CN112500697A - 一种聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固‑固相变材料的制备方法,包括如下步骤:将聚乙二醇与亲水扩链剂混合均匀得到醇类混合物;将多异氰酸酯加入醇类混合物中,搅拌反应,得到‑NCO封端的预聚体;加入小分子扩链剂,搅拌反应,得到扩链混合物料;加入聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子,采用原位聚合法反应得到原位聚合聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子混合物料;加入中和剂充分混合后加入足量的水,后得到聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固‑固相变材料。本发明不仅可以提高材料的热响应性,还可以提高其光热转化效率,结合聚氨酯固‑固相变材料良好的储能调温性能,应用于织物中,可以进一步改善织物的储能调温效果。
Description
技术领域
本发明属于有机无机纳米复合材料领域,具体涉及一种聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料的制备方法。
背景技术
二氧化钒是一种具有半导体-金属相转变特性的温致变色材料,纯的二氧化钒的相转变温度为68℃。相变前后结构的变化导致对红外和近红外由透射向反射的可逆转变,使其具有良好的热致变色性能以及优异的光学性能。由于二氧化钒较高的相变温度,极大限制了其应用范围。通过将钨掺杂到二氧化钒中,可以有效降低其相变温度,实现在室温下具有红外和近红外由透射向反射的可逆转变功能。聚多巴胺作为一种具有超强粘附特性的物质,可以修饰各种有机、无机固体表面,从而制备出多功能涂层,在很多领域有着广泛的应用前景。
聚氨酯固-固相变材料是一种将聚乙二醇作为软段,异氰酸酯和扩链剂作为硬段,通过原位聚合的方式制备得到的嵌段聚合物。相比其它相变材料,其优点在于当相变材料处于熔融温度以上体积变化小且不易泄漏,使用过程安全,可实现相变材料的相变焓和相变温度范围调节。另外,聚氨酯材料本身具有优异的加工性能,利用其可以制备出各种各样的聚氨酯固-固相变材料。在建筑、纺织、太阳能储能等领域具有广阔的应用前景。
将钨掺杂二氧化钒纳米粒子原位引入到聚氨酯固-固相变材料中,制备得到聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料。不仅提高材料的热响应性,而且可以将聚多巴胺的光热转化性能和聚氨酯固-固相变材料的储热性能结合。赋予聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料良好的光热转化和储能调温性能,使其在建筑、纺织、太阳能储能等领域的应用具有重要的研究意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料的制备方法,解决了现有聚氨酯固-固相变材料热响应慢、光热转化效率低的问题。本发明采用的技术方案是一种利用聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料的制备方法。采用预聚体法,以聚乙二醇为相变材料与多异氰酸酯合成-NCO封端的预聚体,经扩链后,原位引入聚多巴胺改性钨掺杂二氧化钒纳米粒子,制得聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料。
本发明所采用的技术方案是利用预聚体法制备-NCO封端的预聚体,通过原位聚合法引入聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子,制得聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料,具体按照以下步骤实施:
步骤1、按照质量计分别称取如下原料:
聚乙二醇50份~70份,多异氰酸酯5份~15份,亲水扩链剂1份~10份,小分子扩链剂1份~5份,聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子0.1份~1份,中和剂1份~10份,水30份~70份。
步骤2、将步骤1中称取的亲水扩链剂、聚乙二醇混合,经搅拌后得到醇类混合物;
步骤3、将步骤1中称取的多异氰酸酯添加到经步骤2得到的醇类混合物中,经搅拌后得到-NCO封端的预聚体;
步骤4、将步骤1中称取的小分子扩链剂添加到经步骤3得到的-NCO封端的预聚体混合物料中,经搅拌后得到扩链混合物料;
步骤5、将步骤1中称取的聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子添加到经步骤4得到的扩链混合物料,经搅拌后得到原位聚合聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子的混合物料;
步骤6、将步骤1中称取的中和剂添加到经步骤5得到原位聚合聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子的混合物料中,经搅拌后得到中和后的混合物料。
步骤7、将步骤1中称取的水添加到经步骤6得到的中和后的混合物料中,经搅拌后得到聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料。
本发明的特点还在于:
聚乙二醇为聚乙二醇(2000)、聚乙二醇(4000)、聚乙二醇(6000)、聚乙二醇(8000)、聚乙二醇(10000);
