CN109111839A - 一种防紫外线涂料及其制备方法 - Google Patents

一种防紫外线涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防紫外线涂料及其制备方法，制备的防紫外线涂料具有较高的紫外线遮挡率，抗紫外性能良好；在涂料中加入绿茶提取液，显著提高了涂料的抗紫外线功能，同时，膨润土经过二硫化改性后应用于绿茶的提取，可以提高有效物质的提取效率，进一步的提高涂料的紫外线遮挡率；将绢云母和黏土应用于防紫外线涂料，使黏土附着在层状的绢云母结构上，有效阻挡紫外线，并且提高了涂膜的机械性能。

Description

一种防紫外线涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种防紫外线涂料及其制备方法。
背景技术
紫外线的防护是保护材料的重要途径之一。紫外线对材料的危害主要是由于阳光曝晒，有机物特别是聚合物材料中聚合物在含氧环境中受紫外线照射后会发生各种物理变化和化学变化，以致产生变色、表面龟裂、粉化、机械性能和电气性能的恶化等。而防紫外线涂料可以保护基体不被紫外线辐射而造成危害，在建筑、纺织、汽车等行业应用广泛。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种紫外线防护效果好的防紫外线涂料及其制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种防紫外线涂料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
绿茶10-20，膨润土3-5，绢云母10-15，黏土5-10，聚氨酯共聚物40-50，丙烯酸树脂20-30，乙基纤维素2-4，偶联剂溶液30-60，二硫化钼1-2，甘油2-5。
进一步的，其制备方法包括以下步骤：
（1）将绿茶放入冷冻干燥箱中，于-20～-30℃下冷冻干燥3-5h，然后粉碎，并过100-200目筛，随后加入到其体积10-20倍的甲醇与丙酮混合溶剂中，在65-75下超声分散10-20min后，加入膨润土，继续超声30-60min，然后在500-800rpm下，搅拌回流3-4h，冷却至室温，离心，保留上清液；
（2）采用高能球磨的方式将绢云母、黏土研磨成超细粉状，过筛，选取粒径为20-50μm的混合物粉末，然后将所得混合物粉末分散到其体积20-30倍的偶联剂溶液中，在40-50℃、200-300rpm条件下反应5-10h，然后过滤，蒸馏水洗涤，并在70-80℃下干燥；
（3）将步骤（2）所得物加入到步骤（1）所得上清液中，然后转入球磨机中球磨至粒度为10-30μm，加入聚氨酯共聚物、丙烯酸树脂，在1000-1200rpm转速下分散30-40min，即可抗紫外线涂料。
进一步的，步骤（1）所述甲醇与丙酮混合溶剂中甲醇含量为10-30%，余量为丙酮。
进一步的，步骤（1）所述膨润土经过以下改性处理：将膨润土放入管式炉中，氮气氛围下，在300-320℃煅烧30-50min，然后以4-6℃/min的速率降至室温，随后放入-5～-10℃下冰冻1-2h，取出后采用纳米研磨机将膨润土研磨至100-600nm，然后分散到放入改性剂溶液中，70-80Hz下超声处理30-40min，然后过滤，在100-120℃的真空干燥箱中烘干；
进一步的，步骤（1）所述超声条件为45-50Hz，1000-1500W。
进一步的，步骤（2）所述偶联剂溶液为2-5%的硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570的乙醇溶液。
进一步的，所述改性剂溶液为，将二硫化钼分散到其体积20-50倍的乙醇中，然后加入甘油，在1000-2000rpm、70-75℃下搅拌分散50-60min，然后加入乙基纤维素，继续分散20-30min即可。
本发明的有益效果：本发明制备的防紫外线涂料具有较高的紫外线遮挡率，抗紫外性能良好；在涂料中加入绿茶提取液，显著提高了涂料的抗紫外线功能，同时，膨润土经过二硫化改性后应用于绿茶的提取，可以提高有效物质的提取效率，进一步的提高涂料的紫外线遮挡率；将绢云母和黏土应用于防紫外线涂料，使黏土附着在层状的绢云母结构上，有效阻挡紫外线，并且提高了涂膜的机械性能。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
一种防紫外线涂料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
绿茶10，膨润土3，绢云母10，黏土5，聚氨酯共聚物40，丙烯酸树脂20，乙基纤维素2，偶联剂溶液30，二硫化钼1，甘油2。
进一步的，其制备方法包括以下步骤：
（1）将绿茶放入冷冻干燥箱中，于-20℃下冷冻干燥3h，然后粉碎，并过100目筛，随后加入到其体积10倍的甲醇与丙酮混合溶剂中，在65下超声分散10min后，加入膨润土，继续超声30min，然后在500rpm下，搅拌回流3h，冷却至室温，离心，保留上清液；
（2）采用高能球磨的方式将绢云母、黏土研磨成超细粉状，过筛，选取粒径为20μm的混合物粉末，然后将所得混合物粉末分散到其体积20倍的偶联剂溶液中，在40℃、200rpm条件下反应5h，然后过滤，蒸馏水洗涤，并在70℃下干燥；
（3）将步骤（2）所得物加入到步骤（1）所得上清液中，然后转入球磨机中球磨至粒度为10μm，加入聚氨酯共聚物、丙烯酸树脂，在1000rpm转速下分散30min，即可抗紫外线涂料。
进一步的，步骤（1）所述甲醇与丙酮混合溶剂中甲醇含量为10%，余量为丙酮。
