CN111320905A - 一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法 - Google Patents

一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111320905A
CN111320905A CN202010171728.6A CN202010171728A CN111320905A CN 111320905 A CN111320905 A CN 111320905A CN 202010171728 A CN202010171728 A CN 202010171728A CN 111320905 A CN111320905 A CN 111320905A
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium dioxide
flower
polyacrylate
shaped hollow
polystyrene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010171728.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111320905B (zh
Inventor
鲍艳
郭茹月
王梦雨
马建中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi University of Science and Technology
Original Assignee
Shaanxi University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi University of Science and Technology filed Critical Shaanxi University of Science and Technology
Priority to CN202010171728.6A priority Critical patent/CN111320905B/zh
Publication of CN111320905A publication Critical patent/CN111320905A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111320905B publication Critical patent/CN111320905B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/004—Reflecting paints; Signal paints

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)

Abstract

一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法，将聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球超声分散在N,N‑二甲基甲酰胺和异丙醇的混合液中，超声后加入钛酸四丁酯，在160～220℃下保温反应18～26h，再将所得产物分散在水中，超声后加入到聚丙烯酸酯乳液中，搅拌下在70～85℃下保温反应5～8h即可。聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合薄膜的导热系数降低至0.162W/(m*K)，近红外反射率提高至54.98％，紫外透过率降低至1％以下。

Description

一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑 涂料的制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，特别涉及一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法。
背景技术
近年来，建筑行业作为我国的耗能大户，消耗的能源占到全社会总能耗的30％，造成了严重的能源浪费。为了实现建筑物的节能，关于建筑物的能源管理和能源消耗最小化的研究变得越来越重要。目前，关于建筑保温隔热涂料的研究主要分为两方面：一是利用导热系数较低的材料对热量的阻隔作用制备阻隔型涂料；二是利用光反射性能较高的材料减少涂层对热量的吸收制备反射型涂料。然而，单一性能的涂料在使用过程中均具有一定的局限性，因此，多种机理协同作用的复合保温隔热材料成为一项新的研究热点。
此外，在恶劣天气的影响下，建筑涂料在使用一段时间后会出现脏污和脱落的问题，其主要原因之一是在紫外线照射下涂层发生老化。因此，建筑涂料必须具有良好的抗紫外线性能。通常，添加紫外线阻隔物质是提高涂料耐紫外线性能的常用方法，然而，大多数紫外线防护剂对UVB有效，但对UVA无效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法。采用该方法制备的复合涂层具有良好的保温隔热性能及优异的抗紫外性能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球超声分散在N,N-二甲基甲酰胺和异丙醇的混合液中，超声后加入钛酸四丁酯，搅拌均匀，在160～220℃下保温反应18～26h，离心，洗涤，干燥，煅烧，得到花状中空二氧化硅@二氧化钛微球；
(2)将花状中空二氧化硅@二氧化钛微球超声分散在水中，超声后加入到聚丙烯酸酯乳液中，搅拌下在70～85℃下保温反应5～8h，得到聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料。
本发明进一步的改进在于，步骤(1)中，聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球与N,N-二甲基甲酰胺的比为0.05～0.15g：10～20mL。
本发明进一步的改进在于，步骤(1)中，N,N-二甲基甲酰胺和异丙醇的体积比为10～20：25～35。
