CN114149734A - 一种反射隔热聚氨酯防水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种反射隔热聚氨酯防水涂料及其制备方法，涉及建筑防水技术领域；一种反射隔热聚氨酯防水涂料，包括如下组分：二异氰酸酯，1,8‑辛二醇，聚四氢呋喃二醇，双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷，全氟烷基乙基醇，六亚甲基二异氰酸酯三聚体，增塑剂，扩链剂，溶剂，近红外反射二氧化钛，隔热填料，颜填料，催化剂，助剂；本发明以单体1,8‑辛二醇和二异氰酸酯合成聚氨酯制备反射隔热涂料，所采用的小分子二元醇1,8‑辛二醇不含醚键，与全部采用聚醚多元醇制备的聚氨酯相比，分子链中醚键含量减少，有助于减少涂膜对热量的吸收，从而提高隔热效果，其所制得的聚氨酯涂料附着力强，耐高温和耐低温性好，力学性能好，柔韧性好。

Description

一种反射隔热聚氨酯防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑防水技术领域，更具体地，涉及一种反射隔热聚氨酯防水涂料及其制备方法。
背景技术
热反射隔热涂料是一种新型降温节能涂料，一方面能较大程度地反射太阳光中400～2500nm范围内的可见光和近红外光，有效防止因太阳热量聚集在物体表面导致的温度升高，另一方面可以自发将热量向外辐射，实现散热降温，还能够阻隔太阳光热量的传递，建筑外墙使用反射隔热涂料后，可以减少降温能耗，实现建筑节能。
自20世纪90年代以来，欧美等国家对热反射隔热涂料的技术研究成果逐渐成熟，热反射隔热涂料在节能减排和环境改善方面效果显著。目前市场上隔热性能较好的有美国凯德、日本美爽酷、德国巴斯夫、中国台湾伊芙特等品牌。
现有的反射隔热涂料是在聚合物乳液，例如丙烯酸酯乳液中，添加近红外反射填料、中空填料、二氧化硅气凝胶等制备而成，其中的功能性填料使涂层具备较高的太阳光反射比和半球发射率，从而达到反射太阳光，降低热量输入和传导的目的。丙烯酸酯乳液虽具有较好的耐候性，但是其本身是热塑性的，线型分子上缺少交联点，难以形成三维网状交联胶膜，因此其耐水性、耐沾污性差，低温易变脆，高温易变黏失强，严重影响涂膜的性能，不利于长期暴露使用，有效使用年限较短。
针对上述缺陷，现有的一些技术方案采用了有机硅改性或是有机氟改性的丙烯酸酯乳液作为成膜树脂制备反射隔热涂料。虽然有机硅和有机氟改性的丙烯酸酯乳液克服了丙烯酸酯乳液的不足，但是有机硅改性的乳液价格较高，水性氟碳乳液耐候性和硬度偏差，当建筑发生火灾时会受热分解出光气、氟烯烃等有害气体，不适合在建筑涂料中使用。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种反射隔热聚氨酯防水涂料，能够克服聚合物乳液的不足，提高反射隔热涂料的有效使用年限且成本低、不产生有害气体。
本发明的另一目的是提供一种反射隔热单组分聚氨酯防水涂料的制备方法。
本发明采取的技术方案是，一种反射隔热聚氨酯防水涂料，包括如下按重量份计的组分：
Figure BDA0003440583450000021
反射隔热涂料要求成膜树脂对可见光和近红外光的吸收率越低越好，即分子结构中尽可能少含羰基(>C＝O)、醚键(-C-O-C-)等吸能基团，本发明以单体1,8-辛二醇和二异氰酸酯合成聚氨酯制备反射隔热涂料，所采用的小分子二元醇1,8-辛二醇不含醚键，与全部采用聚醚多元醇制备的聚氨酯相比，分子链中醚键含量减少，有助于减少涂膜对热量的吸收，从而提高隔热效果，其所制得的聚氨酯涂料附着力强，耐高温和耐低温性好，力学性能好，柔韧性好，能够克服聚合物乳液的不足，提高反射隔热涂料的有效使用年限。
较好的耐候性和耐污性可以提高反射隔热涂料的使用寿命，降低清洁维护成本。在聚氨酯防水涂料中加入少量的双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷和全氟烷基乙基醇，能够在分子链中引入有机硅提高聚氨酯的耐候性和疏水性，而引入原子半径较小的氟原子能够降低聚合物表面能，提高耐污性。因此，本发明采用有机硅多元醇与有机氟对聚氨酯进行改性，改善了涂膜的耐水性与耐污性，保证涂膜能够长久保持反射隔热效果。