进一步的，步骤（1）所述膨润土经过以下改性处理：将膨润土放入管式炉中，氮气氛围下，在300℃煅烧30min，然后以4℃/min的速率降至室温，随后放入-5℃下冰冻1h，取出后采用纳米研磨机将膨润土研磨至100nm，然后分散到放入改性剂溶液中，70Hz下超声处理30min，然后过滤，在100℃的真空干燥箱中烘干；
进一步的，步骤（1）所述超声条件为45Hz，1000W。
进一步的，步骤（2）所述偶联剂溶液为2%的硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570的乙醇溶液。
进一步的，所述改性剂溶液为，将二硫化钼分散到其体积20倍的乙醇中，然后加入甘油，在1000rpm、70℃下搅拌分散50min，然后加入乙基纤维素，继续分散20min即可。
实施例2
一种防紫外线涂料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
绿茶15，膨润土4，绢云母12，黏土7，聚氨酯共聚物45，丙烯酸树脂25，乙基纤维素3，偶联剂溶液40，二硫化钼2，甘油4。
进一步的，其制备方法包括以下步骤：
（1）将绿茶放入冷冻干燥箱中，于-25℃下冷冻干燥4h，然后粉碎，并过150目筛，随后加入到其体积15倍的甲醇与丙酮混合溶剂中，在70下超声分散15min后，加入膨润土，继续超声40min，然后在600rpm下，搅拌回流4h，冷却至室温，离心，保留上清液；
（2）采用高能球磨的方式将绢云母、黏土研磨成超细粉状，过筛，选取粒径为30μm的混合物粉末，然后将所得混合物粉末分散到其体积25倍的偶联剂溶液中，在45℃、250rpm条件下反应8h，然后过滤，蒸馏水洗涤，并在75℃下干燥；
（3）将步骤（2）所得物加入到步骤（1）所得上清液中，然后转入球磨机中球磨至粒度为20μm，加入聚氨酯共聚物、丙烯酸树脂，在1100rpm转速下分散35min，即可抗紫外线涂料。
进一步的，步骤（1）所述甲醇与丙酮混合溶剂中甲醇含量为20%，余量为丙酮。
进一步的，步骤（1）所述膨润土经过以下改性处理：将膨润土放入管式炉中，氮气氛围下，在310℃煅烧40min，然后以5℃/min的速率降至室温，随后放入-7℃下冰冻2h，取出后采用纳米研磨机将膨润土研磨至400nm，然后分散到放入改性剂溶液中，75Hz下超声处理35min，然后过滤，在110℃的真空干燥箱中烘干；
进一步的，步骤（1）所述超声条件为47Hz，1200W。
进一步的，步骤（2）所述偶联剂溶液为4%的硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570的乙醇溶液。
进一步的，所述改性剂溶液为，将二硫化钼分散到其体积30倍的乙醇中，然后加入甘油，在1500rpm、72℃下搅拌分散55min，然后加入乙基纤维素，继续分散25min即可。
实施例3
一种防紫外线涂料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
绿茶20，膨润土5，绢云母15，黏土10，聚氨酯共聚物50，丙烯酸树脂30，乙基纤维素4，偶联剂溶液60，二硫化钼2，甘油5。
进一步的，其制备方法包括以下步骤：
（1）将绿茶放入冷冻干燥箱中，于-30℃下冷冻干燥5h，然后粉碎，并过200目筛，随后加入到其体积20倍的甲醇与丙酮混合溶剂中，在75下超声分散20min后，加入膨润土，继续超声60min，然后在800rpm下，搅拌回流4h，冷却至室温，离心，保留上清液；
（2）采用高能球磨的方式将绢云母、黏土研磨成超细粉状，过筛，选取粒径为50μm的混合物粉末，然后将所得混合物粉末分散到其体积30倍的偶联剂溶液中，在50℃、300rpm条件下反应10h，然后过滤，蒸馏水洗涤，并在80℃下干燥；
（3）将步骤（2）所得物加入到步骤（1）所得上清液中，然后转入球磨机中球磨至粒度为30μm，加入聚氨酯共聚物、丙烯酸树脂，在1200rpm转速下分散40min，即可抗紫外线涂料。
进一步的，步骤（1）所述甲醇与丙酮混合溶剂中甲醇含量为30%，余量为丙酮。
进一步的，步骤（1）所述膨润土经过以下改性处理：将膨润土放入管式炉中，氮气氛围下，在320℃煅烧50min，然后以6℃/min的速率降至室温，随后放入-10℃下冰冻2h，取出后采用纳米研磨机将膨润土研磨至600nm，然后分散到放入改性剂溶液中，80Hz下超声处理40min，然后过滤，在120℃的真空干燥箱中烘干；
进一步的，步骤（1）所述超声条件为50Hz，1500W。
进一步的，步骤（2）所述偶联剂溶液为5%的硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570的乙醇溶液。
进一步的，所述改性剂溶液为，将二硫化钼分散到其体积50倍的乙醇中，然后加入甘油，在2000rpm、75℃下搅拌分散60min，然后加入乙基纤维素，继续分散30min即可。
对比实施例1
本对比实施例相比于实施例1，省略了膨润土的加入，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例相比于实施例1，省略了膨润土的改性处理步骤，除此之外的方法均相同。
对比实施例3
本对比实施例相比于实施例1，省略了绿茶的加入，除此之外的方法均相同。
实验：将各组所得样品分别均匀涂覆于3cm*3cm的透明玻璃板上，烘干后，用紫外线
测试仪进行测试。计算紫外线遮挡率。
测试数据如表1所示：
表1
紫外线遮挡率（%）
实施例1 98.5
实施例2 98.9
实施例3 98.7
对比实施例1 84.2
对比实施例2 76.6
对比实施例3 75.8
由表1可以看出，本发明制备的防紫外线涂料具有较高的紫外线遮挡率，绿茶提取液具有较好的抗紫外线功能，同时，膨润土经过二硫化改性后应用于绿茶的提取，可以提高有效物质的提取效率，进一步的提高涂料的紫外线遮挡率。