本发明进一步的改进在于，步骤(1)和步骤(2)中，超声的时间均为15～20min。
本发明进一步的改进在于，步骤(1)中，聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球与钛酸四丁酯的比为0.05～0.15g：0.8～2.0mL。
本发明进一步的改进在于，步骤(1)中，煅烧的温度为450～500℃，时间为3～5h。
本发明进一步的改进在于，步骤(1)中，聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球通过以下过程制得：
(a)将聚苯乙烯微球乳液用水和异丙醇的混合液稀释，调节pH值至8.0～10.5；然后滴加正硅酸乙酯，滴加完毕后于搅拌下，在65～85℃保温反应4～8h，得到聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球；
(b)将聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球超声分散在无水乙醇中，超声后滴加钛酸四丁酯的无水乙醇溶液，调节pH值至3.5～5.0；搅拌下在65～85℃下反应6～10h，得到聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球。
本发明进一步的改进在于，步骤(a)中，聚苯乙烯微球乳液、水、异丙醇与正硅酸乙酯的比为21～32mL：15～27 2.0～3.2g：74～85 2.0～3.2g：2.0～3.2g；
步骤(b)中，聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球与无水乙醇的比为0.20～0.35g：112～125mL；
步骤(b)中，钛酸四丁酯的无水乙醇溶液为钛酸四丁酯与无水乙醇质量比为1:100的溶液；
聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球与钛酸四丁酯的无水乙醇溶液的比为0.20～0.35g：41～55mL。
本发明进一步的改进在于，步骤(2)中，花状中空二氧化硅@二氧化钛微球与水的质量比为0.465～0.555：28～40；聚丙烯酸酯乳液的固含量为45～55％。
本发明进一步的改进在于，步骤(2)中，花状中空二氧化硅@二氧化钛微球与聚丙烯酸酯乳液的质量比为0.465～0.555g：31～37g。
相对于现有技术，本发明具有的有益效果为：本发明在花状中空二氧化硅@二氧化钛微球的制备过程中，异丙醇在高温下的醚化反应生成少量水，与钛酸四丁酯发生水解-缩合反应生成TiO2小颗粒；而N,N-二甲基甲酰胺分解释放NH4 +离子，并吸附在TiO2晶粒的高能(001)晶面。随着反应时间的延长，吸附的NH4 +离子在高温条件下逐渐转变为氨气。在最小总势能理论的驱动下，暴露的高能晶面趋于融合并堆叠在一起，从而暴露出稳定的低能(101)晶面，导致纳米片的形成。其中，异丙醇的用量决定钛酸四丁酯水解-缩合反应的反应速率，N,N-二甲基甲酰胺的用量决定生成二氧化钛纳米片的数量，从而对花状中空二氧化硅@二氧化钛微球的形貌产生影响。
本发明利用花状中空二氧化硅@二氧化钛微球内壳层二氧化硅的低导热系数和良好的紫外反射性能，外壳层二氧化钛优异的近红外反射性能和紫外吸收性能，中空结构和表面不规则片层结构的低导热系数和对光线的多级反射与散射，实现聚丙烯酸酯薄膜保温隔热性能和抗紫外性能的同步提高。与纯聚丙烯酸酯薄膜相比，聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合薄膜的导热系数降低至0.162W/(m*K)，近红外反射率提高至54.98％，紫外透过率降低至1％以下。
由二维纳米片与双壳层中空微球组装而成的三维纳米材料——花状双壳层中空微球具有更加粗糙的表面结构和更大的比表面积，在实际应用中具有更加显著的优势。因此本发明将其与聚丙烯酸酯类涂料复合，制备出兼具保温隔热性能和抗紫外性能的复合建筑涂料。
附图说明
图1为实施例1制备的花状中空二氧化硅@二氧化钛微球的SEM照片，放大倍数为20000倍。
图2为实施例1制备的花状中空二氧化硅@二氧化钛微球的SEM照片，放大倍数为80000倍。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明所述一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料做进一步说明。
本发明包括以下步骤：
(1)将21～32mL聚苯乙烯微球乳液(制备方法见CN102704273A)用15～27mL去离子水和74～85mL异丙醇的混合液稀释，氨水调节pH至8.0～10.5；向上述溶液中滴加2.0～3.2g正硅酸乙酯，约5～15min滴加完毕；然后于65～85℃在200～350r/min机械搅拌下，保温反应4～8h，将产物离心并用异丙醇洗涤3～5次，于50～70℃下干燥4～6h，得到聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球。
(2)将0.20～0.35g聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球超声分散在112～125mL无水乙醇中，超声时间为15～25min，随之滴加41～55mL钛酸四丁酯的无水乙醇溶液，用醋酸调节pH至3.5～5.0；在200～350r/min、65～85℃下，保温反应6～10h，将产物离心并用无水乙醇洗涤3～5次，于50～70℃下干燥4～6h，得到聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球。所获得的聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球的粒径在250nm～500nm之间。其中，钛酸四丁酯的无水乙醇溶液为钛酸四丁酯与无水乙醇质量比为1:100的溶液。
