CN111334179B - 一种抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法，包括纳米隔热材料的表面修饰、表面修饰基团反应自由基聚合以及制备抗冲击隔热聚合物涂料的A组分和B组分。本发明将纳米隔热材料先进行表面修饰后与含羟基化合物进行原位聚合后形成的新型高透光、隔热、高强度、高韧性复合材料，该复合材料具有高填充、低密度、低导热、抗冲击的性能，可以阻止热量的对流、传导、辐射扩散，从而具有高效隔热保温性能，通过对纳米隔热材料进行表面修饰化后再与羟基化合物进行原位聚合将纳米材料和含异氰基高分子原位聚合形成复合材料，纳米隔热材料和高分子材料性能互补，使所得抗冲击隔热聚合物涂料具有高透光率、隔热保温、高强度、高韧性等性能。

Description

一种抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法
技术领域
本发明涉及聚合物涂料，尤其涉及一种抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法。
背景技术
随着建筑行业、石化行业、工业保温以及节能减排环保行业的迅速发展，为降低物体表面的温度，减缓热传导节省能源消耗，改善工作环境，提高生产安全性，对隔热保温涂料的综合性能要求越来越高。纳米隔热保温材料涂刷在物体表面，通过阻止外界热量向物体内部传递或内部热量向外界散失，从而减小制冷或制热设备的能耗，增加产品使用的安全性。但是目前市场的隔热保温材料存在材料厚度大、比重大、在玻璃表面吸附力差、不透明，强度韧性差、不能喷涂施工效率低等缺点。
发明内容
本发明针对现有隔热保温材料存在的上述问题，提供一种抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：种抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法，包括以下步骤：
A、纳米隔热材料的表面修饰
将10-30重量份的纳米隔热材料置入容器中，加入硅烷偶联剂，超声分散0.5-1.5h后磁力搅拌2-4h，再温室静置6-12h，进行中空抽滤，用丙酮、乙醇、甲苯或乙酸乙酯对滤饼进行泼洗，再将滤饼在0.9-1MPa、50-65℃下真空干燥5-8h；
B、表面修饰基团反应
将12重量份步骤A所得表面修饰的纳米隔热材料至于容器中，控制温度在20-40℃之间，将含羧基的不饱和单体在0.5-2.5h内多次加入，过程中保持搅拌，加入完成后升温至30-50℃，使纳米隔热材料表面的活性氨基与羧基反应，再升温至60-80℃，使纳米隔热材料表面的羟基与羧基反应；
C、自由基聚合
将步骤B中的反应混合液置入设有玻璃透光板的反应器中，保持搅拌，加入0.1-0.5重量份的光引发剂，通过透光板对混合物进行光照以引发反应，并对混合进行微波处理，功率为2500W，控制搅拌速度为10-180rpm，0.5-1h后，将混合物转移至搅拌式反应釜中，控制反应釜温度为45-75℃，搅拌20-180min，对混合物进行真空抽滤，用丙酮、乙醇、甲苯或乙酸乙酯对滤饼进行泼洗，再将滤饼在0.9-1MPa、50-65℃下真空干燥5-8h，得多界面纳米隔热材料；
D、制备抗冲击隔热聚合物涂料
所述抗冲击隔热聚合物涂料分为A组分和B组分，A组分由以下重量份的物质组成：步骤C所得多界面纳米隔热材料16-20份、有机胺150-650份、耐磨剂1-12份、吸光剂5-11份、防沉降剂0.2-1.5份、分散剂0.1-0.5份，抗氧剂0.5-2.6份、紫外线吸收剂0.2-1.5份、分子筛0.5-2份、吸水剂0.5-2份、消泡剂0.21-0.45份和丙酮或乙醇200-400份；
B组分由以下重量份的物质组成：含有异氰酸基的化合物100-115份、吸水剂2-5份、丙酮100-150份；
将A组分各物质混合后30-60℃、50-150rpm下分散1-2h，再在15-35℃、800-1500rpm下分散2-6h，将混合物过滤杂质后得A组分；将B组分各物质混合，常温下搅拌均匀，即得B组分。