多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、辛二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、丁二异氰酸酯;
亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、1,2丙二醇-3-磺酸钠、1,4-丁二醇-2-磺酸钠;
小分子扩链剂为乙二胺、1,4-丁二醇、新戊二醇、二羟甲基丙烷或1,3-丙二醇;
中和剂为三乙胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、甲基丙烯酸N,N-二甲胺基乙酯丙烯酸甲酯、对N,N-二甲胺基苯甲酸异辛酯;
在步骤2中:搅拌时间为1h~2h;
在步骤3中:温度控制在50℃~90℃,搅拌时间为1h~3h;
在步骤4中:温度控制在40℃~80℃,搅拌时间为1h~3h;
在步骤5中:温度控制在40℃~80℃,搅拌时间为1h~5h;
在步骤6中:温度控制在20℃~60℃,搅拌时间为0.5h~2h;
在步骤7中:搅拌时间为0.5h~2h。
本发明的有益效果在于:
(1)本发明聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料的制备方法中,采用预聚体法制备含端异氰酸酯基的预聚体,通过原位聚合法将聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子引入到聚氨酯固-固相变材料中,不仅可以提高材料的热响应性,还可以提高其光热转化效率,结合聚氨酯固-固相变材料良好的储能调温性能,应用于织物中,可以进一步改善织物的储能调温效果。
(2)本发明聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子改性聚氨酯固-固相变材料的制备方法,不仅具有绿色环保的优点,而且结合了钨掺杂二氧化钒纳米粒子和聚氨酯固-固相变材料两者的优点,改善织物的储能调温效果,在织物整理上有广泛的应用前景。图1表明聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性PUPCM具有良好的光热转化性能和储热性能,使得在建筑、织物、太阳能储能等领域具有较为广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性PUPCM与线性PUPCM的在模拟太阳光下的调温测试结果。
其中a为聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性PUPCM整理织物的时间-温度变化曲线,b为PUPCM整理织物的时间-温度变化曲线。c为未整理织物的时间-温度变化曲线。在升温过程中,聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性PUPCM整理织物升温速率明显高于PUPCM和整理后的织物和未整理的织物,且温差最高为8℃左右;在降温过程中,未整理的织物降温速率明显高于聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性PUPCM整理后的织物,且温差最高约为7℃左右。
图2为本申请制备的聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子改性前后所制成的不同薄膜的紫外-可见-红外光透过率曲线对比;虚线表示90℃,实线为25℃。从图中可以看出,低温下空白薄膜的光学透光率为80%左右,二氧化钒纳米粒子薄膜的光学透光率为60%左右,钨掺杂二氧化钒纳米粒子薄膜的光学透光率为55%左右,聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子薄膜大于1300nm波长的光学透光率为70%左右,小于1300nm波长的光学透光率为40%左右。
高温下,空白薄膜的透光率几乎不变,二氧化钒纳米粒子薄膜、钨掺杂二氧化钒纳米粒子薄膜光学透过率明显降低至20%左右,聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子薄膜的光学透过率也有所降低。这是因为W原子的加入改变了VO2的晶型结构,导致其对红外波长对光的光学透过率低于纯二氧化钒,另外,高温下的钨掺杂二氧化钒纳米粒子的晶型结构有一个转变,导致其高温条件下反射红外光,低温条件下透过红外光。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料的制备方法,具体按照以下步骤实施:
步骤A1具体按照质量份分别称取如下原料:
聚乙二醇50份~70份,多异氰酸酯5份~15份,亲水扩链剂1份~10份,小分子扩链剂1份~5份,聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子0.1份~1份,中和剂1份~10份,水30份~70份。
聚乙二醇为聚乙二醇(2000)、聚乙二醇(4000)、聚乙二醇(6000)、聚乙二醇(8000)、聚乙二醇(10000);
多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、辛二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、丁二异氰酸酯;
亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、1,2丙二醇-3-磺酸钠、1,4-丁二醇-2-磺酸钠;
小分子扩链剂为乙二胺、1,4-丁二醇、新戊二醇、二羟甲基丙烷或1,3-丙二醇;