(3)将0.05～0.15g聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球超声分散在10～20mL N,N-二甲基甲酰胺和25～35mL异丙醇的混合液中，超声时间为15～20min；然后，向其中加入0.8～2.0mL钛酸四丁酯，磁力搅拌10～15min，转移至聚四氟乙烯反应釜中，在160～220℃下保温反应18～26h，将产物离心并用无水乙醇洗涤3～5次，于50～70℃下干燥4～6h，得到表面具有不规则片层结构的花状聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球；最后，将微球在450～500℃下煅烧3～5h，得到表面具有不规则片层结构的花状中空二氧化硅@二氧化钛微球。所获得的花状中空二氧化硅@二氧化钛微球表面纳米片的长度为50～70nm，厚度为5～10nm。
(4)将0.465～0.555g花状中空二氧化硅@二氧化钛微球超声分散在28～40g去离子水中，超声时间为15～20min；然后，将其加入到31～37g聚丙烯酸酯乳液中，在200～350r/min、70～85℃下保温反应5～8h，所得产品即为聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料。其中，聚丙烯酸酯乳液的固含量为45～55％。
下面为具体实施例。
实施例1
(1)将22mL聚苯乙烯微球乳液用17mL去离子水和75mL异丙醇的混合液稀释，氨水调节pH至8.5；向上述溶液中滴加2.2g正硅酸乙酯，约6min滴加完毕；然后于68℃在220r/min机械搅拌下，保温反应5h，将产物离心并用异丙醇洗涤3次，于56℃下干燥5h，得到聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球。
(2)将0.25g聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球超声分散在115mL无水乙醇中，超声时间为18min，随之滴加42mL钛酸四丁酯的无水乙醇溶液，用醋酸调节pH至3.7；在250r/min、68℃下，保温反应8h，将产物离心并用无水乙醇洗涤4次，于55℃下干燥6h，得到聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球。其中，钛酸四丁酯的无水乙醇溶液为钛酸四丁酯与无水乙醇质量比为1:100的溶液。
(3)将0.08g聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球超声分散在15mL N,N-二甲基甲酰胺和28mL异丙醇的混合液中，超声时间为17min；然后，向其中加入1.0mL钛酸四丁酯，磁力搅拌12min，转移至聚四氟乙烯反应釜中，在180℃下保温反应20h，将产物离心并用无水乙醇洗涤4次，于55℃下干燥4h，得到表面具有不规则片层结构的花状聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球；最后，将微球在470℃下煅烧3h，得到表面具有不规则片层结构的花状中空二氧化硅@二氧化钛微球。
(4)将0.465g花状中空二氧化硅@二氧化钛微球超声分散在30g去离子水中，超声时间为18min；然后，将其加入到31g聚丙烯酸酯乳液中，在250r/min、75℃下保温反应5h，所得产品即为聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料。其中，聚丙烯酸酯乳液的固含量为45％。
实施例2
(1)将27mL聚苯乙烯微球乳液用25mL去离子水和84mL异丙醇的混合液稀释，氨水调节pH至10.3；向上述溶液中滴加2.5g正硅酸乙酯，约9min滴加完毕；然后于70℃在310r/min机械搅拌下，保温反应6h，将产物离心并用异丙醇洗涤5次，于55℃下干燥6h，得到聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球。
(2)将0.28g聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球超声分散在124mL无水乙醇中，超声时间为18min，随之滴加53mL钛酸四丁酯的无水乙醇溶液，用醋酸调节pH至4.0；在290r/min、82℃下，保温反应7h，将产物离心并用无水乙醇洗涤3次，于65℃下干燥4h，得到聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球。其中，钛酸四丁酯的无水乙醇溶液为钛酸四丁酯与无水乙醇质量比为1:100的溶液。
(3)将0.12g聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球超声分散在11mL N,N-二甲基甲酰胺和32mL异丙醇的混合液中，超声时间为20min；然后，向其中加入1.7mL钛酸四丁酯，磁力搅拌12min，转移至聚四氟乙烯反应釜中，在170℃下保温反应22h，将产物离心并用无水乙醇洗涤4次，于67℃下干燥5h，得到表面具有不规则片层结构的花状聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球；最后，将微球在490℃下煅烧5h，得到表面具有不规则片层结构的花状中空二氧化硅@二氧化钛微球。
(4)将0.525g花状中空二氧化硅@二氧化钛微球超声分散在37g去离子水中，超声时间为20min；然后，将其加入到35g聚丙烯酸酯乳液中，在290r/min、84℃下保温反应7h，所得产品即为聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料。其中，聚丙烯酸酯乳液的固含量为55％。
实施例3
(1)将32mL聚苯乙烯微球乳液用16mL去离子水和77mL异丙醇的混合液稀释，氨水调节pH至9.6；向上述溶液中滴加3.1g正硅酸乙酯，约12min滴加完毕；然后于78℃在310r/min机械搅拌下，保温反应6h，将产物离心并用异丙醇洗涤4次，于58℃下干燥5h，得到聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球。
