CN108795256A - 一种隔热防晒涂料及其制备方法 - Google Patents

一种隔热防晒涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种隔热防晒涂料及其制备方法，属于涂料领域。本发明1,4‑丁二醇与2‑甲基丙二醇复配得到多元醇原料，与氟树脂、生漆进行复配形成涂料的基体物，加入复合偶联剂对表面进行修饰，增强各树脂之间的相容性，可在漆酚的侧链上同时引入含氟基团提高其疏水性能和抗老化性能，与聚酯型树脂基体形成辅助，提高了隔热防晒涂料的耐候性能。以空心玻璃微珠为基体，加入四氯化钛、三氯化铁进行双层修饰，利用其空心玻璃微珠本身由于中空结构中夹杂的稀薄空气，在涂层中能形成紧密排列的隔离层，有效阻隔太阳辐射的传递，起到有效的隔热效果。本发明解决了目前隔热防晒涂料隔热效果不佳，易老化的问题。

Description

一种隔热防晒涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种涂料，具体涉及一种隔热防晒涂料及其制备方法。
背景技术
紫外线在太阳光中对人体危害最大，过渡照射紫外线时紫外线的能量可引发皮肤老化、甚至容易导致皮肤癌，也可导致各种窗户帘及地板、塑料盒印刷品的褪色。因此人们越来越关注紫外线照射的危害，特别是其会使皮肤产生红斑、黑斑、使皮肤老化，甚至引起皮肤癌。有一些地区受到太阳直射时间比较长，所以炎热是一些地区的一大特色，一直持续几个月的炎热天气，很多外漏的物体在炎热的太阳下受到日晒的时间特别长，很多东西容易变形受损，夏季来临防晒就成了人们的一件大事，需要一些防晒措施，所以防晒涂料作为一种新型的功能性涂料有着更为广阔的市场和应用前景。目前市面上的隔热材料大多存在以下问题：普遍具有毒性、不具备绿色环保的特性；隔热效果不佳，易老化、使用寿命较短等，因此需要研制一类新型的防晒隔热涂料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前隔热防晒涂料隔热效果不佳，易老化的问题，提供一种隔热防晒涂料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种隔热防晒涂料，包括涂料基料、隔热添加剂；
所述涂料基料的制备方法，包括如下步骤：
取1,4-丁二醇按质量比2~4：1~3加入2-甲基丙二醇混合，得混合液，取1,4-环己烷二甲酸按质量比1~3：2~4加入偏苯三酸酐混合，得混合液a，取混合液按质量比3~6：2~5加入混合液a，升温至240~250℃搅拌混合20~30min，再加入混合液质量0.8~1.5%的三羟甲基丙烷和混合液质量2~5%的二醋酸二丁基锡，于240~250℃保温2~4h，冷却至室温，调节pH至7~7.2，即得涂料基料。
所述隔热添加剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取空心玻璃微珠按质量比1~3：10~15加入蒸馏水混合，再加入空心玻璃微珠质量50~60%的十二烷基苯磺酸溶液，于50~55℃搅拌混合，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比3~7：20~30加入四氯化钛溶液，调节pH至3~4，搅拌混合，得混合物；
（2）取混合物按质量比10~15：8~10加入质量分数为15%的三氯化铁溶液，再加入混合物质量10~30%的质量分数为10%的氢氧化钠溶液，于50~60℃搅拌混合30~40min，过滤，取滤渣保温，冷却至室温，得冷却物；
（3）按质量份数计，取10~15份冷却物、8~12份六硼化镧粉末、80~100份异丙醇、5~10份聚乙烯吡咯烷酮搅拌混合，再加入冷却物质量10~20%的十二烷基苯磺酸钠，球磨，超声，过滤，取滤渣干燥，即得隔热添加剂。
所述步骤（2）中滤渣保温条件为：于600~650℃保温1~2h。
其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
按质量份数计，取200~300份涂料基料、50~80份氟树脂、30~50份生漆、50~80份隔热添加剂、15~20份三缩水甘油异氰尿酸酯、5~9份双氰胺、3~6份抗氧化剂、10~20份流平剂、4~7份偶联剂、40~50份水，升温至40~60℃搅拌混合1~3h，即得隔热防晒涂料。
所述抗氧化剂：N-苯基-α-萘胺按质量比3~6：2~4加入N-苄胺苯二胺混合，即得。
所述流平剂：硅氧烷丙烯酸酯按质量比3~5：1~3加入聚醚改性聚二甲基硅氧烷混合，即得。
