CN107201101A - 一种用于涂层布的丙烯酸氟碳复合热反射防晒涂料的制备方法 - Google Patents

一种用于涂层布的丙烯酸氟碳复合热反射防晒涂料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于涂层布的丙烯酸氟碳复合热反射防晒涂料的制备方法，通过合理的科学配比，将氟碳树脂与丙烯酸树脂进行有机混合，两者相容性能优异，可以得到耐晒、耐候佳、防寒抗冻、柔韧结实的涂膜；同时由硅烷偶联剂改性后纳米钛白粉的添加，替代了传统热反射涂料中的玻璃微珠，降低了生产成本的同时提高了光反射性；通过利用柠檬酸与硝酸锌、硝酸铝、醋酸锰中的金属阳离子发生络合反应，配合乙二醇的添加，促进络合反应的进行，使得产物更加均匀、纯度更高，再通过煅烧以及氨解反应，得到锰氮掺杂的铝酸锌，添加到混合树脂中，进一步增强了涂膜对太阳光的反射性能，通过对光反射，从而减少热能向内部传导。

Description

一种用于涂层布的丙烯酸氟碳复合热反射防晒涂料的制备 方法
技术领域
本发明涉及涂层布技术领域，尤其涉及一种用于涂层布的丙烯酸氟碳复合热反射防晒涂料的制备方法。
背景技术
涂层布主要是在布料的基础上采用特殊工艺涂布一层具有特殊功能的材料，使布料增加了特殊的功能，所以也称为功能性涂层面料。根据功能可以分为防晒、防水、阻燃等涂层布，由于优异的特点可以广泛用于服装、帐篷、运输、国防等领域。太阳能是地球上人类和众多生物赖以生存的重要保障，但强烈的太阳辐射也会给工业生产和人们的生活带来极大的不利影响。将功能性的热反射涂料涂覆于构件、建筑物表面，以反射太阳光的辐照能量，从而有效地降低被覆装备及建筑物的表面温度，阻止热传导，改善工作温度，保障安全性。
现有工艺中涂层布多用于帐篷、推拉蓬的制造，良好的热反射性，能够维持阳光直射下的帐篷底下适宜的温度，使人体感到舒适，同时具有一定的抗紫外线功能，防晒效果好，可延长涂层布的使用寿命，然而，现有技术中，多采用丙烯酸树脂作为涂层布的成膜基料，丙烯酸树脂的颜色极浅，可达到水白程度，且柔韧性可调，但由于在合成时难免会残留双键，应用在热反射涂层中涂膜会出现泛黄现象，尤其是吸收太阳热后，涂层寿命较短。相比之下，氟碳树脂因耐候性优异，耐暴晒，抗酸雨，不易污染，成为工程界关注的对象，但其成本高，作为主成膜物质时对颜填料的湿润性差，固化后交联密度低，附着力差，漆膜较软，故需要进行改性，将丙烯酸树脂与氟碳树脂进行相应的结合，可以得到优势互补、高性能的热反射防晒涂料，满足涂层布的需求。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种用于涂层布的丙烯酸氟碳复合热反射防晒涂料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于涂层布的丙烯酸氟碳复合热反射防晒涂料的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）将丙烯酸树脂与3-4倍量的氟碳树脂混合，以200-300转/份的速度搅拌分散10-15分钟后静置90-120分钟待用；
（2）将纳米钛白粉置于烘箱中以100-110℃烘烤30-40分钟后与等量的无水乙醇混合，搅拌均匀后加入适量的硅烷偶联剂KH570以及纳米钛白粉2-2.5倍量的无水乙醇，80-85℃水浴条件下，以600-800转/分的速度搅拌反应60-90分钟，冷却至室温后将得到的产物放入烘箱中以100-110℃干燥6-8小时性，得到表面改性的钛白粉。
（3）将适量的硝酸锌、硝酸铝、醋酸锰溶于去离子水中，搅拌20-30分钟后得到澄清溶液，然后将一定量的柠檬酸加入澄清溶液中，将混合溶液置于85-90℃水浴中，1000-1200转/分的速度进行搅拌，与此同时缓慢滴加适量的乙二醇，控制90-120分钟滴完，继续搅拌反应60-90分钟，得到凝胶状物质，将其置于远红外烘箱中以90-100℃烘干，研磨过800目筛后放入马弗炉中，以20-25℃/min的速率升温至700-750℃，煅烧2-3小时后冷却至室温，继续放入真空管式炉中，通入氨气状态下，升温至900-1000℃，氨解5-6小时，得到锰氮掺杂的铝酸锌；