步骤A中，所述纳米隔热材料为纳米有机硅粉、纳米硅酸盐、纳米硅氧化物、中空玻璃微粉、纳米气凝胶粉、纳米陶瓷、纳米碳酸钙、纳米滑石粉、煅烧陶土、白炭黑中的一种；所述硅烷偶联剂为KH550、KH560或KH570中的一种，用量为每一克所述纳米隔热材料对应8-25mL。
步骤B中，所述含羧基的不饱和单体为丙烯酸或甲基丙烯酸，用量为每一克步骤A所得表面修饰的纳米隔热材料对应40-45mL。
步骤C中，所述光引发剂为1173、753、184、907、1110、1105、1046、MBZ、OMBB、PBZ或TPO中的一种或几种混合。
步骤D中，所述有机胺为聚醚胺D2000、D400、T403、T5000，二元有机胺DETMA、DETDA或聚马来酸亚胺中的一种。
A组分中的助剂采用本领域常见助剂，具体地，所述耐磨剂为硫酸钡、磷酸镐盐、纳米陶瓷、纳米陶土中的一种或几种；所述吸光剂为二氧化钛或TDO；所述防沉降剂为高分子量聚酰胺、AD8058、防沉降剂3300、BYK410中的一种或几种；所述分散剂为有机硅改性聚醚DL400、BYK104S、分散剂5040、分散剂MF中的一种或几种；所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂BHT、抗氧剂502A中的一种或几种；所述紫外线吸收剂为紫外吸收剂UV944、UV8583、UV327、UV531、UV710中的一种或几种；所述分子筛为分子筛A3、A5、SYLOSIV A4中的一种或几种；所述吸水剂为乙烯醇丙烯酸共聚物、吸水剂SAP、BF-5聚氨酯中的一种或几种；所述消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、消泡剂110、消泡剂106、DF1088、DF1052中的一种或几种。
B组分含有异氰酸基的化合物为异氰酸基含量在15-35％的化合物A、异氰酸基含量在3-15％的化合物B和异氰酸基含量在4-25％的化合物H混合而成。具体地，化合物A为六亚甲基二异氰酸酯与聚醚多元醇预聚体、二苯基甲烷二异氰酸酯聚醚多元醇预聚体或甲苯二异氰酸酯预聚合体中的一种或几种的组合；化合物B为异佛尔酮二异氰酸酯预聚体或多亚甲基多苯基多异氰酸酯预聚体中的一种或两种；化合物H为二环己基甲烷二异氰酸酯预聚体或多亚甲基多苯基多异氰酸中的一种或两种。
本发明的有益效果为：本发明将纳米隔热材料先进行表面修饰后与含羟基化合物进行原位聚合后形成的新型高透光、隔热、高强度、高韧性复合材料，该复合材料具有高填充、低密度、低导热、抗冲击的性能，可以阻止热量的对流、传导、辐射扩散，从而具有高效隔热保温性能，通过对纳米隔热材料进行表面修饰化后再与羟基化合物进行原位聚合将纳米材料和含异氰基高分子原位聚合形成复合材料，纳米隔热材料和高分子材料性能互补，使所得抗冲击隔热聚合物涂料具有高透光率、隔热保温、高强度、高韧性等性能。
附图说明
图1为实施例1所得抗冲击隔热聚合物涂料的电镜图。
具体实施方式
以下结合实例对本发明进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法，包括以下步骤：
一、纳米隔热保温材料的表面修饰
选用比表面积大的纳米中空、多孔材料纳米有机硅粉30g加入到500mL的容量瓶中，加入250mL硅烷偶联剂KH550，在常温下先采用超声波(频率：5KHz，功率1400W)分散1.5h，然后再在磁力搅拌下分散2h，最后在室温下静置浸泡12h，再通过真空抽滤瓶，进行过滤，滤饼采用丙酮进行泼洗，收集滤饼在干燥器中，将干燥器皿放置于真空干燥箱中调节真空干燥箱的真空度在1.0MP，温度在50℃，干燥除去水分8h；
二、对经过表面处理的纳米隔热材料进行中和缩合反应
取步骤一得到的纳米隔热材料12g，放入1000mL的三口烧瓶中，三口烧瓶置于水浴锅中调节水浴温度在40℃，通过分液漏斗将500mL丙烯酸单体缓慢加入到三口烧瓶，通过分液漏斗控制不饱和羧基化合物的加入时间控制在2.5h，开动搅拌器，在40℃下使纳米材料上的活性氨基与羧基反应中合反应，再将三口烧瓶的水浴温度提升到80℃，搅拌器转速在120rpm，使纳米隔热材料上的羟基与不饱和羧基化合物进行缩合反应；
三、对经过改性的纳米隔热材料进行自由基原位聚合反应