中和剂为三乙胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、甲基丙烯酸N,N-二甲胺基乙酯丙烯酸甲酯、对N,N-二甲胺基苯甲酸异辛酯;
步骤A2具体按照以下步骤实施:
将步骤A1中称取的亲水扩链剂、聚乙二醇混合,经搅拌后得到醇类混合物,其中,搅拌时间为1h~2h;
步骤A3具体按照以下步骤实施:
将步骤A1中称取的多异氰酸酯添加到经步骤A2得到的醇类混合物中,经搅拌后得到-NCO封端的预聚体,其中,温度控制在50℃~90℃,搅拌时间为1h~3h;
步骤A4具体按照以下步骤实施:
将步骤A1中称取的小分子扩链剂添加到经步骤A3得到的-NCO封端的预聚体中,经搅拌后得到扩链混合物料,其中,温度控制在40℃~80℃,搅拌时间为1h~3h;
步骤A5具体按照以下步骤实施:
将步骤A1中称取的聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子添加到经步骤A4得到的扩链混合物料中,经搅拌后得到原位聚合聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子混合物料,其中,温度控制在40℃~80℃,搅拌时间为1h~5h;
步骤A6具体按照以下步骤实施:
将步骤A1中称取的中和剂添加到经步骤A5得到原位聚合聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子混合物料,经搅拌得到中和后的混合物料,其中,温度控制在20℃~60℃,搅拌时间为0.5h~2h;
步骤A7具体按照以下步骤实施:
将步骤A1中称取的水添加到经步骤A6得到的中和后的混合物料中,经搅拌得到聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料,其中,搅拌时间为0.5h~2h。
所述的聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒由包括如下步骤的方法得到:
步骤B1:将称取的钒源溶解于水中,加入还原剂,搅拌均匀得到还原剂还原的钒源溶液;
步骤B2:将称取的钨源溶解于过氧化氢溶液中,超声得到钨源溶液;
步骤B3:将步骤B2所得钨源溶液加入步骤B1所得钒源溶液中,搅拌均匀得到混合溶液;
步骤B4:将步骤B3得到的混合溶液转移到反应釜中,进行水热反应,得到水热产物;
步骤B5:将步骤B4得到的水热产物用水和乙醇交叉洗涤,放于烘箱中,得到烘干产物;
步骤B6:将步骤B5得到的烘干产物进行高温退火处理,得到钨掺杂二氧化钒纳米粉体;
步骤B7:将步骤B6得到的产物分散于稀硝酸水溶液中,经无水乙醇洗涤、离心干燥后得到纳米粒子;
步骤B8:将步骤B7得到纳米粉体分散于去离子水中,加入缓冲液并调节PH,再加入不同质量比多巴胺盐酸盐,搅拌反应完全后,离心干燥后得到聚多巴胺改性钨掺杂二氧化钒纳米粒子。
钒源为五氧化二钒、乙酰丙酮氧钒、偏钒酸铵、硫酸氧钒、三异丙氧基氧化钒;
还原剂为草酸、醋酸、邻苯二甲酸、柠檬酸、苯甲醇;
钨源为钨酸、钨酸钠、钨酸铵、三氧化钨;
体系PH为7.5-9.5;
多巴胺与钨掺杂二氧化钒质量比为1:1、2:1、3:1、4:1;
在步骤B1中:温度控制在40℃~80℃,搅拌时间为20min~60min;
在步骤B2中:温度控制在30℃~70℃,超声时间为10min~50min;
在步骤B3中:温度控制在40℃~80℃,搅拌时间为0.5h~2.5h;
在步骤B4中:温度控制在180℃~260℃,加热时间为5h~9h;
在步骤B5中:温度控制在60℃~80℃,加热时间为6h~12h;
在步骤B6中:温度控制在450℃~750℃,加热时间为1h~5h;
在步骤B7中:温度控制在20℃~50℃,加热时间为1h~4h;
在步骤B8中:PH控制在7.5~9.5,多巴胺的用量控制在0.05重量份~0.2重量份,温度控制在30℃~60℃,加热时间为12h~36h;
实施例1
按照质量百分比分别称取如下原料:
聚乙二醇(2000)50%,二羟甲基丙酸4.9%,二苯基甲烷二异氰酸酯12%,乙二胺1%,聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子0.1%,三乙胺2%,水30%,以上组分的含量总和为100%;
将称取的二羟甲基丙酸、聚乙二醇(2000)混合,均匀搅拌1h,得到醇类混合物;
将称取的多异氰酸酯添加到醇类混合物中,于50℃条件下搅拌1h,得到-NCO封端的预聚体;
将称取的小分子扩链剂添加到含有-NCO封端的预聚体中,于40℃条件下搅拌1h,得到扩链混合物料;
将称取的聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子添加到扩链混合物料中,于40℃条件下搅拌1h,得到原位聚合聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子混合物料;
将称取的中和剂添加到含有原位聚合聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子混合物料,于20℃条件下搅拌0.5h,得到中和后的混合物料;
将称取的水添加到中和后的混合物料中,经搅拌得到聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料,于常温下搅拌0.5h,得到聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料。
实施例2
按照质量百分比分别称取如下原料:
聚乙二醇(4000)50%,二羟甲基丁酸4.7%,异佛尔酮二异氰酸酯12%,1,4-丁二醇1%,聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子0.3%,三乙醇胺2%,水30%,以上组分的含量总和为100%;