(2)将0.29g聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球超声分散在115mL无水乙醇中，超声时间为19min，随之滴加47mL钛酸四丁酯的无水乙醇溶液，用醋酸调节pH至4.7；在270r/min、73℃下，保温反应9h，将产物离心并用无水乙醇洗涤4次，于68℃下干燥5h，得到聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球。其中，钛酸四丁酯的无水乙醇溶液为钛酸四丁酯与无水乙醇质量比为1:100的溶液。
(3)将0.15g聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球超声分散在12mL N,N-二甲基甲酰胺和27mL异丙醇的混合液中，超声时间为16min；然后，向其中加入1.7mL钛酸四丁酯，磁力搅拌12min，转移至聚四氟乙烯反应釜中，在210℃下保温反应18h，将产物离心并用无水乙醇洗涤3次，于65℃下干燥4h，得到表面具有不规则片层结构的花状聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球；最后，将微球在490℃下煅烧4h，得到表面具有不规则片层结构的花状中空二氧化硅@二氧化钛微球。
(4)将0.495g花状中空二氧化硅@二氧化钛微球超声分散在38g去离子水中，超声时间为17min；然后，将其加入到33g聚丙烯酸酯乳液中，在330r/min、82℃下保温反应6h，所得产品即为聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料。其中，聚丙烯酸酯乳液的固含量为50％。
实施例4
(1)将31mL聚苯乙烯微球乳液用17mL去离子水和80mL异丙醇的混合液稀释，氨水调节pH至10.2；向上述溶液中滴加2.2g正硅酸乙酯，约11min滴加完毕；然后于73℃在270r/min机械搅拌下，保温反应5h，将产物离心并用异丙醇洗涤3次，于59℃下干燥4h，得到聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球。
(2)将0.28g聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球超声分散在117mL无水乙醇中，超声时间为16min，随之滴加51mL钛酸四丁酯的无水乙醇溶液，用醋酸调节pH至4.3；在270r/min、68℃下，保温反应6h，将产物离心并用无水乙醇洗涤5次，于57℃下干燥5h，得到聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球。其中，钛酸四丁酯的无水乙醇溶液为钛酸四丁酯与无水乙醇质量比为1:100的溶液。
(3)将0.13g聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球超声分散在17mL N,N-二甲基甲酰胺和29mL异丙醇的混合液中，超声时间为18min；然后，向其中加入1.5mL钛酸四丁酯，磁力搅拌12min，转移至聚四氟乙烯反应釜中，在170℃下保温反应23h，将产物离心并用无水乙醇洗涤3次，于58℃下干燥5h，得到表面具有不规则片层结构的花状聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球；最后，将微球在470℃下煅烧5h，得到表面具有不规则片层结构的花状中空二氧化硅@二氧化钛微球。
(4)将0.540g花状中空二氧化硅@二氧化钛微球超声分散在39g去离子水中，超声时间为16min；然后，将其加入到31g聚丙烯酸酯乳液中，在340r/min、83℃下保温反应6h，所得产品即为聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料。其中，聚丙烯酸酯乳液的固含量为47％。
实施例5
(1)将21mL聚苯乙烯微球乳液用27mL去离子水和74mL异丙醇的混合液稀释，氨水调节pH至10.5；向上述溶液中滴加3.2g正硅酸乙酯，约15min滴加完毕；然后于65℃在350r/min机械搅拌下，保温反应4h，将产物离心并用异丙醇洗涤3次，于70℃下干燥5h，得到聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球。
(2)将0.35g聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球超声分散在112mL无水乙醇中，超声时间为15min，随之滴加41mL钛酸四丁酯的无水乙醇溶液，用醋酸调节pH至3.5；在350r/min、65℃下，保温反应10h，将产物离心并用无水乙醇洗涤5次，于70℃下干燥6h，得到聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球。其中，钛酸四丁酯的无水乙醇溶液为钛酸四丁酯与无水乙醇质量比为1:100的溶液。
(3)将0.05g聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球超声分散在10mL N,N-二甲基甲酰胺和25mL异丙醇的混合液中，超声时间为15min；然后，向其中加入0.8mL钛酸四丁酯，磁力搅拌10min，转移至聚四氟乙烯反应釜中，在160℃下保温反应26h，将产物离心并用无水乙醇洗涤3次，于70℃下干燥4h，得到表面具有不规则片层结构的花状聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球；最后，将微球在450℃下煅烧5h，得到表面具有不规则片层结构的花状中空二氧化硅@二氧化钛微球。
(4)将0.555g花状中空二氧化硅@二氧化钛微球超声分散在40g去离子水中，超声时间为15min；然后，将其加入到34g聚丙烯酸酯乳液中，在350r/min、70℃下保温反应5h，所得产品即为聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料。其中，聚丙烯酸酯乳液的固含量为47％。
实施例6
