一種相變節能塗料及其製備方法
2023-05-03 04:58:11 1
專利名稱：一種相變節能塗料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及高分子複合材料的製備。
背景技術：
在能源危機的影響下，能源消耗是當今世界面臨的重大難題。節能減排已成為各行業急於解決的首要問題。隨著生活水平的提高，人們對室內環境舒適度的要求也日益增加，空調的高耗能使得電力系統負荷過大，節能技術因此受到了高度的重視，相變節能塗料作為一種新興的節能材料，逐步成為能源利用和材料科學方面研究的重點。
發明內容
本發明的目的是提供一種相變節能塗料及其製備方法。本發明是一種相變節能塗料及其製備方法，其塗料由甲、乙兩組分組成，基於甲組分的總質量，按質量百分比計，甲組分的組成為
羥基丙烯酸樹脂(固含量=60%) 50.0% ~ 60.0% 顏料10.0% ~ 15.0%
滑石粉10.0% ~20.0%
驟為
十二酉
二醇相變微膠囊
10.0% ~ 15.0%
紫外線吸收劑
分散劑
流平劑
消泡劑
稀釋劑
0. 2% ~ 0.4% 0.1% ~0.3% 0.3% ~ 0.5% 0.2% ~ 0.4%
15.0% ~20.0%
基於乙組分的總質量，按質量百分比計，乙組分的組成為 異氰酸酯固化劑92. 0^-98.0%
稀釋劑8.0% 2.0%
相變節能塗料的製備方法，按上述各組分配比進行配料，十醇乳化液的製備步
(1)先將乳化劑與蒸餾水放入高速乳化剪切機中攪拌剪切0. 5小時，分批加入 -硬脂酸丁酯的混合物，在3000r/min的轉速下剪切分散30分鐘，得到分散均勻的芯材乳化液； (2)三聚氰胺-脲醛樹脂預聚體的製備步驟為將計量好的三聚氰胺、尿素、甲醛和蒸餾水依次加入裝有電動攪拌、溫度計、冷凝管的三口瓶中，加熱後開動攪拌，並升溫至60°C，待溶液澄清後開始計時，反應0.5小時，停止攪拌，出料，保存備用；(3)十二醇相變儲能微膠囊材料的製備步驟為準確稱量芯材乳液並移液於三口容器中，將準確稱量的壁材三聚氰胺-脲醛樹脂預聚體按比例滴加到芯材乳液中；滴加完畢後，70°C保溫反應2小時，出料，過濾，洗滌，乾燥，得到十二醇相變微膠囊材料。相變節能塗料甲組分的製備①將配方量的羥基丙烯酸樹脂(固含量=50% )、顏料、滑石粉、輕質碳酸鈣、有機膨潤土、消光劑、分散劑、流平劑、消泡劑、和稀釋劑加入到帶有機械攪拌裝置的容器中，攪拌混合均勻，使用研磨設備將混合均勻的漆料研磨分散至細度< 25 μ m，出料，備用；②將配方量的十二醇相變微膠囊與步驟①製得的漆料加入到帶有機械攪拌裝置的容器中，攪拌混合均勻，出料，製得相變節能塗料甲組分。相變節能塗料乙組分的製備將配方量的異氰酸酯固化劑(N-7Q與稀釋劑加入到帶有機械攪拌裝置的容器中，攪拌混合均勻，出料，製得相變節能塗料乙組分。本發明的相變節能塗料通過其添加的相變微膠囊，可以再微膠囊的相變溫度下， 通過相變過程的吸熱與放熱，起到調節室內溫度的作用。這與傳統的將相變材料加入到混凝土中的方法相比，相變材料的利用率有了很大的提高。
具體實施例方式本發明是一種相變節能塗料及其製備方法，相變節能塗料，由甲、乙兩組分組成， 基於甲組分的總質量，按質量百分比計，甲組分的組成為