将称取的二羟甲基丙酸、聚乙二醇(4000)混合,均匀搅拌1.5h,得到醇类混合物;
将称取的多异氰酸酯添加到醇类混合物中,于60℃条件下搅拌1.5h,得到-NCO封端的预聚体;
将称取的小分子扩链剂添加到含有-NCO封端的预聚体中,于50℃条件下搅拌1.5h,得到扩链混合物料;
将称取的聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子添加到扩链混合物料中,于50℃条件下搅拌2h,得到原位聚合聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子混合物料;
将称取的中和剂添加到含有原位聚合聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子混合物料,于30℃条件下搅拌1h,得到中和后的混合物料;
将称取的水添加到中和后的混合物料中,经搅拌得到聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料,于常温下搅拌1h,得到聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料。
实施例3
按照质量百分比分别称取如下原料:
聚乙二醇(6000)50%,1,2丙二醇-3-磺酸钠4.5%,辛二异氰酸酯12%,新戊二醇1%,聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子0.5%,N-甲基二乙醇胺2%,水30%,以上组分的含量总和为100%;
将称取的二羟甲基丙酸、聚乙二醇(6000)混合,均匀搅拌2h,得到醇类混合物;
将称取的多异氰酸酯添加到醇类混合物中,于70℃条件下搅拌2h,得到-NCO封端的预聚体;
将称取的小分子扩链剂添加到含有-NCO封端的预聚体中,于60℃条件下搅拌2h,得到扩链混合物料;
将称取的聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子添加到扩链混合物料中,于60℃条件下搅拌3h,得到原位聚合聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子混合物料;
将称取的中和剂添加到含有原位聚合聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子混合物料,于40℃条件下搅拌1.5h,得到中和后的混合物料;
将称取的水添加到中和后的混合物料中,经搅拌得到聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料,于常温下搅拌1.5h,得到聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料。
实施例4
按照质量百分比分别称取如下原料:
聚乙二醇(8000)50%,1,4-丁二醇-2-磺酸钠4.3%,甲苯二异氰酸酯12%,二羟甲基丙烷1%,聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子0.7%,甲基丙烯酸N,N-二甲胺基乙酯丙烯酸甲酯2%,水30%,以上组分的含量总和为100%;
将称取的二羟甲基丙酸、聚乙二醇(8000)混合,均匀搅拌2h,得到醇类混合物;
将称取的多异氰酸酯添加到醇类混合物中,于80℃条件下搅拌2.5h,得到-NCO封端的预聚体;
将称取的小分子扩链剂添加到含有-NCO封端的预聚体中,于70℃条件下搅拌2.5h,得到扩链混合物料;
将称取的聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子添加到扩链混合物料中,于70℃条件下搅拌4h,得到原位聚合聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子混合物料;
将称取的中和剂添加到含有原位聚合聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子混合物料,于50℃条件下搅拌2h,得到中和后的混合物料;
将称取的水添加到中和后的混合物料中,经搅拌得到聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料,于常温下搅拌2h,得到聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料。
实施例5
按照质量百分比分别称取如下原料:
聚乙二醇(10000)50%,二羟甲基丙酸4.1%,丁二异氰酸酯12%,1,3-丙二醇1%,聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子0.9%,对N,N-二甲胺基苯甲酸异辛酯2%,水30%,以上组分的含量总和为100%;
将称取的二羟甲基丙酸、聚乙二醇(10000)混合,均匀搅拌2h,得到醇类混合物;
将称取的多异氰酸酯添加到醇类混合物中,于90℃条件下搅拌3h,得到-NCO封端的预聚体;
将称取的小分子扩链剂添加到含有-NCO封端的预聚体中,于80℃条件下搅拌3h,得到扩链混合物料;
将称取的聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子添加到扩链混合物料中,于80℃条件下搅拌5h,得到原位聚合聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子混合物料;