将三口烧瓶中的混合物转移至设有玻璃透光板的反应器中，控制转速在180rpm，将0.5g光引发剂1173分批加入，并进行微波处理，功率为2500W，对光引发聚合物进行能量转化，提高光引发聚合速度，0.5h后再将混合物转移反应釜中，控制温度为75℃，120rpm下，反应180min，控制以纳米材料为晶核的表面聚合物生长速度和形貌，反应时间到达以后，检测自由基聚合度，最后将纳米隔热材料表面包覆的聚合物经过真空抽滤，用乙醇进行泼洗，将滤饼置于真空干燥器中，1.0MP、65℃下，干燥8h，得到油溶性多界面纳米隔热材料；
四、制备抗冲击隔热聚合物涂料
抗冲击隔热聚合物涂料分为A组分和B组分，A组分为步骤三所得多界面纳米隔热材料16g、有机胺D2000 150g、耐磨剂硫酸钡12g、吸光剂二氧化钛5g、防沉降剂AD80581.5g、分散剂BYK104S 0.5g，抗氧剂168 2.6g、紫外线吸收剂UV944 0.2g、分子筛A3 0.5g、吸水剂SAP 0.5g、消泡剂1100.45g和丙酮400g；B组分为六亚甲基二异氰酸酯与聚醚多元醇预聚体16g、异佛尔酮二异氰酸酯预聚体68g、二环己基甲烷二异氰酸酯预聚体16g、吸水剂SAP 5g和丙酮150g；
将A组分各物质混合后60℃、50rpm下分散1h，再在15℃、1500rpm下分散6h，将混合物过滤杂质后得A组分；将B组分各物质混合，常温下搅拌均匀，即得B组分。
实施例2
一种抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法，包括以下步骤：
一、纳米隔热保温材料的表面修饰
选用比表面积大的纳米中空、多孔材料纳米硅酸盐25g加入到1000mL的容量瓶中，加入625mL硅烷偶联剂KH560，在常温下先采用超声波(频率：8KHz，功率1000W)分散1h，然后再在磁力搅拌下分散2h，最后在室温下静置浸泡10h，再通过真空抽滤瓶，进行过滤，滤饼采用乙醇进行泼洗，收集滤饼在干燥器中，将干燥器皿放置于真空干燥箱中调节真空干燥箱的真空度在1.0MP，温度在50℃，干燥除去水分8h；
二、对经过表面处理的纳米隔热材料进行中和缩合反应
取步骤一得到的纳米隔热材料12g，放入1000mL的三口烧瓶中，三口烧瓶置于水浴锅中调节水浴温度在30℃，通过分液漏斗将480mL甲基丙烯酸单体缓慢加入到三口烧瓶，通过分液漏斗控制不饱和羧基化合物的加入时间控制在2h，开动搅拌器，在40℃下使纳米材料上的活性氨基与羧基反应中合反应，再将三口烧瓶的水浴温度提升到60℃，搅拌器转速在160rpm，使纳米隔热材料上的羟基与不饱和羧基化合物进行缩合反应；
三、对经过改性的纳米隔热材料进行自由基原位聚合反应
将三口烧瓶中的混合物转移至设有玻璃透光板的反应器中，控制转速在180rpm，将0.1g光引发剂753分批加入，并进行微波处理，功率为2000W，对光引发聚合物进行能量转化，提高光引发聚合速度，1h后再将混合物转移反应釜中，控制温度为45℃，120rpm下，反应150min，控制以纳米材料为晶核的表面聚合物生长速度和形貌，反应时间到达以后，检测自由基聚合度，最后将纳米隔热材料表面包覆的聚合物经过真空抽滤，用乙醇进行泼洗，将滤饼置于真空干燥器中，1.0MP、65℃下，干燥8h，得到油溶性多界面纳米隔热材料；
四、制备抗冲击隔热聚合物涂料
抗冲击隔热聚合物涂料分为A组分和B组分，A组分为步骤三所得多界面纳米隔热材料20g、有机胺D400 650g、耐磨剂磷酸镐盐10g、吸光剂TDO 10g、防沉降剂3300 1g、分散剂DL400 0.1g，抗氧剂1010 0.5g、紫外线吸收剂UV8583 1.5g、分子筛A5 2g、吸水剂BF-5聚氨酯1g、消泡剂106 0.21g和丙酮200g；B组分为二苯基甲烷二异氰酸酯聚醚多元醇预聚体15g、多亚甲基多苯基多异氰酸酯预聚体85g、多亚甲基多苯基多异氰酸15g、吸水剂BF-5聚氨酯2g和丙酮120g；
将A组分各物质混合后50℃、100rpm下分散2h，再在20℃、800rpm下分散2h，将混合物过滤杂质后得A组分；将B组分各物质混合，常温下搅拌均匀，即得B组分。
实施例3