所述偶联剂：γ-氨丙基三乙氧基硅烷按质量比1~3：2~4加入N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，即得。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明1,4-丁二醇与2-甲基丙二醇复配得到多元醇原料，1,4-环己烷二甲酸、偏苯三酸复配得到多元酸原料，加入扩链剂三羟甲基丙烷和催化剂二醋酸二丁基锡，进行酯化反应形成聚酯型树脂，固化后的胶层硬度大、透明性好、耐热性较好，与氟树脂、生漆进行复配形成涂料的基体物，漆酚中酚羟基在活性固化剂的三缩水甘油异氰尿酸酯的作用下与聚酯型树脂、氟树脂进行复合，加入复合偶联剂对表面进行修饰，增强各树脂之间的相容性，可在漆酚的侧链上同时引入含氟基团提高其疏水性能和抗老化性能，与聚酯型树脂基体形成辅助，提高了隔热防晒涂料的耐候性能；
（2）本发明以空心玻璃微珠为基体，加入四氯化钛、三氯化铁进行双层修饰，利用其空心玻璃微珠本身由于中空结构中夹杂的稀薄空气，在涂层中能形成紧密排列的隔离层，有效阻隔太阳辐射的传递，起到有效的隔热效果，引入的TiO2的太阳光反射比高，增强了其反射太阳辐射与阻止热传导的能力，另外以其为基体再包覆一层Fe2O3，在高温状态下生成的稳定氧化物，增强了涂料的抗氧化能力，并且包覆的纳米粒子均具有半导体的特性，能够吸收太阳光可见波段的紫外线，加入六硼化镧粒子辅助，其具有局域表面等离子体共振效应，除了对太阳光中的可见光区具有优异透过性外，还对近红外波段的热辐射有着很好屏蔽作用，得到的隔热添加剂也能作为填料加入涂料，使得交联密度增大，涂膜形成致密结构，从而延缓材料老化、提高耐候性。
具体实施方式
抗氧化剂：N-苯基-α-萘胺按质量比3~6：2~4加入N-苄胺苯二胺混合，即得。
流平剂：硅氧烷丙烯酸酯按质量比3~5：1~3加入聚醚改性聚二甲基硅氧烷混合，即得。
偶联剂：γ-氨丙基三乙氧基硅烷按质量比1~3：2~4加入N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，即得。
涂料基料：取1,4-丁二醇按质量比2~4：1~3加入2-甲基丙二醇混合，得混合液，取1,4-环己烷二甲酸按质量比1~3：2~4加入偏苯三酸酐混合，得混合液a，取混合液按质量比3~6：2~5加入混合液a，升温至240~250℃搅拌混合20~30min，再加入混合液质量0.8~1.5%的三羟甲基丙烷和混合液质量2~5%的二醋酸二丁基锡，于240~250℃保温2~4h，冷却至室温，调节pH至7~7.2，即得涂料基料。
隔热添加剂：（1）取空心玻璃微珠按质量比1~3：10~15加入蒸馏水混合，再加入空心玻璃微珠质量50~60%的质量分数为1%的十二烷基苯磺酸溶液，于50~55℃搅拌混合20~30min，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比3~7：20~30加入质量分数为10%的四氯化钛溶液，调节pH至3~4，搅拌混合4~5h，得混合物；
（2）取混合物按质量比10~15：8~10加入质量分数为15%的三氯化铁溶液，再加入混合物质量10~30%的质量分数为10%的氢氧化钠溶液，于50~60℃搅拌混合30~40min，过滤，取滤渣于600~650℃保温1~2h，冷却至室温，得冷却物；
（3）按质量份数计，取10~15份冷却物、8~12份六硼化镧粉末、80~100份异丙醇、5~10份聚乙烯吡咯烷酮搅拌混合20~30min，再加入冷却物质量10~20%的十二烷基苯磺酸钠，球磨5~6h，超声10~15min，过滤，取滤渣干燥，即得隔热添加剂。
一种隔热防晒涂料的制备方法，包括如下步骤：
按质量份数计，取200~300份涂料基料、50~80份氟树脂、30~50份生漆、50~80份隔热添加剂、15~20份三缩水甘油异氰尿酸酯、5~9份双氰胺、3~6份抗氧化剂、10~20份流平剂、4~7份偶联剂、40~50份水，升温至40~60℃搅拌混合1~3h，即得隔热防晒涂料。
实施例1
抗氧化剂：N-苯基-α-萘胺按质量比3：2加入N-苄胺苯二胺混合，即得。
流平剂：硅氧烷丙烯酸酯按质量比3：1加入聚醚改性聚二甲基硅氧烷混合，即得。
偶联剂：γ-氨丙基三乙氧基硅烷按质量比1：2加入N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，即得。