(1)将25mL聚苯乙烯微球乳液用15mL去离子水和85mL异丙醇的混合液稀释，氨水调节pH至8；向上述溶液中滴加2g正硅酸乙酯，约5min滴加完毕；然后于85℃在200r/min机械搅拌下，保温反应8h，将产物离心并用异丙醇洗涤4次，于50℃下干燥4h，得到聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球。
(2)将0.2g聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球超声分散在125mL无水乙醇中，超声时间为25min，随之滴加55mL钛酸四丁酯的无水乙醇溶液，用醋酸调节pH至5；在200r/min、85℃下，保温反应6h，将产物离心并用无水乙醇洗涤5次，于50℃下干燥4h，得到聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球。其中，钛酸四丁酯的无水乙醇溶液为钛酸四丁酯与无水乙醇质量比为1:100的溶液。
(3)将0.1g聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球超声分散在20mL N,N-二甲基甲酰胺和35mL异丙醇的混合液中，超声时间为20min；然后，向其中加入2mL钛酸四丁酯，磁力搅拌15min，转移至聚四氟乙烯反应釜中，在220℃下保温反应18h，将产物离心并用无水乙醇洗涤3次，于50℃下干燥6h，得到表面具有不规则片层结构的花状聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球；最后，将微球在500℃下煅烧3h，得到表面具有不规则片层结构的花状中空二氧化硅@二氧化钛微球。
(4)将0.5g花状中空二氧化硅@二氧化钛微球超声分散在20g去离子水中，超声时间为20min；然后，将其加入到37g聚丙烯酸酯乳液中，在200r/min、85℃下保温反应8h，所得产品即为聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料。其中，聚丙烯酸酯乳液的固含量为47％。
图1和图2为采用本发明实施例1制备的花状中空二氧化硅@二氧化钛微球的SEM照片，从图中可以看出，花状中空二氧化硅@二氧化钛微球形貌规整、尺寸均一、具有明显的中空结构，且分散性良好。实施例1制备的聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的性能见表1所示。相较纯聚丙烯酸酯薄膜，采用本发明制备的聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合薄膜的导热系数和紫外透过率大幅下降，特别是对UVA的透过率大幅下降，近红外反射率大幅提升，表明复合薄膜的保温隔热性能和抗紫外性能同步提升。
表1聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的性能
Figure BDA0002409402930000111
本发明以聚苯乙烯微球为模板，在其表面包覆一层二氧化硅；采用溶胶-凝胶法再在其表面包覆一层二氧化钛；以核壳结构微球为模板，采用溶剂热法在微球表面生长二氧化钛纳米片，最后经过高温煅烧除去聚苯乙烯模板，得到表面具有不规则片层结构的花状中空二氧化硅@二氧化钛微球；采用物理共混法将制备的花状中空二氧化硅@二氧化钛微球作为填料引入聚丙烯酸酯乳液中，制备聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球超声分散在N,N-二甲基甲酰胺和异丙醇的混合液中，超声后加入钛酸四丁酯，搅拌均匀，在160～220℃下保温反应18～26h，离心，洗涤，干燥，煅烧，得到花状中空二氧化硅@二氧化钛微球；
(2)将花状中空二氧化硅@二氧化钛微球超声分散在水中，超声后加入到聚丙烯酸酯乳液中，搅拌下在70～85℃下保温反应5～8h，得到聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料。
2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球与N,N-二甲基甲酰胺的比为0.05～0.15g：10～20mL。
3.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，N,N-二甲基甲酰胺和异丙醇的体积比为10～20：25～35。
4.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中，超声的时间均为15～20min。
5.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球与钛酸四丁酯的比为0.05～0.15g：0.8～2.0mL。
6.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，煅烧的温度为450～500℃，时间为3～5h。
7.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球通过以下过程制得：
(a)将聚苯乙烯微球乳液用水和异丙醇的混合液稀释，调节pH值至8.0～10.5；然后滴加正硅酸乙酯，滴加完毕后于搅拌下，在65～85℃保温反应4～8h，得到聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球；
(b)将聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球超声分散在无水乙醇中，超声后滴加钛酸四丁酯的无水乙醇溶液，调节pH值至3.5～5.0；搅拌下在65～85℃下反应6～10h，得到聚苯乙烯@二氧化硅@二氧化钛多层核壳微球。
8.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法，其特征在于，步骤(a)中，聚苯乙烯微球乳液、水、异丙醇与正硅酸乙酯的比为21～32mL：15～27 2.0～3.2g：74～85 2.0～3.2g：2.0～3.2g；