一种抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法，包括以下步骤：
一、纳米隔热保温材料的表面修饰
选用中空玻璃微粉10g加入到500mL的容量瓶中，加入80mL硅烷偶联剂KH570，在常温下先采用超声波(频率：2KHz，功率800W)分散1.5h，然后再在磁力搅拌下分散2h，最后在室温下静置浸泡12h，再通过真空抽滤瓶，进行过滤，滤饼采用乙醇进行泼洗，收集滤饼在干燥器中，将干燥器皿放置于真空干燥箱中调节真空干燥箱的真空度在1.0MP，温度在50℃，干燥除去水分8h；
二、对经过表面处理的纳米隔热材料进行中和缩合反应
取步骤一得到的纳米隔热材料12g，放入1000mL的三口烧瓶中，三口烧瓶置于水浴锅中调节水浴温度在20℃，通过分液漏斗将540mL丙烯酸单体缓慢加入到三口烧瓶，通过分液漏斗控制不饱和羧基化合物的加入时间控制在1.5h，开动搅拌器，在30℃下使纳米材料上的活性氨基与羧基反应中合反应，再将三口烧瓶的水浴温度提升到60℃，搅拌器转速在80rpm，使纳米隔热材料上的羟基与不饱和羧基化合物进行缩合反应；
三、对经过改性的纳米隔热材料进行自由基原位聚合反应
将三口烧瓶中的混合物转移至设有玻璃透光板的反应器中，控制转速在120rpm，将0.1g光引发剂MBZ分批加入，并进行微波处理，功率为1500W，对光引发聚合物进行能量转化，提高光引发聚合速度，0.6h后再将混合物转移反应釜中，控制温度为45℃，120rpm下，反应20min，控制以纳米材料为晶核的表面聚合物生长速度和形貌，反应时间到达以后，检测自由基聚合度，最后将纳米隔热材料表面包覆的聚合物经过真空抽滤，用乙醇进行泼洗，将滤饼置于真空干燥器中，0.9MP、50℃下，干燥5h，得到油溶性多界面纳米隔热材料；
四、制备抗冲击隔热聚合物涂料
抗冲击隔热聚合物涂料分为A组分和B组分，A组分为步骤三所得多界面纳米隔热材料18g、有机胺DETMA 400g、耐磨剂纳米陶瓷1g、吸光剂二氧化钛11g、防沉降剂33000.2g、分散剂5040 0.1g，抗氧剂1076 0.5g、紫外线吸收剂UV710 1.5g、SYLOSIV A42g、乙烯醇丙烯酸共聚物2g、消泡剂DF1088 0.21g和乙醇200g；B组分为六亚甲基二异氰酸酯与聚醚多元醇预聚体10g、多亚甲基多苯基多异氰酸酯预聚体80g、二环己基甲烷二异氰酸酯预聚体10g、乙烯醇丙烯酸共聚物2g和丙酮100g；
将A组分各物质混合后30℃、100rpm下分散2h，再在35℃、800rpm下分散2h，将混合物过滤杂质后得A组分；将B组分各物质混合，常温下搅拌均匀，即得B组分。
实施例4
一种抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法，包括以下步骤：
一、纳米隔热保温材料的表面修饰
选用比表面积大的纳米中空、多孔材料纳米碳酸钙20g加入到500mL的容量瓶中，加入200mL硅烷偶联剂KH550，在常温下先采用超声波(频率：3KHz，功率1200W)分散1.5h，然后再在磁力搅拌下分散4h，最后在室温下静置浸泡10h，再通过真空抽滤瓶，进行过滤，滤饼采用乙酸乙酯进行泼洗，收集滤饼在干燥器中，将干燥器皿放置于真空干燥箱中调节真空干燥箱的真空度在0.9MP，温度在65℃，干燥除去水分5h；
二、对经过表面处理的纳米隔热材料进行中和缩合反应
取步骤一得到的纳米隔热材料12g，放入1000mL的三口烧瓶中，三口烧瓶置于水浴锅中调节水浴温度在40℃，通过分液漏斗将480mL甲基丙烯酸单体缓慢加入到三口烧瓶，通过分液漏斗控制不饱和羧基化合物的加入时间控制在2h，开动搅拌器，在50℃下使纳米材料上的活性氨基与羧基反应中合反应，再将三口烧瓶的水浴温度提升到80℃，搅拌器转速在120rpm，使纳米隔热材料上的羟基与不饱和羧基化合物进行缩合反应；
三、对经过改性的纳米隔热材料进行自由基原位聚合反应
将三口烧瓶中的混合物转移至设有玻璃透光板的反应器中，控制转速在180rpm，将0.5g光引发剂1110分批加入，并进行微波处理，功率为1500W，对光引发聚合物进行能量转化，提高光引发聚合速度，1h后再将混合物转移反应釜中，控制温度为80℃，120rpm下，反应120min，控制以纳米材料为晶核的表面聚合物生长速度和形貌，反应时间到达以后，检测自由基聚合度，最后将纳米隔热材料表面包覆的聚合物经过真空抽滤，用乙醇进行泼洗，将滤饼置于真空干燥器中，1.0MP、65℃下，干燥8h，得到油溶性多界面纳米隔热材料；
