CN104610846A - 一种耐紫外线超级绝热保温涂料及其制备方法 - Google Patents

一种耐紫外线超级绝热保温涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种耐紫外线超级绝热保温涂料，由下列重量份的原料制成：正硅酸乙酯34-38、乙醇适量、去离子水适量、三甲基氯硅烷4-5、3-氨丙基三羟基硅烷1-1.5、钛酸丁酯0.6-0.9、E-12环氧树脂70-75、丁胺0.3-0.5、轻质碳酸钙2-3、聚丙二醇二缩水甘油醚9-12、二乙氨基丙胺7-7.5；本发明涂料使用的二氧化硅气凝胶气凝胶经过二氧化钛包覆，并经过丁胺进行表面修饰，使得气凝胶具有耐紫外线的特性，提高了日晒性能，提高了保温性能，而且提高了与环氧树脂的结合强度，使得涂料的应用范围更加广泛。

Description

一种耐紫外线超级绝热保温涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及保温涂料领域，尤其涉及一种耐紫外线超级绝热保温涂料及其制备方法。
背景技术
二氧化硅气凝胶具有纳米孔隙，是一种多孔性固态材料，具有低密度，高孔隙率的结构特点，具有超级绝热性能。利用二氧化硅气凝胶微球与涂料用成膜材料组合，形成具有超级保温性能的涂料。
目前的二氧化硅气凝胶大多利用溶胶凝胶法，通过正硅酸乙酯等硅源水解制备，由此得到的二氧化硅气凝胶极易吸潮，遇水开裂，导致纳米孔结构遭到破坏，影响气凝胶的性能，因此在制备过程中通常要对二氧化硅凝胶进行必要的疏水改性，增强气凝胶的疏水性。其主要的手段是采用特定的疏水改性剂，将二氧化硅湿凝胶上亲水性的硅羟基替换为甲基，亚甲基等疏水的非极性基团，从而增强凝胶体的疏水性，常用作疏水改性剂的物质有三甲基氯硅烷，二甲基二乙氧基硅烷，甲基二硅胺烷，甲基三甲氧基硅烷等。
过疏水的二氧化硅气凝胶微球是一种良好的隔热材料，但是由于它表面含有大量的非极性基团，当它与水性聚合物体系混合时相容性差，界面热阻大，同时气凝胶微球分散不均，极易团聚，导致复合材料的性能下降，因此，必须对疏水二氧化硅气凝胶微球进行适当改性。
二氧化硅气凝胶气凝胶质脆易碎，强度低，抗压等性能不够强，容易失去保温性能，因次需要增加二氧化硅气凝胶的强度，增加二氧化硅气凝胶强度的方法有添加骨架，还有就是对其进行改性，增加其分子之间的连接强度，还需要改善气凝胶的其他性能，如耐紫外等性能。利用二氧化硅气凝胶与高分子涂料结合制作高保温性能的涂料，可以节约大量能源，还需要解决气凝胶与高分子的结合强度，就需要对气凝胶进行适当的改性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐紫外线超级绝热保温涂料及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种耐紫外线超级绝热保温涂料，其特征在于由下列重量份的原料制成：正硅酸乙酯34-38、乙醇适量、去离子水适量、三甲基氯硅烷4-5、3-氨丙基三羟基硅烷1-1.5、钛酸丁酯0.6-0.9、E-12环氧树脂70-75、丁胺0.3-0.5、轻质碳酸钙2-3、聚丙二醇二缩水甘油醚9-12、二乙氨基丙胺7-7.5；
所述耐紫外线超级绝热保温涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）用正硅酸乙酯为硅源, 用溶胶凝胶法制成二氧化硅凝胶，进行雾化处理，得到二氧化硅凝胶微球，粒径在1-300μm；
（2）将钛酸丁酯与3.5-4重量份的乙醇混合，搅拌均匀，得到酞酸丁酯溶液，将12-15重量份的乙醇与28-35重量份的水混合，得到乙醇溶液，调节PH值为1-7，将酞酸丁酯溶液滴加到乙醇溶液中，加入丁胺，超声处理5-6分钟，加入二氧化硅凝胶微球，反应20-30分钟，过滤，用乙醇洗涤3次，得到包覆纳米二氧化钛的二氧化硅凝胶微球；
（3）取30-40重量份的乙醇，加入三甲基氯硅烷，搅拌均匀，加入然后加入包覆纳米二氧化钛的二氧化硅凝胶微球中，搅拌均匀，在常温下老化两天，将乙醇与去离子水按体积比1:1混合，得到乙醇水溶液，取二氧化硅凝胶微球的3倍重量的乙醇水溶液，清洗凝胶微球3次，加入3-氨丙基三羟基硅烷，混合均匀，用乙醇溶液置换，在超临界CO2条件下干燥，得到改性的二氧化硅气凝胶微球；
（4）将其他剩余成分混合，搅拌均匀，再加入第（3）步得到的改性二氧化硅气凝胶微球，搅拌均匀，即得。
本发明的有益效果
本发明涂料使用的二氧化硅气凝胶气凝胶经过二氧化钛包覆，并经过丁胺进行表面修饰，使得气凝胶具有耐紫外线的特性，提高了日晒性能，提高了保温性能，而且提高了与环氧树脂的结合强度，使得涂料的应用范围更加广泛。
具体实施方式
一种耐紫外线超级绝热保温涂料，由下列重（公斤）的原料制成：正硅酸乙酯36、乙醇适量、去离子水适量、三甲基氯硅烷4.5、3-氨丙基三羟基硅烷1.3、钛酸丁酯0.7、E-12环氧树脂73、丁胺0.4、轻质碳酸钙2.5、聚丙二醇二缩水甘油醚10、二乙氨基丙胺7.3；
所述耐紫外线超级绝热保温涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）用正硅酸乙酯为硅源, 用溶胶凝胶法制成二氧化硅凝胶，进行雾化处理，得到二氧化硅凝胶微球，粒径在1-300μm；
（2）将钛酸丁酯与3.6重量份的乙醇混合，搅拌均匀，得到酞酸丁酯溶液，将14重量份的乙醇与31重量份的水混合，得到乙醇溶液，调节PH值为5，将酞酸丁酯溶液滴加到乙醇溶液中，加入丁胺，超声处理6分钟，加入二氧化硅凝胶微球，反应25分钟，过滤，用乙醇洗涤3次，得到包覆纳米二氧化钛的二氧化硅凝胶微球；
（3）取35重量份的乙醇，加入三甲基氯硅烷，搅拌均匀，加入然后加入包覆纳米二氧化钛的二氧化硅凝胶微球中，搅拌均匀，在常温下老化两天，将乙醇与去离子水按体积比1:1混合，得到乙醇水溶液，取二氧化硅凝胶微球的3倍重量的乙醇水溶液，清洗凝胶微球3次，加入3-氨丙基三羟基硅烷，混合均匀，用乙醇溶液置换，在超临界CO2条件下干燥，得到改性的二氧化硅气凝胶微球；
（4）将其他剩余成分混合，搅拌均匀，再加入第（3）步得到的改性二氧化硅气凝胶微球，搅拌均匀，即得。
实验数据
该实施例的涂料涂敷在钢板上，厚度为3mm，经检测导热系数为0.041W/mk（25℃环境），涂膜烧蚀余量为99% ，耐80次水洗。