将称取的中和剂添加到含有原位聚合聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子混合物料,于60℃条件下搅拌2h,得到中和后的混合物料;
将称取的水添加到中和后的混合物料中,经搅拌得到聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料,于常温下搅拌2h,得到聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料。
Claims (6)
1.一种聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
按质量计,将50~70份的聚乙二醇与1~10份亲水扩链剂混合均匀得到醇类混合物;将5~15份的多异氰酸酯加入醇类混合物中,搅拌反应,得到-NCO封端的预聚体;继续加入1~5份的小分子扩链剂,搅拌反应,得到扩链混合物料;继续加入0.1~1份的聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子,采用原位聚合法反应得到原位聚合聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子混合物料;加入1~10份的中和剂充分混合后加入足量的水,后得到聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子由包括如下步骤的方法得到:
将含有还原剂的钒源溶液与含有过氧化氢的钨源溶液混合,180℃~260℃进行水热反应,产物干燥后在450℃~750℃进行高温退火处理,得到钨掺杂二氧化钒;
将钨掺杂二氧化钒分散于水中,加入缓冲溶液调节pH为7.5-9.5,然后加入多巴胺盐酸盐,30℃~60℃搅拌反应12h~36h,得到聚多巴胺改性钨掺杂二氧化钒纳米粒子。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述钒源为硫酸氧钒、五氧化二钒、乙酰丙酮氧钒、三异丙氧基氧化钒、偏钒酸铵;所述还原剂为草酸、醋酸、邻苯二甲酸、柠檬酸、苯甲醇;所述钨源为钨酸、钨酸钠、钨酸铵、三氧化钨;多巴胺与钨掺杂二氧化钒的质量比为(1-4):1。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述聚乙二醇的数均分子量为2000-10000;所述多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、辛二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、丁二异氰酸酯的一种或多种;所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、1,2-丙二醇-3-磺酸钠、1,4-丁二醇-2-磺酸钠中的一种或多种;所述小分子扩链剂为乙二胺、1,4-丁二醇、新戊二醇、二羟甲基丙烷、1,3-丙二醇中的一种或多种;所述中和剂为三乙胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、甲基丙烯酸N,N-二甲胺基乙酯丙烯酸甲酯、对N,N-二甲胺基苯甲酸异辛酯中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:按照质量计分别称取如下原料:
聚乙二醇50份~70份,多异氰酸酯5份~15份,亲水扩链剂1份~10份,小分子扩链剂1份~5份,聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子0.1份~1份,中和剂1份~10份,水30份~70份;
步骤2:将步骤1中称取的亲水扩链剂、聚乙二醇混合,搅拌1h~2h,得到醇类混合物;
步骤3:将步骤1中称取的多异氰酸酯添加到醇类混合物中,50℃~90℃搅拌1h~3h,得到-NCO封端的预聚体;
步骤4:将步骤1中称取的小分子扩链剂添加到含有-NCO封端的预聚体中,40℃~80℃搅拌1h~3h,得到扩链混合物料;
步骤5:将步骤1中称取的聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子添加到扩链混合物料中,40℃~80℃搅拌1h~5h,得到原位聚合聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子混合物料;
步骤6:将步骤1中称取的中和剂添加到原位聚合聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子混合物料中,20℃~60℃搅拌0.5h~2h,得到中和后的混合物料;
步骤7:将步骤1中称取的水添加到经步骤6中和后的混合物料中,搅拌0.5h~2h,得到聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料。
6.权利要求1-5任一项所述方法得到的聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114621668A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-06-14 | 陕西科技大学 | 一种隔热保温型聚乙二醇基聚氨酯/掺钨二氧化钒复合相变涂层及其制备方法和应用 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103865027A (zh) * | 2014-02-27 | 2014-06-18 | 西安理工大学 | 一种水性聚氨酯及其制备方法 |