四、制备抗冲击隔热聚合物涂料
抗冲击隔热聚合物涂料分为A组分和B组分，A组分为步骤三所得多界面纳米隔热材料17g、有机胺T5000 650g、耐磨剂纳米陶土6g、吸光剂TDO 8g、防沉降剂AD8058 0.8g、分散剂5040 0.3g，抗氧剂BHT 1.5g、紫外线吸收剂UV327 0.8g、分子筛A3 1g、吸水剂SAP1.2g、消泡剂DF1052 0.35g和丙酮300g；B组分为甲苯二异氰酸酯预聚合体10g、异佛尔酮二异氰酸酯预聚体80g、多亚甲基多苯基多异氰酸15g、吸水剂SAP 3g和丙酮120g；
将A组分各物质混合后50℃、100rpm下分散1.5h，再在25℃、1000rpm下分散4h，将混合物过滤杂质后得A组分；将B组分各物质混合，常温下搅拌均匀，即得B组分。
实施例5
一种抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法，包括以下步骤：
一、纳米隔热保温材料的表面修饰
选用比表面积大的纳米中空、多孔材料纳米滑石粉15g加入到500mL的容量瓶中，加入300mL硅烷偶联剂KH560，在常温下先采用超声波(频率：2KHz，功率800W)分散1.5h，然后再在磁力搅拌下分散4h，最后在室温下静置浸泡10h，再通过真空抽滤瓶，进行过滤，滤饼采用甲苯进行泼洗，收集滤饼在干燥器中，将干燥器皿放置于真空干燥箱中调节真空干燥箱的真空度在1.0MP，温度在50℃，干燥除去水分8h；
二、对经过表面处理的纳米隔热材料进行中和缩合反应
取步骤一得到的纳米隔热材料12g，放入1000mL的三口烧瓶中，三口烧瓶置于水浴锅中调节水浴温度在25℃，通过分液漏斗将480mL丙烯酸单体缓慢加入到三口烧瓶，通过分液漏斗控制不饱和羧基化合物的加入时间控制在2h，开动搅拌器，在30℃下使纳米材料上的活性氨基与羧基反应中合反应，再将三口烧瓶的水浴温度提升到70℃，搅拌器转速在80rpm，使纳米隔热材料上的羟基与不饱和羧基化合物进行缩合反应；
三、对经过改性的纳米隔热材料进行自由基原位聚合反应
将三口烧瓶中的混合物转移至设有玻璃透光板的反应器中，控制转速在180rpm，将0.3g光引发剂PBZ分批加入，并进行微波处理，功率为1500W，对光引发聚合物进行能量转化，提高光引发聚合速度，0.5h后再将混合物转移反应釜中，控制温度为55℃，90rpm下，反应40min，控制以纳米材料为晶核的表面聚合物生长速度和形貌，反应时间到达以后，检测自由基聚合度，最后将纳米隔热材料表面包覆的聚合物经过真空抽滤，用乙醇进行泼洗，将滤饼置于真空干燥器中，0.95MP、55℃下，干燥5.5h，得到油溶性多界面纳米隔热材料；
四、制备抗冲击隔热聚合物涂料
抗冲击隔热聚合物涂料分为A组分和B组分，A组分为步骤三所得多界面纳米隔热材料19g、有机胺DETDA 450g、耐磨剂硫酸钡6g、吸光剂二氧化钛6g、防沉降剂AD8058 0.4g、分散剂MF 0.1g，抗氧剂502A 0.5g、紫外线吸收剂UV531 0.9g、分子筛A5 0.8g、BF-5聚氨酯0.6g、有机硅消泡剂0.25g和丙酮250g；B组分为六亚甲基二异氰酸酯与聚醚多元醇预聚体10g、甲苯二异氰酸酯预聚合体10g、异佛尔酮二异氰酸酯预聚体50g、多亚甲基多苯基多异氰酸酯预聚体35g、二环己基甲烷二异氰酸酯预聚体5g、BF-5聚氨酯2.5g和丙酮115g；
将A组分各物质混合后45℃、80rpm下分散1.5h，再在25℃、800rpm下分散3h，将混合物过滤杂质后得A组分；将B组分各物质混合，常温下搅拌均匀，即得B组分。
实施例6
一种抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法，包括以下步骤：
一、纳米隔热保温材料的表面修饰