Claims (2)

1.一种耐紫外线超级绝热保温涂料，其特征在于由下列重量份的原料制成：正硅酸乙酯34-38、乙醇适量、去离子水适量、三甲基氯硅烷4-5、3-氨丙基三羟基硅烷1-1.5、钛酸丁酯0.6-0.9、E-12环氧树脂70-75、丁胺0.3-0.5、轻质碳酸钙2-3、聚丙二醇二缩水甘油醚9-12、二乙氨基丙胺7-7.5。
2.根据权利要求1所述耐紫外线超级绝热保温涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）用正硅酸乙酯为硅源, 用溶胶凝胶法制成二氧化硅凝胶，进行雾化处理，得到二氧化硅凝胶微球，粒径在1-300μm；
（2）将钛酸丁酯与3.5-4重量份的乙醇混合，搅拌均匀，得到酞酸丁酯溶液，将12-15重量份的乙醇与28-35重量份的水混合，得到乙醇溶液，调节PH值为1-7，将酞酸丁酯溶液滴加到乙醇溶液中，加入丁胺，超声处理5-6分钟，加入二氧化硅凝胶微球，反应20-30分钟，过滤，用乙醇洗涤3次，得到包覆纳米二氧化钛的二氧化硅凝胶微球；
（3）取30-40重量份的乙醇，加入三甲基氯硅烷，搅拌均匀，加入然后加入包覆纳米二氧化钛的二氧化硅凝胶微球中，搅拌均匀，在常温下老化两天，将乙醇与去离子水按体积比1:1混合，得到乙醇水溶液，取二氧化硅凝胶微球的3倍重量的乙醇水溶液，清洗凝胶微球3次，加入3-氨丙基三羟基硅烷，混合均匀，用乙醇溶液置换，在超临界CO2条件下干燥，得到改性的二氧化硅气凝胶微球；
（4）将其他剩余成分混合，搅拌均匀，再加入第（3）步得到的改性二氧化硅气凝胶微球，搅拌均匀，即得。
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