羥基丙烯酸樹脂(固含量=60%)
顏料滑石粉
十二醇相變微膠囊
紫外線吸收劑
分散劑
流平劑
消泡劑
50.0%-60.0% 10.0% ~ 15.0% 10.0%-20.0% 10.0% ~ 15.0% 0. 2% ~ 0.4% 0.1%-0.3% 0.3% ~ 0.5% 0.2% ~ 0.4% 15.0% ~20.0%稀釋劑
基於乙組分的總質量，按質量百分比計，乙組分的組成為
異氰酸酯固化劑92. 0^-98.0%
稀釋劑8.0% 2.0%。
根據以上所述的相變節能塗料，按質量百分數計，十二醇相變微膠囊的合成原料
及相應的用量比例為聚氰胺-脲醛樹脂預聚體
60% 68%
十二醇乳化液32% 40%檸檬酸水溶液1 % 2. 5 %。根據以上所述的相變節能塗料，十二醇相變微膠囊，按質量百分數計，十二醇乳化液的合成原料及相應的用量比例為
十二醇11%~15%
硬脂酸丁酯2%~3%
黃原膠0.1% ~ 0.2%
辛基酚聚氧乙烯醚3% ~ 4.5%
蒸餾水80%~85%。根據以上所述的相變節能塗料，十二醇相變微膠囊，按質量百分數計，三聚氰
胺-脲醛樹脂預聚體的合成原料及相應的用量比例為
三聚氰胺7.5% ~ 10%
尿素3% ~ 5%
37%甲醛水溶液22% ~ 25%
蒸餾水65%~70%。根據以上所述的相變節能塗料，顏料為鈦白粉，紫外線吸收劑為汽巴T571，分散劑為BI-3M，流平劑為BI-306，消泡劑為BI-141，異氰酸酯固化劑為拜耳N-75。根據以上所述的相變節能塗料，稀釋劑為二甲苯和醋酸丁酯混合物，二甲苯與醋酸丁酯其質量比為6 4。根據以上所述的相變節能塗料，相變節能塗料甲乙組分按質量比5 1進行配比， 分散混合均勻即可得相變節能塗料。相變節能塗料的製備方法，按以上所述組分進行配料，其步驟為(1)十二醇乳化液的製備步驟為先將乳化劑與蒸餾水放入高速乳化剪切機中攪拌剪切0. 5小時，分批加入十二醇-硬脂酸丁酯的混合物，在3000r/min的轉速下剪切分散 30分鐘，得到分散均勻的芯材乳化液；(2)三聚氰胺-脲醛樹脂預聚體的製備步驟為將計量好的三聚氰胺、尿素、甲醛和蒸餾水依次加入裝有電動攪拌、溫度計、冷凝管的三口瓶中，加熱後開動攪拌，並升溫至 60°C，待溶液澄清後開始計時，反應0.5小時，停止攪拌，出料，保存備用；(3)十二醇相變儲能微膠囊材料的製備步驟為準確稱量芯材乳液並移液於三口容器中，將準確稱量的壁材三聚氰胺-脲醛樹脂預聚體按比例滴加到芯材乳液中；滴加完畢後，70°C保溫反應2小時，出料，過濾，洗滌，乾燥，得到十二醇相變微膠囊材料；相變節能塗料甲組分的製備①將配方量的羥基丙烯酸樹脂、顏料、滑石粉、輕質碳酸鈣、有機膨潤土、消光劑、 分散劑、流平劑、消泡劑、和稀釋劑加入到帶有機械攪拌裝置的容器中，攪拌混合均勻，使用研磨設備將混合均勻的漆料研磨分散至細度< 25 μ m，出料，備用；②將配方量的十二醇相變微膠囊與步驟①製得的漆料加入到帶有機械攪拌裝置的容器中，攪拌混合均勻，出料，製得相變節能塗料甲組分；相變節能塗料乙組分的製備將配方量的異氰酸酯固化劑與稀釋劑加入到帶有機械攪拌裝置的容器中，攪拌混合均勻，出料，製得相變節能塗料乙組分。實施例1.