（4）将表面改性钛白粉与锰氮掺杂的铝酸锌按照2-2.5:1的比例混合，溶于总量2-2.5倍量的乙酸乙酯中，高速搅拌乳化60-90分钟待用；将步骤（1）得到的混合树脂中加入适量的乙酸乙酯，高速搅拌下一次加入高岭土、光稳定剂GW-540以及上述乳化产物，继续高速搅拌5-10分钟即可。
一种用于涂层布的丙烯酸氟碳复合热反射防晒涂料的制备方法，步骤（1）中所述的丙烯酸树脂的固含量为60-65%，氟碳树脂的固含量为63-67%。
一种用于涂层布的丙烯酸氟碳复合热反射防晒涂料的制备方法，步骤（2）中所述的硅烷偶联剂KH570的添加量为纳米钛白粉质量的4%。
一种用于涂层布的丙烯酸氟碳复合热反射防晒涂料的制备方法，步骤（3）中所述的硝酸锌、硝酸铝、醋酸锰、柠檬酸、乙二醇的物质的量比为1:2:1:12:8。
一种用于涂层布的丙烯酸氟碳复合热反射防晒涂料的制备方法，步骤（4）中所述的高岭土的添加量为混合树脂质量的12-13%，光稳定剂GW-540的添加量为混合树脂质量的2-3%，乳化产物的添加量为混合树脂质量的35-40%。
本发明的优点是：本发明通过合理的科学配比，将氟碳树脂与丙烯酸树脂进行有机混合，两者相容性能优异，同时可以达到丙烯酸树脂与氟碳树脂的优势互补，劣势相消的效果，可以得到耐晒、耐候佳、防寒抗冻、柔韧结实的涂膜；同时由硅烷偶联剂改性后纳米钛白粉的添加，降低了钛白粉在树脂中的分散粒径，替代了传统热反射涂料中的玻璃微珠，降低了生产成本的同时提高了光反射性；通过利用柠檬酸与硝酸锌、硝酸铝、醋酸锰中的金属阳离子发生络合反应，配合乙二醇的添加，在加热的条件下可以发生聚合生成网状的聚乙二醇，促进阳离子的分散，促进络合反应的进行，使得产物更加均匀、纯度更高，再通过煅烧以及氨解反应，得到锰氮掺杂的铝酸锌，添加到混合树脂中，具有一定的表面活性、具有较宽的色域、无毒或不含重金属元素，并且性能稳定、耐候性良好，进一步增强了涂膜对太阳光的反射性能，通过对光反射，从而减少热能向内部传导。
本发明制备方法制得的涂料热反射率高，涂膜结实强韧、耐候性佳，具有良好的抗晒抗氧化性，工艺便于工业控制，合成设备以及原料简单易得，成本低廉，具有一定的竞争优势，非常适合用作涂层布的涂层材料。
具体实施方式
一种用于涂层布的丙烯酸氟碳复合热反射防晒涂料的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）将固含量为60%的丙烯酸树脂与3倍量的固含量为65%的氟碳树脂混合，以200转/份的速度搅拌分散10分钟后静置90分钟待用；
（2）将纳米钛白粉置于烘箱中以100℃烘烤30分钟后与等量的无水乙醇混合，搅拌均匀后加入纳米钛白粉质量4%的硅烷偶联剂KH570以及纳米钛白粉2倍量的无水乙醇，80℃水浴条件下，以600转/分的速度搅拌反应60分钟，冷却至室温后将得到的产物放入烘箱中以100℃干燥6小时性，得到表面改性的钛白粉。
（3）将适量的硝酸锌、硝酸铝、醋酸锰溶于去离子水中，搅拌20分钟后得到澄清溶液，然后将一定量的柠檬酸加入澄清溶液中，将混合溶液置于85℃水浴中，1000转/分的速度进行搅拌，与此同时缓慢滴加适量的乙二醇，控制90分钟滴完，继续搅拌反应60分钟，得到凝胶状物质，将其置于远红外烘箱中以90℃烘干，研磨过800目筛后放入马弗炉中，以20℃/min的速率升温至700℃，煅烧2小时后冷却至室温，继续放入真空管式炉中，通入氨气状态下，升温至900℃，氨解5小时，得到锰氮掺杂的铝酸锌；
（4）将表面改性钛白粉与锰氮掺杂的铝酸锌按照2:1的比例混合，溶于总量2倍量的乙酸乙酯中，高速搅拌乳化60分钟待用；将步骤（1）得到的混合树脂中加入适量的乙酸乙酯，高速搅拌下一次加入高岭土、光稳定剂GW-540以及上述乳化产物，继续高速搅拌5分钟即可。
一种用于涂层布的丙烯酸氟碳复合热反射防晒涂料的制备方法，步骤（3）中所述的硝酸锌、硝酸铝、醋酸锰、柠檬酸、乙二醇的物质的量比为1:2:1:12:8。
所述的一种用于涂层布的丙烯酸氟碳复合热反射防晒涂料的制备方法，步骤（4）中所述的高岭土的添加量为混合树脂质量的12%，光稳定剂GW的添加量为混合树脂质量的2%，乳化产物的添加量为混合树脂质量的35%。

