力好、耐汙、耐紫外線老化，高耐汙。1、一種透明隔熱UV光固化聚氨酯塗料及製備方法，步驟如下(1)功能納米粉體漿料的製備以SnCl4 · 5H20和CrCl3 · 6H20為主要原料，採用非均相成核法製得了具有隔熱性能的納米功能粉體。稱量分散劑、消泡劑、稀釋劑和納米功能粉體放入燒杯中，調節PH值為 9. 0 10. 0,在磁力攪拌器上攪拌30min 60min後，超聲分散30min 60min，球磨分散 12h。各原料的質量份數如下分散劑0·2 0. 5消泡劑0.2 0.5去離子水90 95納米粉體5 10(2)透明隔熱UV光固化聚氨酯預聚物的製備a取一種五元醇和丙烯酸直接酯化製備一種擴鏈劑。往四口燒瓶中加入計算量的溶劑苯和五元醇，然後開始加熱，升溫到70°C加入丙烯酸、對甲氧基苯酚和對甲苯磺酸，攪拌，升溫到反應溫度約85°C開始回流，恆溫反應，根據反應過程中的出水量判斷反應進程。 反應結束後降至室溫，將反應物轉入分液漏鬥，用飽和NaCl水溶液水洗，利用製備的新的擴鏈劑擴連，進一步製備UV固化水性聚氨酯。b加入計量比的DMPA和IPDI並攪拌，緩慢升溫到80°C。計量比的聚酯二元醇溶於適量丙酮中，用滴液漏鬥緩慢滴加到燒瓶中。待滴加完畢後，測定體系中NCO含量，該值達到理論值時將體系溫度降低到室溫，得到端NCO預聚體A。c加入計算量的季戊四醇二丙烯酸酯、阻聚劑、和適量丙酮，然後緩慢升溫到80°C 反應，直到測得的NCO含量達到理論值時為止，得到預聚體B。d體系降溫到室溫後，加入計算量的HEMA和適量丙酮，然後升溫到80°C反應，直到 NCO全部反應完，得到聚合物C。e將反應體系降至室溫，加入計算量的TEA中和分子鏈上的羧基，然後加入適量的去離子水強烈攪拌乳化，然後減壓蒸餾脫除丙酮，即可得到均一穩定的UV固化水性聚氨酯分散體。(3)透明隔熱UV光固化聚氨酯塗料的製備取步驟(1)得到的不同的納米粉體漿料，按不同的比例混合併攪拌均勻，加入步驟( 得到的UV光固化聚氨酯預聚物、消泡劑、增稠劑、成膜助劑，在磁力攪拌器上攪拌 30min 60min，超聲分散30min 60min，球磨分散12h，得到透明隔熱UV光固化聚氨酯塗料。各原料質量佔原料總質量的百分數為 納米粉體漿料40 50 %
光固化樹脂40 60%
消泡劑0.2 0.5%增稠劑0.2 0.5%2、1所述的製備方法，步驟(1)中的超聲分散次數為1 2次；3、1所述的製備方法，步驟(1)中的分散劑為EFKA4585 ；4、1所述的製備方法，步驟(3)中的預聚物含有雙鍵，分子量可通過調節原料的摩爾比來控制；5、1所述的製備方法，步驟(3)中的消泡劑主要成分為聚矽氧烷矽脂；6、1所述的製備方法，步驟(3)中的增稠劑為非離子型聚氨酯增稠劑。
具體實施例方式實施案例1取一種五元醇50. 05g，溶劑苯74. OOg加入到四口燒瓶中，開始加熱，升溫到70°C 加入丙烯酸52. 93g，對甲氧基苯酚2. Olg和對甲苯磺酸3. OOg,攪拌，升溫到反應溫度約 85°C開始回流，恆溫反應，根據反應過程中的出水量判斷反應進程。反應結束後降至室溫， 將反應物轉入分液漏鬥，用飽和NaCl水溶液水洗，利用製備的新的擴鏈劑擴連，進一步製備UV固化水性聚氨酯。加入6. 74gDMPA和22. 33gIPDI並攪拌，緩慢升溫到80°C。60. 14g 聚酯二元醇溶於適量丙酮中，用滴液漏鬥緩慢滴加到燒瓶中。待滴加完畢後，測定體系中 NCO含量，該值達到理論值時將體系溫度降低到室溫，得到端NCO預聚體A ；加入6. Ig自製的擴鏈劑、阻聚劑、和適量丙酮，然後緩慢升溫到80°C反應，直到測得的NCO含量達到理論值時為止，得到預聚體B ；體系降溫到室溫後，加入3. 71g的HEMA和適量丙酮，然後升溫到 80°C反應，直到NCO全部反應完，得到聚合物C ；將反應體系降至室溫，加入2. 