步骤(b)中，聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球与无水乙醇的比为0.20～0.35g：112～125mL；
步骤(b)中，钛酸四丁酯的无水乙醇溶液为钛酸四丁酯与无水乙醇质量比为1:100的溶液；
聚苯乙烯@二氧化硅核壳微球与钛酸四丁酯的无水乙醇溶液的比为0.20～0.35g：41～55mL。
9.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，花状中空二氧化硅@二氧化钛微球与水的质量比为0.465～0.555：28～40；聚丙烯酸酯乳液的固含量为45～55％。
10.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，花状中空二氧化硅@二氧化钛微球与聚丙烯酸酯乳液的质量比为0.465～0.555g：31～37g。
CN202010171728.6A 2020-03-12 2020-03-12 一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法 Active CN111320905B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010171728.6A CN111320905B (zh) 2020-03-12 2020-03-12 一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010171728.6A CN111320905B (zh) 2020-03-12 2020-03-12 一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111320905A true CN111320905A (zh) 2020-06-23
CN111320905B CN111320905B (zh) 2021-08-10

Family

ID=71171655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010171728.6A Active CN111320905B (zh) 2020-03-12 2020-03-12 一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111320905B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114213948A (zh) * 2021-12-20 2022-03-22 江南大学 一种含有中空SiO2@TiO2微球的光固化水性聚氨酯隔热涂料的制备方法
CN114213961A (zh) * 2021-12-21 2022-03-22 合肥乐凯科技产业有限公司 一种防紫外硬化膜
CN114605084A (zh) * 2022-03-29 2022-06-10 武昌理工学院 绿色节能建筑玻璃及其制备方法
CN115872718A (zh) * 2022-12-26 2023-03-31 安徽朗凯奇科技股份有限公司 防水隔热保温建筑物屋面材料的制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103880071A (zh) * 2014-03-17 2014-06-25 兰州大学 一种泡沫状二氧化钛的制备方法
US20140272416A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Cristal Inorganic Chemicals Switzerland Ltd Rutile titanium dioxide microspheres and ordered botryoidal shapes of same
CN104785180A (zh) * 2015-04-17 2015-07-22 陕西科技大学 以二氧化硅为内壳层二氧化钛为外壳层的中空微球的制备方法
US9290392B2 (en) * 2011-08-05 2016-03-22 Council Of Scientific & Industrial Research Shape preserving chemical transformation of ZnO mesostructures into anatase TiO2 mesostructures for optoelectronic application
CN105645459A (zh) * 2016-01-15 2016-06-08 长沙理工大学 一种表面修饰海胆状ZnO/TiO2复合材料及其制备方法
CN106866992A (zh) * 2017-03-31 2017-06-20 陕西科技大学 一种中空球状二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液的制备方法
CN106882811A (zh) * 2017-03-31 2017-06-23 陕西科技大学 一种海胆状双壳层中空微球及其制备方法
CN108686592A (zh) * 2018-05-21 2018-10-23 陕西科技大学 一种海胆状双壳层中空微球的制备方法
US20200347496A1 (en) * 2019-04-30 2020-11-05 King Fahd University Of Petroleum And Minerals FABRICATION, CHARACTERIZATION AND PHOTOELECTROCHEMICAL PROPERTIES OF CeO2-TiO2 THIN FILM ELECTRODES

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9290392B2 (en) * 2011-08-05 2016-03-22 Council Of Scientific & Industrial Research Shape preserving chemical transformation of ZnO mesostructures into anatase TiO2 mesostructures for optoelectronic application