CN103992461A (zh) * | 2014-04-05 | 2014-08-20 | 秦皇岛出入境检验检疫局煤炭检测技术中心 | 水性聚氨酯相变储能材料 |
CN105680021A (zh) * | 2016-03-26 | 2016-06-15 | 上海大学 | 聚多巴胺包覆的纳微粉体及其制备方法 |
CN106049029A (zh) * | 2016-07-07 | 2016-10-26 | 上海大学 | 一种聚多巴胺包覆二氧化钒复合粉体基智能调温纺织品及其制作工艺 |
CN107298743A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-10-27 | 陕西科技大学 | 一种胍胶改性水性聚氨酯的制备方法 |
JP2019001973A (ja) * | 2017-06-20 | 2019-01-10 | アキレス株式会社 | 蓄熱蓄冷機能を有するポリウレタン発泡体 |
CN110042407A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-07-23 | 江苏大学 | 磷酸钴-聚多巴胺-钒酸铋三元复合光电极的制备方法及应用 |
CN111074628A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-28 | 大连工业大学 | 一种原位在线水扩链聚氨酯相变调温功能织物及其制备方法 |
-
2020
- 2020-12-28 CN CN202011575957.0A patent/CN112500697B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103865027A (zh) * | 2014-02-27 | 2014-06-18 | 西安理工大学 | 一种水性聚氨酯及其制备方法 |
CN103992461A (zh) * | 2014-04-05 | 2014-08-20 | 秦皇岛出入境检验检疫局煤炭检测技术中心 | 水性聚氨酯相变储能材料 |
CN105680021A (zh) * | 2016-03-26 | 2016-06-15 | 上海大学 | 聚多巴胺包覆的纳微粉体及其制备方法 |
CN106049029A (zh) * | 2016-07-07 | 2016-10-26 | 上海大学 | 一种聚多巴胺包覆二氧化钒复合粉体基智能调温纺织品及其制作工艺 |
CN107298743A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-10-27 | 陕西科技大学 | 一种胍胶改性水性聚氨酯的制备方法 |
JP2019001973A (ja) * | 2017-06-20 | 2019-01-10 | アキレス株式会社 | 蓄熱蓄冷機能を有するポリウレタン発泡体 |
CN110042407A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-07-23 | 江苏大学 | 磷酸钴-聚多巴胺-钒酸铋三元复合光电极的制备方法及应用 |
CN111074628A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-28 | 大连工业大学 | 一种原位在线水扩链聚氨酯相变调温功能织物及其制备方法 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
XIAOMA LU,等: ""A multi-functional textile that combines self-cleaning, water-proofing and VO2-based temperature-responsive thermoregulating"", 《SOLAR ENERGY MATERIALS & SOLAR CELLS》 * |
YAN ZHOU,等: ""Polyurethane-based solid-solid phase change materials with in situ reduced graphene oxide for light-thermal energy conversion and storage"", 《CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL》 * |
ZHIHENG ZHAO,等: ""Polydopamine functionalized graphene oxide nanocomposites reinforced the corrosion protection and adhesion properties of waterborne polyurethane coatings"", 《EUROPEAN POLYMER JOURNAL》 * |
周建华,等: ""聚氨酯固-固相变储能材料的制备及应用"", 《印染》 * |
洪伟,等: ""水性聚氨酯相变储能材料的相变机理"", 《化学通报》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114621668A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-06-14 | 陕西科技大学 | 一种隔热保温型聚乙二醇基聚氨酯/掺钨二氧化钒复合相变涂层及其制备方法和应用 |
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