53g的TEA中和分子鏈上的羧基，然後加入適量的去離子水強烈攪拌乳化，然後減壓蒸餾脫除丙酮，即可得到均一穩定的UV固化水性聚氨酯分散體。SnCl4 · 5H20和CrCl3 · 6H20為主要原料，採用非均相成核法製得了具有隔熱性能的納米功能粉體。稱量分散劑0. 3g、消泡劑0. 2g、和納米功能粉體5g放入燒杯中，調節pH值為9. 0 10. 0，在磁力攪拌器上攪拌30min 60min 後，超聲分散30min 60min，球磨分散1 製成漿料。稱量UV光固化聚氨酯預聚物50g、 消泡劑lg、增稠劑lg，在磁力攪拌器上攪拌30min 60min，超聲分散30min 60min，球磨分散12h，得到透明隔熱UV光固化聚氨酯塗料。根據塗料相關標準，對研製的UV固化水性聚氨酯塗料進行了基本性能的測試，測試結果如下表。UV固化水性聚氨酯塗料基本性能測試
權利要求
1. 一種可用於建築物玻璃上的透明隔熱UV光固化水性聚氨酯塗料及其製備方法，其特徵在於步驟為(1)一種新型的隔熱納米粉體漿料的製備以SnCl4 · 5H20和CrCl3 · 6H20為主要原料，採用非均相成核法製得了具有隔熱性能的納米功能粉體。(2)—種多烯型透明隔熱UV光固化聚氨酯預聚物的製備a取一種五元醇和丙烯酸直接酯化製備一種擴鏈劑。往四口燒瓶中加入計算量的溶劑苯和五元醇，然後開始加熱，升溫到70°C加入丙烯酸、對甲氧基苯酚和對甲苯磺酸，攪拌，升溫到反應溫度約85°C開始回流，恆溫反應，根據反應過程中的出水量判斷反應進程。反應結束後降至室溫，將反應物轉入分液漏鬥，用飽和NaCl水溶液水洗，利用製備的新的擴鏈劑擴連，進一步製備UV固化水性聚氨酯。b加入計量比的DMPA和IPDI並攪拌，緩慢升溫到80°C。計量比的聚酯二元醇溶於適量丙酮中，用滴液漏鬥緩慢滴加到燒瓶中。待滴加完畢後，測定體系中NCO含量，該值達到理論值時將體系溫度降低到室溫，得到端NCO預聚體A。c加入計算量的季戊四醇二丙烯酸酯、阻聚劑、和適量丙酮，然後緩慢升溫到80°C反應，直到測得的NCO含量達到理論值時為止，得到預聚體B。d體系降溫到室溫後，加入計算量的HEMA和適量丙酮，然後升溫到80°C反應，直到NCO 全部反應完，得到聚合物C。e將反應體系降至室溫，加入計算量的TEA中和分子鏈上的羧基，然後加入適量的去離子水強烈攪拌乳化，然後減壓蒸餾脫除丙酮，即可得到均一穩定的UV固化水性聚氨酯分散體。(3)透明隔熱UV光固化聚氨酯塗料的製備取步驟(1)得到的不同的納米粉體漿料，按不同的比例混合併攪拌均勻，加入步驟O) 得到的UV光固化聚氨酯預聚物、消泡劑、增稠劑、成膜助劑，在磁力攪拌器上攪拌30min 60min，超聲分散30min 60min，球磨分散12h，得到透明隔熱UV光固化聚氨酯塗料。各原料質量佔原料總質量的百分數為 納米粉體漿料40 50% 光固化樹脂40 60% 消泡劑=0.2-0.5% 增稠劑0.2 0.5%。
全文摘要
本發明公開了一種可用於建築物玻璃上的透明隔熱UV光固化聚氨酯塗料及其製備方法。取分散劑、去離子水的混合溶液和製備的納米粉體置於燒杯中，調節pH值在9.0～10.0，在磁力攪拌器上攪拌30min～60min後，超聲分散30min～60min，球磨分散12h，得到納米粉體漿料，然後和自製的玻璃上的透明UV光固化水性聚氨酯預聚物複合製得隔熱塗料。
文檔編號C09D7/12GK102533091SQ20101058272
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月10日 優先權日2010年12月10日
發明者姚伯龍, 孔祥永, 李海亮, 李祥, 褚路軒 申請人:江南大學