选用比表面积大的纳米中空、多孔材料白炭黑10g加入到500mL的容量瓶中，加入100mL硅烷偶联剂KH560，在常温下先采用超声波(频率：2KHz，功率800W)分散1.5h，然后再在磁力搅拌下分散4h，最后在室温下静置浸泡12h，再通过真空抽滤瓶，进行过滤，滤饼采用乙醇进行泼洗，收集滤饼在干燥器中，将干燥器皿放置于真空干燥箱中调节真空干燥箱的真空度在0.9MP，温度在50℃，干燥除去水分5h；
二、对经过表面处理的纳米隔热材料进行中和缩合反应
取步骤一得到的纳米隔热材料12g，放入1000mL的三口烧瓶中，三口烧瓶置于水浴锅中调节水浴温度在20℃，通过分液漏斗将485mL甲基丙烯酸单体缓慢加入到三口烧瓶，通过分液漏斗控制不饱和羧基化合物的加入时间控制在2.5h，开动搅拌器，在40℃下使纳米材料上的活性氨基与羧基反应中合反应，再将三口烧瓶的水浴温度提升到80℃，搅拌器转速在120rpm，使纳米隔热材料上的羟基与不饱和羧基化合物进行缩合反应；
三、对经过改性的纳米隔热材料进行自由基原位聚合反应
将三口烧瓶中的混合物转移至设有玻璃透光板的反应器中，控制转速在80rpm，将0.4g光引发剂TPO分批加入，并进行微波处理，功率为1000W，对光引发聚合物进行能量转化，提高光引发聚合速度，1h后再将混合物转移反应釜中，控制温度为45℃，70rpm下，反应20min，控制以纳米材料为晶核的表面聚合物生长速度和形貌，反应时间到达以后，检测自由基聚合度，最后将纳米隔热材料表面包覆的聚合物经过真空抽滤，用乙醇进行泼洗，将滤饼置于真空干燥器中，1.0MP、65℃下，干燥8h，得到油溶性多界面纳米隔热材料；
四、制备抗冲击隔热聚合物涂料
抗冲击隔热聚合物涂料分为A组分和B组分，A组分为步骤三所得多界面纳米隔热材料16g、双马来酸亚胺聚合物150g、耐磨剂磷酸镐盐1g、吸光剂TDO 5g、防沉降剂33001.5g、分散剂5040 0.5g，抗氧剂1010 0.5g、紫外线吸收剂UV8583 0.2g、分子筛A3 0.5g、乙烯醇丙烯酸共聚物2g、消泡剂DF1052 0.45g和丙酮250g；B组分为二苯基甲烷二异氰酸酯聚醚多元醇预聚体5g、甲苯二异氰酸酯预聚合体5g、异佛尔酮二异氰酸酯预聚体30g、多亚甲基多苯基多异氰酸酯预聚体45g、二环己基甲烷二异氰酸酯预聚体10g、多亚甲基多苯基多异氰酸5g、乙烯醇丙烯酸共聚物2g和丙酮100g；
将A组分各物质混合后30℃、50rpm下分散3h，再在15℃、800rpm下分散2h，将混合物过滤杂质后得A组分；将B组分各物质混合，常温下搅拌均匀，即得B组分。
将实施例1-5所得涂料A组分和B组分过高压计量SPU喷涂装置喷涂到玻璃板上，具体参数如表1所示，喷涂固化后室温陈化7天，在60℃下烘干8小时，脱模后测量相关指标，如表2-8所示。
表1.实施例1-6所得涂料喷涂参数
Figure BDA0002449907900000131
表2.实施例1-6所得涂料耐性检测
耐老化时间(h) 盐雾试验/NaCl(h)
实施例1 480 2106
实施例2 512 2200
实施例3 520 2180
实施例4 495 2316
实施例5 536 2510
实施例6 483 2354
表3.实施例1-6所得涂料导热系数检测(25℃)
Figure BDA0002449907900000141
注：采用富阳精密仪器厂生产导热系数测定仪测定导热系数。
表4.透光性检测
Figure BDA0002449907900000142
注：1、检测样品为1mm厚薄片；2、采用设备为太阳膜透过率测量仪(JTX1013)。
表5.实施例1-6所得涂料拉伸性能测试
长度 宽度 厚度 最大力 抗拉强度 断裂伸长率％ 屈服延伸率％ 定力伸长100N(％) 定伸应力10％
实施例1 70mm 6mm 1.35mm 403.93N 16.13MPa 433.9 29.9 2.5 7.81MPa
实施例2 70mm 6mm 1.35mm 304.76N 20.17MPa 334.9 32 10.2 4.26MPa
实施例3 70mm 6mm 1.35mm 530.79N 21.92MPa 635.1 24 9.5 5.58MPa
实施例4 62mm 8mm 1.84mm 290.45N 25.44MPa 3043 21 7.39 7.34MPa