涂料基料：取1,4-丁二醇按质量比2：1加入2-甲基丙二醇混合，得混合液，取1,4-环己烷二甲酸按质量比1：2加入偏苯三酸酐混合，得混合液a，取混合液按质量比3：2加入混合液a，升温至240℃搅拌混合20min，再加入混合液质量0.8%的三羟甲基丙烷和混合液质量2%的二醋酸二丁基锡，于240℃保温2h，冷却至室温，调节pH至7，即得涂料基料。
隔热添加剂：（1）取空心玻璃微珠按质量比1：10加入蒸馏水混合，再加入空心玻璃微珠质量50%的质量分数为1%的十二烷基苯磺酸溶液，于50℃搅拌混合20min，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比3：20加入质量分数为10%的四氯化钛溶液，调节pH至3，搅拌混合4h，得混合物；
（2）取混合物按质量比10：8加入质量分数为15%的三氯化铁溶液，再加入混合物质量10%的质量分数为10%的氢氧化钠溶液，于50℃搅拌混合30min，过滤，取滤渣于600℃保温1h，冷却至室温，得冷却物；
（3）按质量份数计，取10份冷却物、8份六硼化镧粉末、80份异丙醇、5份聚乙烯吡咯烷酮搅拌混合20min，再加入冷却物质量10%的十二烷基苯磺酸钠，球磨5h，超声10min，过滤，取滤渣干燥，即得隔热添加剂。
一种隔热防晒涂料的制备方法，包括如下步骤：
按质量份数计，取200份涂料基料、50份氟树脂、30份生漆、50份隔热添加剂、15份三缩水甘油异氰尿酸酯、5份双氰胺、3份抗氧化剂、10份流平剂、4份偶联剂、40份水，升温至40℃搅拌混合1h，即得隔热防晒涂料。
实施例2
抗氧化剂：N-苯基-α-萘胺按质量比4：3加入N-苄胺苯二胺混合，即得。
流平剂：硅氧烷丙烯酸酯按质量比4：2加入聚醚改性聚二甲基硅氧烷混合，即得。
偶联剂：γ-氨丙基三乙氧基硅烷按质量比2：3加入N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，即得。
涂料基料：取1,4-丁二醇按质量比3：2加入2-甲基丙二醇混合，得混合液，取1,4-环己烷二甲酸按质量比2：3加入偏苯三酸酐混合，得混合液a，取混合液按质量比4：3加入混合液a，升温至245℃搅拌混合25min，再加入混合液质量1.0%的三羟甲基丙烷和混合液质量3%的二醋酸二丁基锡，于245℃保温3h，冷却至室温，调节pH至7.1，即得涂料基料。
隔热添加剂：（1）取空心玻璃微珠按质量比2：13加入蒸馏水混合，再加入空心玻璃微珠质量55%的质量分数为1%的十二烷基苯磺酸溶液，于52℃搅拌混合25min，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比4：25加入质量分数为10%的四氯化钛溶液，调节pH至3.5，搅拌混合4.5h，得混合物；
（2）取混合物按质量比13：9加入质量分数为15%的三氯化铁溶液，再加入混合物质量20%的质量分数为10%的氢氧化钠溶液，于55℃搅拌混合35min，过滤，取滤渣于630℃保温1.5h，冷却至室温，得冷却物；
（3）按质量份数计，取13份冷却物、10份六硼化镧粉末、90份异丙醇、7份聚乙烯吡咯烷酮搅拌混合25min，再加入冷却物质量15%的十二烷基苯磺酸钠，球磨5.5h，超声13min，过滤，取滤渣干燥，即得隔热添加剂。
一种隔热防晒涂料的制备方法，包括如下步骤：
按质量份数计，取250份涂料基料、65份氟树脂、40份生漆、60份隔热添加剂、17份三缩水甘油异氰尿酸酯、7份双氰胺、5份抗氧化剂、13份流平剂、5份偶联剂、45份水，升温至50℃搅拌混合2h，即得隔热防晒涂料。
实施例3
抗氧化剂：N-苯基-α-萘胺按质量比6：4加入N-苄胺苯二胺混合，即得。
流平剂：硅氧烷丙烯酸酯按质量比5：3加入聚醚改性聚二甲基硅氧烷混合，即得。
偶联剂：γ-氨丙基三乙氧基硅烷按质量比3：4加入N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，即得。
涂料基料：取1,4-丁二醇按质量比4：3加入2-甲基丙二醇混合，得混合液，取1,4-环己烷二甲酸按质量比3：4加入偏苯三酸酐混合，得混合液a，取混合液按质量比6：5加入混合液a，升温至250℃搅拌混合30min，再加入混合液质量1.5%的三羟甲基丙烷和混合液质量5%的二醋酸二丁基锡，于250℃保温4h，冷却至室温，调节pH至7.2，即得涂料基料。
隔热添加剂：（1）取空心玻璃微珠按质量比3：15加入蒸馏水混合，再加入空心玻璃微珠质量60%的质量分数为1%的十二烷基苯磺酸溶液，于55℃搅拌混合30min，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比7：30加入质量分数为10%的四氯化钛溶液，调节pH至4，搅拌混合5h，得混合物；