三聚氰胺-脲醛樹脂預聚體的製備將12g尿素，35. 3g37%甲醛，14. 2g三聚氰胺和IlOg去離子水依次加入裝有電動攪拌、冷凝管、溫度計、加料口和水浴加熱的四口瓶中，用10%三乙醇胺水溶液調pH 8，水浴加熱至80°C，待體物料體系透明後，，然後恆溫反應1小時製得三聚氰胺-脲醛樹脂預聚體，出料，備用。實施例2.十二醇乳液的製備①將0. 28g黃原膠加入到150g去離子水中，混合，水浴加熱至60°C，然後3000r/ min攪拌分散30分鐘得到黃原膠水溶液，然後將其加入到4. 2g的乳化劑中，搖勻，出料，備用；②將18g十二醇和2g硬脂酸丁酯加入到高速剪切乳化機中，加熱熔融；③ 在2500r/min攪拌轉速下，將①所得的液體加入到高速剪切乳化機中，逐步提高轉速至 5000r/min，攪拌30分鐘製得十二醇乳液，出料，備用實施例3.十二醇相變微膠囊材料的製備①稱取69. Og十二醇乳液加入到裝有電動攪拌、冷凝管、溫度計、加料口的四口瓶中，機械攪拌，水浴加熱至70°C ； ②稱取78. 6g三聚氰胺-脲醛樹脂預聚體，將其加入到滴液漏鬥中，然後從四口瓶的加料口開始滴加，控制滴加速率在0. 5mL/分鐘；③三聚氰胺-脲醛樹脂預聚體滴加完畢後，水浴加熱至75°C，保溫反應2小時，出料，真空抽濾、乾燥，得到十二醇相變微膠囊材料。實施例4.相變節能塗料的製備①將53. Og羥基丙烯酸樹脂(固含量=60% )、12. Og鈦白粉、12. Og滑石粉、 0. 3g紫外線吸收劑(汽巴，T571)、0. 6g分散劑BYK-354,0. 4g流平劑BYK-306,0. 3g消泡劑 BYK-141和18. Og稀釋劑(由二甲苯和醋酸丁酯=6 4混合製得)加入到帶有機械攪拌裝置的容器中，攪拌混合均勻，使用研磨設備將混合均勻的漆料研磨分散至細度< 25 μ m， 出料，備用；②稱取12. Og十二醇相變微膠囊和①製得的漆料加入到帶有機械攪拌裝置的容器中，攪拌混合均勻，出料，製得相變節能塗料甲組分；③將100. Og異氰酸酯固化劑(N-75) 與7. Ig稀釋劑(由二甲苯和醋酸丁酯=6 4混合製得)加入到帶有機械攪拌裝置的容器中，攪拌混合均勻，出料，製得相變塗料乙組分。注該塗料混合配比為甲組分乙組分=5 1(質量比)相變節能塗料部分性能檢測結果如表1。表1 相變節能塗料性能
權利要求
1. 一種相變節能塗料，由甲、乙兩組分組成，其特徵在於基於甲組分的總質量，按質量百分比計，甲組分的組成為羥基丙烯酸樹脂(固含量=60%)50.0%-60.0%顏料10.0% ~ 15.0%滑石粉10.0%-20.0%十二醇相變微膠囊10.0% ~ 15.0%紫外線吸收劑0. 2% ~ 0.4%分散劑0.1%-0.3%流平劑0.3%-0.5%消泡劑0.2% ~ 0.4%稀釋劑15.0% ~20.0%;基於乙組分的總質量，按質量百分比計，乙組分的組成為 異氰酸酯固化劑92. 0^-98.0%稀釋劑8.0% 2.0%。
2.根據權利要求1所述的相變節能塗料，其特徵在於按質量百分數計，十二醇相變微膠囊的合成原料及相應的用量比例為三聚氰胺-脲醛樹脂預聚體60 % 68 %十二醇乳化液32% 40%檸檬酸水溶液1^-2.5 ^