实施例5 62mm 8.2mm 1.64mm 329.76N 14.46MPa 485.5 39 13.5 4.18MPa
实施例6 60mm 8.2mm 1.25mm 377.77N 20.76MPa 375.2 22 7.5 5.83MPa
注：检测温度为11.5℃，检测湿度为40％。
表6.实施例1-6所得涂料铝板穿透抗冲击试验
Figure BDA0002449907900000151
注：
实验工具：钢钉枪(型号：中杰ST64G硬质氧化弹夹，开放式)；气源8公斤压力；平头钢钉重量：1.660g，钢钉出膛速度200M/S(粗测)，钢钉长度：58mm，钢钉平均动能＝0.5*1.660*(210*210)/1000＝34.8kJ，测试用铝板型号：6061航空合金铝板，单层厚度1mm，尺寸30*30cm。
表7.实施例1-6所得涂料弯曲强度性能测试
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
弯曲强度MPa 112.25 213.25 202.52 118.58 189.91 116.13
弯曲模量MPa 11853.78 33778.32 14031.94 13523.54 16631.71 12848.47
破坏挠度mm 25.68 19.97 15 25.39 28.49 26.93
最大力N 32.58 127.95 185.35 35.26 42.2 33.3
厚度mm 1.24 2.65 3.11 1.45 1.05 1.67
树脂含量％ 36.35 35.67 41.89 42.35 36.1 45.89
宽度mm 11.89 12.56 12.25 11.25 11.6 11.23
压力MPa 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
注：执行标准ASTMD7264。
表8.实施例1-6所得涂料抗冲击性能测试
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
厚度mm 2.81 1.35 1.83 2.13 3.11 1.98
宽度mm 9.91 11.76 10.28 11.12 10.5 10.47
树脂含量％ 35.67 36.10 48.89 47.20 41.80 42.25
抗冲击强度(kJ/m<sup>2</sup>) 90.96 96.82 92.53 89.50 91.93 112.28
注：1、执行标准GB/T1451；2、采用厦门易仕特仪器有限公司生产悬臂梁冲击试验机(型号ST-22D)检测抗冲击强度；冲击能量：22J，能量损耗：0.086J，角度：150°。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、纳米隔热材料的表面修饰
将10-30重量份的纳米隔热材料置入容器中，加入硅烷偶联剂，超声分散0.5-1.5h后磁力搅拌2-4h，再温室静置6-12h，进行中空抽滤，用丙酮、乙醇、甲苯或乙酸乙酯对滤饼进行泼洗，再将滤饼在0.9-1MPa、50-65℃下真空干燥5-8h；
B、表面修饰基团反应
将12重量份步骤A所得表面修饰的纳米隔热材料至于容器中，控制温度在20-40℃之间，将含羧基的不饱和单体在0.5-2.5h内多次加入，过程中保持搅拌，加入完成后升温至30-50℃，使纳米隔热材料表面的活性氨基与羧基反应，再升温至60-80℃，使纳米隔热材料表面的羟基与羧基反应；
C、自由基聚合
将步骤B中的反应混合液置入设有玻璃透光板的反应器中，保持搅拌，加入0.1-0.5重量份的光引发剂，通过透光板对混合物进行光照以引发反应，并对混合进行微波处理，功率为2500W，控制搅拌速度为10-180rpm，0.5-1h后，将混合物转移至搅拌式反应釜中，控制反应釜温度为45-75℃，搅拌20-180min，对混合物进行真空抽滤，用丙酮、乙醇、甲苯或乙酸乙酯对滤饼进行泼洗，再将滤饼在0.9-1MPa、50-65℃下真空干燥5-8h，得多界面纳米隔热材料；
D、制备抗冲击隔热聚合物涂料
所述抗冲击隔热聚合物涂料分为A组分和B组分，A组分由以下重量份的物质组成：
步骤C所得多界面纳米隔热材料16-20份、有机胺150-650份、耐磨剂1-12份、吸光剂5-11份、防沉降剂0.2-1.5份、分散剂0.1-0.5份，抗氧剂0.5-2.6份、紫外线吸收剂0.2-1.5份、分子筛0.5-2份、吸水剂0.5-2份、消泡剂0.21-0.45份和丙酮或乙醇200-400份；
B组分由以下重量份的物质组成：含有异氰酸基的化合物100-115份、吸水剂2-5份、丙酮100-150份；
将A组分各物质混合后30-60℃、50-150rpm下分散1-2h，再在15-35℃、800-1500rpm下分散2-6h，将混合物过滤杂质后得A组分；将B组分各物质混合，常温下搅拌均匀，即得B组分。
2.根据权利要求1所述的抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述纳米隔热材料为纳米有机硅粉、纳米硅酸盐、纳米硅氧化物、中空玻璃微粉、纳米气凝胶粉、纳米陶瓷、纳米碳酸钙、纳米滑石粉、煅烧陶土、白炭黑中的一种。
3.根据权利要求1所述的抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560或KH570中的一种，用量为每一克所述纳米隔热材料对应8-25mL。
4.根据权利要求1所述的抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述含羧基的不饱和单体为丙烯酸或甲基丙烯酸，用量为每一克步骤A所得表面修饰的纳米隔热材料对应40-45mL。
5.根据权利要求1所述的抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述光引发剂为1173、184、907、1110、1105、1046、MBZ、OMBB、PBZ或TPO中的一种或几种混合。
6.根据权利要求1所述的抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法，其特征在于，步骤D中，所述有机胺为聚醚胺D2000、D400、T403、T5000，二元有机胺DETMA、DETDA或聚马来酸亚胺中的一种。
7.根据权利要求1所述的抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法，其特征在于，所述耐磨剂为硫酸钡、磷酸镐盐、纳米陶瓷、纳米陶土中的一种或几种；所述吸光剂为二氧化钛或TDO；所述防沉降剂为高分子量聚酰胺、AD8058、防沉降剂3300、BYK410中的一种或几种；所述分散剂为有机硅改性聚醚DL400、BYK104S、分散剂5040、分散剂MF中的一种或几种；所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂BHT、抗氧剂502A中的一种或几种；所述紫外线吸收剂为紫外吸收剂UV944、UV8583、UV327、UV531、UV710中的一种或几种；所述分子筛为分子筛A3、A5、SYLOSIV A4中的一种或几种；所述吸水剂为乙烯醇丙烯酸共聚物、吸水剂SAP、BF-5聚氨酯中的一种或几种；所述消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、消泡剂110、消泡剂106、DF1088、DF1052中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法，其特征在于，所述含有异氰酸基的化合物为异氰酸基含量在15-35％的化合物A、异氰酸基含量在3-15％的化合物B和异氰酸基含量在4-25％的化合物H混合而成，其中，化合物A为六亚甲基二异氰酸酯与聚醚多元醇预聚体、二苯基甲烷二异氰酸酯聚醚多元醇预聚体或甲苯二异氰酸酯预聚合体中的一种或几种的组合；化合物B为异佛尔酮二异氰酸酯预聚体或多亚甲基多苯基多异氰酸酯预聚体中的一种或两种；化合物H为二环己基甲烷二异氰酸酯预聚体或多亚甲基多苯基多异氰酸中的一种或两种。
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