Claims (5)

1.一种用于涂层布的丙烯酸氟碳复合热反射防晒涂料的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
（1）将丙烯酸树脂与3-4倍量的氟碳树脂混合，以200-300转/份的速度搅拌分散10-15分钟后静置90-120分钟待用；
（2）将纳米钛白粉置于烘箱中以100-110℃烘烤30-40分钟后与等量的无水乙醇混合，搅拌均匀后加入适量的硅烷偶联剂KH570以及纳米钛白粉2-2.5倍量的无水乙醇，80-85℃水浴条件下，以600-800转/分的速度搅拌反应60-90分钟，冷却至室温后将得到的产物放入烘箱中以100-110℃干燥6-8小时性，得到表面改性的钛白粉；
（3）将适量的硝酸锌、硝酸铝、醋酸锰溶于去离子水中，搅拌20-30分钟后得到澄清溶液，然后将一定量的柠檬酸加入澄清溶液中，将混合溶液置于85-90℃水浴中，1000-1200转/分的速度进行搅拌，与此同时缓慢滴加适量的乙二醇，控制90-120分钟滴完，继续搅拌反应60-90分钟，得到凝胶状物质，将其置于远红外烘箱中以90-100℃烘干，研磨过800目筛后放入马弗炉中，以20-25℃/min的速率升温至700-750℃，煅烧2-3小时后冷却至室温，继续放入真空管式炉中，通入氨气状态下，升温至900-1000℃，氨解5-6小时，得到锰氮掺杂的铝酸锌；
（4）将表面改性钛白粉与锰氮掺杂的铝酸锌按照2-2.5:1的比例混合，溶于总量2-2.5倍量的乙酸乙酯中，高速搅拌乳化60-90分钟待用；将步骤（1）得到的混合树脂中加入适量的乙酸乙酯，高速搅拌下一次加入高岭土、光稳定剂GW-540以及上述乳化产物，继续高速搅拌5-10分钟即可。
2.根据权利要求1所述的一种用于涂层布的丙烯酸氟碳复合热反射防晒涂料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的丙烯酸树脂的固含量为60-65%，氟碳树脂的固含量为63-67%。
3.根据权利要求1所述的一种用于涂层布的丙烯酸氟碳复合热反射防晒涂料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的硅烷偶联剂KH570的添加量为纳米钛白粉质量的4%。
4.根据权利要求1所述的一种用于涂层布的丙烯酸氟碳复合热反射防晒涂料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的硝酸锌、硝酸铝、醋酸锰、柠檬酸、乙二醇的物质的量比为1:2:1:12:8。
5.根据权利要求1所述的一种用于涂层布的丙烯酸氟碳复合热反射防晒涂料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述的高岭土的添加量为混合树脂质量的12-13%，光稳定剂GW-540的添加量为混合树脂质量的2-3%，乳化产物的添加量为混合树脂质量的35-40%。
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