Claims (7)

1.一种防紫外线涂料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
绿茶10-20，膨润土3-5，绢云母10-15，黏土5-10，聚氨酯共聚物40-50，丙烯酸树脂20-30，乙基纤维素2-4，偶联剂溶液30-60，二硫化钼1-2，甘油2-5。
2.根据权利要求1所述的一种防紫外线涂料，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
（1）将绿茶放入冷冻干燥箱中，于-20～-30℃下冷冻干燥3-5h，然后粉碎，并过100-200目筛，随后加入到其体积10-20倍的甲醇与丙酮混合溶剂中，在65-75下超声分散10-20min后，加入膨润土，继续超声30-60min，然后在500-800rpm下，搅拌回流3-4h，冷却至室温，离心，保留上清液；
（2）采用高能球磨的方式将绢云母、黏土研磨成超细粉状，过筛，选取粒径为20-50μm的混合物粉末，然后将所得混合物粉末分散到其体积20-30倍的偶联剂溶液中，在40-50℃、200-300rpm条件下反应5-10h，然后过滤，蒸馏水洗涤，并在70-80℃下干燥；
（3）将步骤（2）所得物加入到步骤（1）所得上清液中，然后转入球磨机中球磨至粒度为10-30μm，加入聚氨酯共聚物、丙烯酸树脂，在1000-1200rpm转速下分散30-40min，即可抗紫外线涂料。
3.根据权利要求2所述的一种防紫外线涂料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述甲醇与丙酮混合溶剂中甲醇含量为10-30%，余量为丙酮。
4.根据权利要求2所述的一种防紫外线涂料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述膨润土经过以下改性处理：将膨润土放入管式炉中，氮气氛围下，在300-320℃煅烧30-50min，然后以4-6℃/min的速率降至室温，随后放入-5～-10℃下冰冻1-2h，取出后采用纳米研磨机将膨润土研磨至100-600nm，然后分散到放入改性剂溶液中，70-80Hz下超声处理30-40min，然后过滤，在100-120℃的真空干燥箱中烘干。
5.根据权利要求2所述的一种防紫外线涂料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述超声条件为45-50Hz，1000-1500W。
6.根据权利要求2所述的一种防紫外线涂料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述偶联剂溶液为2-5%的硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570的乙醇溶液。
7.根据权利要求4所述的膨润土改性方法，其特征在于，所述改性剂溶液为，将二硫化钼分散到其体积20-50倍的乙醇中，然后加入甘油，在1000-2000rpm、70-75℃下搅拌分散50-60min，然后加入乙基纤维素，继续分散20-30min即可。
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