（2）取混合物按质量比15：10加入质量分数为15%的三氯化铁溶液，再加入混合物质量30%的质量分数为10%的氢氧化钠溶液，于60℃搅拌混合40min，过滤，取滤渣于650℃保温2h，冷却至室温，得冷却物；
（3）按质量份数计，取15份冷却物、12份六硼化镧粉末、100份异丙醇、10份聚乙烯吡咯烷酮搅拌混合30min，再加入冷却物质量20%的十二烷基苯磺酸钠，球磨6h，超声15min，过滤，取滤渣干燥，即得隔热添加剂。
一种隔热防晒涂料的制备方法，包括如下步骤：
按质量份数计，取300份涂料基料、80份氟树脂、50份生漆、80份隔热添加剂、20份三缩水甘油异氰尿酸酯、9份双氰胺、6份抗氧化剂、20份流平剂、7份偶联剂、50份水，升温至60℃搅拌混合3h，即得隔热防晒涂料。
对比例1：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少涂料基料。
对比例2：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少隔热添加剂。
对比例3：北京市某公司生产的隔热防晒涂料。
将实施例1~3和对比例1~3隔热防晒涂料进行产品性能评价测试，测试结果如下表1。
表1：
综合上述，本发明制备的隔热防晒涂料隔热效果佳，不易老化，值得推广使用。

Claims (7)

1.一种隔热防晒涂料，其特征在于，包括涂料基料、隔热添加剂；
所述涂料基料的制备方法，包括如下步骤：
取1,4-丁二醇按质量比2~4：1~3加入2-甲基丙二醇混合，得混合液，取1,4-环己烷二甲酸按质量比1~3：2~4加入偏苯三酸酐混合，得混合液a，取混合液按质量比3~6：2~5加入混合液a，升温至240~250℃搅拌混合20~30min，再加入混合液质量0.8~1.5%的三羟甲基丙烷和混合液质量2~5%的二醋酸二丁基锡，于240~250℃保温2~4h，冷却至室温，调节pH至7~7.2，即得涂料基料。
2.根据权利要求1所述的隔热防晒涂料，其特征在于，所述隔热添加剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取空心玻璃微珠按质量比1~3：10~15加入蒸馏水混合，再加入空心玻璃微珠质量50~60%的十二烷基苯磺酸溶液，于50~55℃搅拌混合，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比3~7：20~30加入四氯化钛溶液，调节pH至3~4，搅拌混合，得混合物；
（2）取混合物按质量比10~15：8~10加入质量分数为15%的三氯化铁溶液，再加入混合物质量10~30%的质量分数为10%的氢氧化钠溶液，于50~60℃搅拌混合30~40min，过滤，取滤渣保温，冷却至室温，得冷却物；
（3）按质量份数计，取10~15份冷却物、8~12份六硼化镧粉末、80~100份异丙醇、5~10份聚乙烯吡咯烷酮搅拌混合，再加入冷却物质量10~20%的十二烷基苯磺酸钠，球磨，超声，过滤，取滤渣干燥，即得隔热添加剂。
3.根据权利要求1所述的隔热防晒涂料，其特征在于，所述步骤（2）中滤渣保温条件为：于600~650℃保温1~2h。
4.一种如权利要求1~3任意一项所述的隔热防晒涂料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
按质量份数计，取200~300份涂料基料、50~80份氟树脂、30~50份生漆、50~80份隔热添加剂、15~20份三缩水甘油异氰尿酸酯、5~9份双氰胺、3~6份抗氧化剂、10~20份流平剂、4~7份偶联剂、40~50份水，升温至40~60℃搅拌混合1~3h，即得隔热防晒涂料。
5.根据权利要求4所述的隔热防晒涂料的制备方法，其特征在于，所述抗氧化剂为：N-苯基-α-萘胺按质量比3~6：2~4加入N-苄胺苯二胺混合，即得。
6.根据权利要求4所述的隔热防晒涂料的制备方法，其特征在于，所述流平剂为：硅氧烷丙烯酸酯按质量比3~5：1~3加入聚醚改性聚二甲基硅氧烷混合，即得。
7.根据权利要求4所述的隔热防晒涂料的制备方法，其特征在于，所述偶联剂为：γ-氨丙基三乙氧基硅烷按质量比1~3：2~4加入N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，即得。
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