3.根據權利要求2所述的相變節能塗料，其特徵在於十二醇相變微膠囊，按質量百分數計，十二醇乳化液的合成原料及相應的用量比例為十二醇11%~15%硬脂酸丁酯2%~3%黃原膠0.1°/。~0.2%辛基酚聚氧乙烯醚3%~4.5%蒸餾水80%~85%。
4.根據權利要求2所述的相變節能塗料，其特徵在於十二醇相變微膠囊，按質量百分數計，三聚氰胺-脲醛樹脂預聚體的合成原料及相應的用量比例為三聚氰胺7.5% ~ 10%尿素3%~5%37%甲醛水溶液22% ~ 25%蒸餾水65%~70%。
5.根據權利要求1所述的相變節能塗料，其特徵在於顏料為鈦白粉，紫外線吸收劑為汽巴T571，分散劑為BI-3M，流平劑為BI-306，消泡劑為BI-141，異氰酸酯固化劑為拜耳 N-75。
6.根據權利要求1所述的相變節能塗料，其特徵在於稀釋劑為二甲苯和醋酸丁酯混合物，二甲苯與醋酸丁酯其質量比為6 4。
7.根據權利要求1所述的相變節能塗料，其特徵在於相變節能塗料甲乙組分按質量比5 1進行配比，分散混合均勻即可得相變節能塗料。
8.相變節能塗料的製備方法，按權利要求1所述組分進行配料，其步驟為(1)十二醇乳化液的製備步驟為先將乳化劑與蒸餾水放入高速乳化剪切機中攪拌剪切0. 5小時，分批加入十二醇-硬脂酸丁酯的混合物，在3000r/min的轉速下剪切分散30 分鐘，得到分散均勻的芯材乳化液；(2)三聚氰胺-脲醛樹脂預聚體的製備步驟為將計量好的三聚氰胺、尿素、甲醛和蒸餾水依次加入裝有電動攪拌、溫度計、冷凝管的三口瓶中，加熱後開動攪拌，並升溫至60°C， 待溶液澄清後開始計時，反應0. 5小時，停止攪拌，出料，保存備用；(3)十二醇相變儲能微膠囊材料的製備步驟為準確稱量芯材乳液並移液於三口容器中，將準確稱量的壁材三聚氰胺-脲醛樹脂預聚體按比例滴加到芯材乳液中；滴加完畢後， 70°C保溫反應2小時，出料，過濾，洗滌，乾燥，得到十二醇相變微膠囊材料；相變節能塗料甲組分的製備①將配方量的羥基丙烯酸樹脂、顏料、滑石粉、輕質碳酸鈣、有機膨潤土、消光劑、分散劑、流平劑、消泡劑、和稀釋劑加入到帶有機械攪拌裝置的容器中，攪拌混合均勻，使用研磨設備將混合均勻的漆料研磨分散至細度< 25 μ m，出料，備用；②將配方量的十二醇相變微膠囊與步驟①製得的漆料加入到帶有機械攪拌裝置的容器中，攪拌混合均勻，出料，製得相變節能塗料甲組分；相變節能塗料乙組分的製備將配方量的異氰酸酯固化劑與稀釋劑加入到帶有機械攪拌裝置的容器中，攪拌混合均勻，出料，製得相變節能塗料乙組分。
全文摘要
一種相變節能塗料及其製備方法，以十二醇為芯材，三聚氰胺-脲醛樹脂為壁材，通過原位聚合法合成相變微膠囊作為控溫材料製備得到相變節能塗料，通過相變微膠囊的吸熱與放熱，從而達到調節室內溫度的作用。該塗料同時加入了紫外線吸收劑，很大程度上提高了塗層的耐老化性。本發明具有原料易得，工藝簡單等特點，適合大規模工業化生產。
文檔編號C09D7/12GK102391770SQ201110290329
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者劉永亮, 周應萍, 崔錦峰, 李軍, 李延華, 楊保平, 郭軍紅, 馬永強 申請人:蘭州理工大學