US20140272416A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Cristal Inorganic Chemicals Switzerland Ltd Rutile titanium dioxide microspheres and ordered botryoidal shapes of same
CN103880071A (zh) * 2014-03-17 2014-06-25 兰州大学 一种泡沫状二氧化钛的制备方法
CN104785180A (zh) * 2015-04-17 2015-07-22 陕西科技大学 以二氧化硅为内壳层二氧化钛为外壳层的中空微球的制备方法
CN105645459A (zh) * 2016-01-15 2016-06-08 长沙理工大学 一种表面修饰海胆状ZnO/TiO2复合材料及其制备方法
CN106866992A (zh) * 2017-03-31 2017-06-20 陕西科技大学 一种中空球状二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液的制备方法
CN106882811A (zh) * 2017-03-31 2017-06-23 陕西科技大学 一种海胆状双壳层中空微球及其制备方法
CN108686592A (zh) * 2018-05-21 2018-10-23 陕西科技大学 一种海胆状双壳层中空微球的制备方法
US20200347496A1 (en) * 2019-04-30 2020-11-05 King Fahd University Of Petroleum And Minerals FABRICATION, CHARACTERIZATION AND PHOTOELECTROCHEMICAL PROPERTIES OF CeO2-TiO2 THIN FILM ELECTRODES

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GUOHUI TIAN 等: ""3D hierarchical flower-like TiO2 nanostructure: morphology control and its photocatalytic property"", 《CRYSTENGCOMM》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114213948A (zh) * 2021-12-20 2022-03-22 江南大学 一种含有中空SiO2@TiO2微球的光固化水性聚氨酯隔热涂料的制备方法
CN114213961A (zh) * 2021-12-21 2022-03-22 合肥乐凯科技产业有限公司 一种防紫外硬化膜
CN114213961B (zh) * 2021-12-21 2023-12-08 合肥乐凯科技产业有限公司 一种防紫外硬化膜
CN114605084A (zh) * 2022-03-29 2022-06-10 武昌理工学院 绿色节能建筑玻璃及其制备方法
CN115872718A (zh) * 2022-12-26 2023-03-31 安徽朗凯奇科技股份有限公司 防水隔热保温建筑物屋面材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111320905B (zh) 2021-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111320905B (zh) 一种聚丙烯酸酯/花状中空二氧化硅@二氧化钛微球复合建筑涂料的制备方法
CN107954429B (zh) 二氧化硅中空微球及其制备方法与在隔热涂料中的应用
CN101649147B (zh) 一种水性透明隔热涂料及其制备方法
CN108686592B (zh) 一种海胆状双壳层中空微球的制备方法
CN107254204B (zh) 一种超薄防火水性涂料及其制备方法
CN110627383B (zh) 一种透明防火凝胶及复合防火玻璃的制备方法
CN107163855B (zh) 一种硅气凝胶反射隔热外墙涂料及其制备方法
CN103436111A (zh) 一种基于ZnO量子点的水性紫外屏蔽涂料的制备方法
CN110002767A (zh) 一种用于光伏玻璃的高透光率疏水涂膜的制备方法
CN103146197A (zh) 一种具有微纳米核壳结构的疏水导热材料的制备方法
CN109761281B (zh) 一种纤维状铯钨青铜纳米粉体及其制备方法和应用
CN101629040A (zh) 一种含纳米颗粒的透明隔热涂料及其制备方法
CN104745052B (zh) 一种高附着力的纳米自洁涂层材料的制备方法
CN103059720A (zh) 一种透明隔热自清洁涂料的制备方法
CN105789339A (zh) 一种钙钛矿太阳电池纳米二氧化硅涂布液及应用
CN107474672A (zh) 一种弹性抗裂仿花岗岩热反射涂料及其制作方法
CN106280551B (zh) 一种复合包裹型硫化铈红色颜料的制备方法及其制得的产品
CN107674566B (zh) 一种中空二氧化钛@二氧化硅/水性聚氨酯复合透明隔热涂料的制备方法
CN106590128A (zh) 一种新型纳米ato透明隔热节能玻璃涂层
CN115073981A (zh) 一种水性纳米保温隔热涂层的制备方法
CN113214740B (zh) 光反射透明隔热涂料及制备方法和光反射隔热罩面
CN108640149B (zh) 二氧化钛纳米空心球及其制备方法
CN106947344B (zh) 一种反射隔热涂料及其制备方法
CN102219393A (zh) 介孔减反膜与透明导电膜复合镀膜玻璃及其镀膜方法
JP2012216814A (ja) 薄膜太陽電池向け透明導電膜用組成物および透明導電膜

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant