CN111763455B - 一种隔热高遮光涂料的制备方法 - Google Patents

一种隔热高遮光涂料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于高分子复合材料技术领域，涉及铁路，尤其涉及一种隔热遮光涂料的制备方法，包括：氟改性苯乙烯‑丙烯酸酯共聚树脂的制备，遮光粒子分散液的制备，取所制备的氟改性苯乙烯‑丙烯酸酯共聚树脂20～40份、环氧树脂5～10份溶解于50份有机溶剂中，加入1～10份填料、0～10份颜料进行研磨至细度小于35微米，随后加入遮光粒子分散液20～40份，混合均匀后，依次加入2～4份封闭型异氰酸酯、1～2份紫外光吸收剂、1～2份流平剂、2～4份增稠剂，搅拌均匀后即得。本发明的涂料中加入多种隔热填料以及助剂，特定比例的隔热填料的选择利于分散，提高体系的隔热效果，实现了涂层优异的隔热性、遮光性、附着力、耐候性，满足应用的要求。

Description

一种隔热高遮光涂料的制备方法
技术领域
本发明属于高分子复合材料技术领域，涉及铁路，尤其涉及一种隔热遮光涂料的制备方法。
背景技术
在居家装饰中，门帘、遮挡门、遮挡屏风(如PVC基材、遮阳布)等隔断装饰物由于制备工艺简单、原料价格低、应用灵活、不受装饰的环境限制而得到广泛应用。使用时为提高应用效果，常会设计具有良好的遮光效果、不透明的遮蔽物，从而确保隐私性和挡光性。在目前的市面上，门帘、遮挡门往往遮人不遮光，遮光效果不能达到要求。CN105838165公开了一种UV反光涂料，所制备的涂料能够实现90％的阳光反射率，且固化后的涂膜耐热耐寒、不易老化，防雨防潮，但UV涂料的工艺复杂，涂覆成本高，推广应用较难。
基于使用要求，消费者希望门帘、遮挡门具备一定的隔热效果，因此，需要在遮阳布等基材上涂覆隔热效果好、附着力好、耐候性好、遮光效果优异的涂层以实现更好的使用价值。现有市场中，缺少同时具有优异的隔热性、遮光性、附着力好的遮光涂料以解决上述问题。
发明内容
为解决现有技术中的问题，本发明提供一种隔热高遮光涂料的制备方法，通过组分的选择和设计、含量的调配使得制得的涂料满足高遮光、隔热好、附着力优异、耐候性好等要求，满足门帘、遮挡门的装饰需求。
本发明通过以下技术方案实现：
一种隔热高遮光涂料的制备方法，包括以下步骤：
A.将含氟丙烯酸酯、苯乙烯溶解于二甲苯中，通入惰性气体置换出反应容器中的空气，加入溴化亚铜、五甲基二乙烯三胺、2-溴苯乙酸乙酯，混合均匀，密封后升温至60～80℃，搅拌的条件下反应1～2h，降至室温，以四氢呋喃溶解、甲醇沉淀、洗涤、烘干，制得氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂，其中，所述含氟丙烯酸酯：苯乙烯：溴化亚铜：五甲基二乙烯三胺：2-溴苯乙酸乙酯：二甲苯的质量比为100：40：1～2：2～3：1～2：200；
B.以质量份计，先将5～10份二维片状二氧化钛，5～15份纳米氧化锆混合，加入2～4份硅烷偶联剂后再加入30～40份甲苯，混合均匀，制得遮光粒子分散液；
C.取所制备的氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂20～40份、环氧树脂5～10份溶解于50份有机溶剂中，加入1～10份填料、0～10份颜料进行研磨至细度小于35微米，随后加入遮光粒子分散液20～40份，混合均匀后，依次加入2～4份封闭型异氰酸酯、1～2份紫外光吸收剂、1～2份流平剂、2～4份增稠剂，搅拌均匀后即得。
本发明较优公开例中，步骤A中所述含氟丙烯酸酯为甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯中的一种或多种，优选甲基丙烯酸三氟乙酯。
本发明较优公开例中，步骤A中所述惰性气体为氩气。
本发明较优公开例中，步骤A所制得的所制得的氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂的数均分子量为2000～6000g/mol，分子量分布为1.1～1.5。
本发明较优公开例中，步骤B中所述二维片状二氧化钛的厚度为60～100纳米；所述纳米氧化锆由粒径10～50nm和粒径80～150nm不同粒径范围的氧化锆粒子组成，二者质量比为1：6。
本发明较优公开例中，步骤C中所述取制备的氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂30份、环氧树脂8份溶解在50份有机溶剂中，加入10份填料、5份颜料进行研磨至细度小于35微米，随后加入遮光粒子分散液20份，混合搅拌，依次加入2份封闭型异氰酸酯、1份紫外光吸收剂、1份流平剂、2份增稠剂，搅拌均匀后即得。
本发明较优公开例中，步骤C中所述有机溶剂为甲苯、乙酸乙酯、丁酮、二甲苯中的一种或多种，优选甲苯和乙酸乙酯以体积比1:1混合而成的溶剂。
本发明较优公开例中，步骤C中所述填料为隔热填料，其组成为膨胀珍珠岩、玻化微珠、硅酸铝纤维，三者质量比为2:2:1。
本发明较优公开例中，步骤C中所述流平剂为丙烯酸，所述增稠剂为改性缔合型增稠剂；所述紫外光吸收剂为苯并咪唑。
本发明较优公开例中，步骤C中混合搅拌的转速为600～1000rpm/min，搅拌时间为10～30min。
根据本发明所述方法制备得到的隔热高遮光涂料。
本发明合理选择氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂的制备原料和工艺条件，制备出具有数均分子量2000-6000g/mol，分子量分布为1.1-1.5的丙烯酸酯共聚树脂，较窄的分子量分布保证了氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂的链长相近，在涂料中形成有效的分散，配合特定粒径的纳米氧化锆粒子和特定厚度的二维片状二氧化钛，形成点-线-面三维遮盖，极大提高了涂料的遮光效果，氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂分子量在2000g/mol以下附着力不好，超过6000g/mol影响涂料的粘度不利于遮光粒子的分散，而分子量分布超过1.5的氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂对遮光粒子的分散性较差，影响涂料的遮光效果和涂膜质量。
本发明通过遮光粒子的复配实现了更好的遮光效果，其中所述二维片状二氧化钛的厚度为60-100纳米；低于该厚度，遮光效果损失，高于100nm影响粒子在涂层中迁移分散，从而也降低了遮光效果；所述的纳米氧化锆由粒径10-50nm和粒径80-150nm不同粒径范围的氧化锆粒子组成，两者的重量比为1：6；不同粒径的纳米氧化锆的复配实现了涂层缝隙的填充，相比于一个粒径范围实现了兼具更好的遮光性和隔热性的效果。
有益效果
本发明中配合使用隔热填料，实现了涂料更好的隔热效果，特定比例的隔热填料的选择更利于在含氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂中的分散，提高体系的隔热效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
一种隔热高遮光涂料的制备方法，包括：
步骤1：制备氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂。以重量份计，在制备容器中加入含氟丙烯酸酯100份，苯乙烯40份，加入溶剂二甲苯溶解聚合单体，通入惰性气体氩气置换出空气，加入1份溴化亚铜和2份五甲基二乙烯三胺，然后加入1份2-溴苯乙酸乙酯，密封后将温度升高到80℃，搅拌的条件下反应1h；反应结束后，降至室温，四氢呋喃溶解、甲醇沉淀、洗涤、烘干制备得到氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂。
所述的氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂的数均分子量为4000g/mol，分子量分布为1.3；
步骤2：制备遮光粒子分散液。以重量份计，将10份二维片状二氧化钛，15份纳米氧化锆混合，加入4份硅烷偶联剂后加入40份甲苯溶液中混合搅拌，形成遮光粒子分散液；
所述的二维片状二氧化钛的厚度为60-100纳米；所述的纳米氧化锆由粒径10-50nm和粒径80-150nm不同粒径范围的氧化锆粒子组成，两者的重量比为1：6；
步骤3：取制备的氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂30份、环氧树脂8份溶解在50份有机溶剂中，加入8份填料、5份颜料进行研磨至细度小于35微米，随后加入遮光粒子分散液30份，混合搅拌20min，转速800rpm/min，依次加入3份封闭型异氰酸酯、1份紫外光吸收剂、1份流平剂、2份增稠剂，得到隔热高遮光涂料。所述的含氟丙烯酸酯为甲基丙烯酸三氟乙酯；所述的有机溶剂为甲苯和乙酸乙酯；所述的填料为膨胀珍珠岩、玻化微珠、硅酸铝纤维，重量比为2:2:1；所述的流平剂为丙烯酸流平剂，所述的增稠剂为改性缔合型增稠剂；所述紫外光吸收剂为苯并咪唑。
实施例2
一种隔热高遮光涂料的制备方法，包括：
步骤1、步骤2同实施例1；
步骤3：取制备的氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂20份、环氧树脂5份溶解在50份有机溶剂中，加入10份填料、5份颜料进行研磨至细度小于35微米，随后加入遮光粒子分散液20份，混合搅拌20min，转速800rpm/min，依次加入2份封闭型异氰酸酯、1份紫外光吸收剂、1份流平剂、2份增稠剂，得到隔热高遮光涂料。所述的含氟丙烯酸酯为甲基丙烯酸三氟乙酯；所述的有机溶剂为甲苯和乙酸乙酯；所述的填料为膨胀珍珠岩、玻化微珠、硅酸铝纤维，重量比为2:2:1；所述的流平剂为丙烯酸流平剂，所述的增稠剂为改性缔合型增稠剂；所述紫外光吸收剂为苯并咪唑。
实施例3
一种隔热高遮光涂料的制备方法，包括：
步骤1、步骤2同实施例1；
步骤3：取制备的氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂40份、环氧树脂10份溶解在50份有机溶剂中，加入10份填料、5份颜料进行研磨至细度小于35微米，随后加入遮光粒子分散液40份，混合搅拌20min，转速800rpm/min，依次加入4份封闭型异氰酸酯、2份紫外光吸收剂、2份流平剂、4份增稠剂，得到隔热高遮光涂料。所述的含氟丙烯酸酯为甲基丙烯酸三氟乙酯；所述的有机溶剂为甲苯和乙酸乙酯；所述的填料为膨胀珍珠岩、玻化微珠、硅酸铝纤维，重量比为2:2:1；所述的流平剂为丙烯酸流平剂，所述的增稠剂为改性缔合型增稠剂；所述紫外光吸收剂为苯并咪唑。
对比例1
制备工艺同实施例1一致，区别的地方在于采用常规自由基聚合制备氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂，数均分子量为1500g/mol，分子量分布为1.8。
对比例2
制备工艺同实施例1一致，区别的地方在于采用常规自由基聚合制备氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂，数均分子量为10000g/mol，分子量分布为2.3。
对比例3
制备工艺同实施例1一致，区别的地方在于选择厚度为120nm的二维片状二氧化钛制备遮光离子分散液。
对比例4
制备工艺同实施例1一致，区别的地方在于选择厚度为50nm的二维片状二氧化钛制备遮光离子分散液。
对比例5
制备工艺同实施例1一致，区别的地方在于步骤2中选择15份粒径为10-50nm的氧化锆粒子和二维片状二氧化钛制备遮光离子分散液。
将上述实施例和对比例制备得到的隔热高遮光涂料喷涂在基材上，加热使涂料固化成涂膜。为满足工艺要求进行性能测试，测试方法如下表涂料性能测试方法所示：
表1
Figure BDA0002589793840000051
参见表1，由对比例1和对比例2可知，氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂的分子量选择以及分子量分布对涂料的附着力、遮光效果都有影响，本发明通过调节制备原料和工艺条件获得可控的合适分子量范围，分子量分布较窄的共聚树脂，用于涂料成膜物质，配合环氧树脂获得较好的附着力和遮光性。同时，通过遮光粒子的合适选择级配，获得优异的遮光性和隔热性，本发明的涂料中加入多种隔热填料以及涂料助剂，实现了涂层优异的隔热性、遮光性、附着力、耐候性，满足应用的要求。
上述参照实施例的详细描述，是说明性的而不是限定性的，凡是在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，均应属本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种隔热高遮光涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A. 将含氟丙烯酸酯、苯乙烯溶解于二甲苯中，通入惰性气体置换出反应容器中的空气，加入溴化亚铜、五甲基二乙烯三胺、2-溴苯乙酸乙酯，混合均匀，密封后升温至60～80℃，搅拌的条件下反应1～2h，降至室温，以四氢呋喃溶解、甲醇沉淀、洗涤、烘干，制得氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂，其中，所述含氟丙烯酸酯:苯乙烯:溴化亚铜:五甲基二乙烯三胺:2-溴苯乙酸乙酯:二甲苯的质量比为100:40:1～2:2～3:1～2:200；
B. 以质量份计，先将5～10份二维片状二氧化钛，5～15份纳米氧化锆混合，加入2～4份硅烷偶联剂后再加入30～40份甲苯，混合均匀，制得遮光粒子分散液，其中所述二维片状二氧化钛的厚度为60～100nm，所述纳米氧化锆由粒径10～50nm和粒径80～150nm的氧化锆粒子组成，二者质量比为1:6；
C. 取所制备的氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂20～40份、环氧树脂5～10份溶解于50份有机溶剂中，加入1～10份填料、0～10份颜料进行研磨至细度小于35微米，随后加入遮光粒子分散液20～40份，混合均匀后，依次加入2～4份封闭型异氰酸酯、1～2份紫外光吸收剂、1～2份流平剂、2～4份增稠剂，搅拌均匀后即得。
2.根据权利要求1所述隔热高遮光涂料的制备方法，其特征在于：步骤A中所述含氟丙烯酸酯为甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述隔热高遮光涂料的制备方法，其特征在于：步骤A中所述含氟丙烯酸酯为甲基丙烯酸三氟乙酯。
4.根据权利要求1所述隔热高遮光涂料的制备方法，其特征在于：步骤A中所述惰性气体为氩气。
5.根据权利要求1所述隔热高遮光涂料的制备方法，其特征在于：步骤Ａ所制得的氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂的数均分子量为2000～6000g/mol，分子量分布为1.1～1.5。
6.根据权利要求1所述隔热高遮光涂料的制备方法，其特征在于：步骤Ｃ中所述取制备的氟改性苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂30份、环氧树脂8份溶解在50份有机溶剂中，加入10份填料、5份颜料进行研磨至细度小于35微米，随后加入遮光粒子分散液20份，混合搅拌，依次加入2份封闭型异氰酸酯、1份紫外光吸收剂、1份流平剂、2份增稠剂，搅拌均匀后即得。
7.根据权利要求1所述隔热高遮光涂料的制备方法，其特征在于：步骤Ｃ中所述有机溶剂为甲苯、乙酸乙酯、丁酮、二甲苯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述隔热高遮光涂料的制备方法，其特征在于：步骤Ｃ中所述有机溶剂为甲苯和乙酸乙酯以体积比1:1混合而成的溶剂。
9.根据权利要求1所述隔热高遮光涂料的制备方法，其特征在于：步骤Ｃ中所述填料为隔热填料，其组成为膨胀珍珠岩、玻化微珠、硅酸铝纤维，三者质量比为2:2:1。
10.根据权利要求1所述隔热高遮光涂料的制备方法，其特征在于：步骤Ｃ中所述增稠剂为改性缔合型增稠剂，所述紫外光吸收剂为苯并咪唑。
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