聚四氢呋喃二醇具有一定的结晶性，可以提高聚氨酯的强度；六亚甲基二异氰酸酯三聚体为三元异氰酸酯，起交联作用，提高涂膜的强度；扩链剂起到提高分子量的作用；催化剂能够提高异氰酸酯与多元醇的反应速率和涂膜的固化速度；增塑剂与溶剂均能降低体系粘度；近红外反射二氧化钛能够反射太阳光中的可见光和近红外光，降低涂层表面热量的吸收；隔热填料能够降低涂层的导热系数，减少热传导；颜填料起到调色与补强的作用。
近红外反射二氧化钛与隔热填料共同作用，一方面能减少热量输入，另一方面能减少热量传导，保证涂层具有良好的隔热效果。所用的二氧化钛必须具有极高的太阳光反射比和近红外反射比，以保证涂层的反射能力，隔热填料必须采用导热系数较低的空心微珠材料，以降低涂层的导热能力。
优选地，所述1,8-辛二醇与所述聚四氢呋喃二醇的质量比大于等于5：1。
如果质量比小于5：1时，分子链中脂肪链比例较低，吸能基团比例较高，因此涂层的吸热量增多，导致隔热效果变差，所以增加脂肪链的比例有助于提高隔热效果，脂肪链的比例达到5：1时，继续增大脂肪链比例，对隔热效果的影响趋于稳定。从经济性考虑，1,8-辛二醇与聚四氢呋喃的最佳质量比为5:1。
优选地，所述二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。
优选地，所述聚四氢呋喃二醇分子量为1000～4000；所述双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷分子量为1000～4000。
优选地，所述增塑剂选自52#氯化石蜡、邻苯二甲酸二丁酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、环氧大豆油中的一种或多种。
优选地，所述扩链剂选自三羟甲基丙烷、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇中的一种或多种。
优选地，所述溶剂选自乙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯、二甲苯、三甲苯中的一种或多种。
优选地，所述近红外反射二氧化钛为江苏泛华IR-1000、美国亨斯迈Altiris-550中的一种或多种。
优选地，所述隔热填料选自中空玻璃微珠、中空陶瓷微珠、二氧化硅气凝胶中的一种或多种；所述颜填料选自轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、高岭土、蒙脱土中的一种或多种。
优选地，所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡中的一种或多种；所述助剂选自消泡剂、分散剂、流平剂、基材润湿剂、表面张力助剂、抗沉剂、光稳定剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂中的一种或多种。
一种如上述的反射隔热聚氨酯防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1：将1,8-辛二醇、聚四氢呋喃二醇、双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷、全氟烷基乙基醇、增塑剂、助剂、近红外反射二氧化钛、隔热填料、颜填料均匀混合，搅拌升温至100～120℃，在-0.1MPa～-0.08MPa的真空条件下脱水2～3h；
S2：降温至:80～90℃，在搅拌状态下加入二异氰酸酯和溶剂，反应2～3h；
S3：降温至70～80℃，在搅拌状态下加入催化剂、扩链剂和溶剂，反应约0.5～1h；
S4：保持温度在70～80℃，在搅拌状态下加入二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体和溶剂，反应0.5～1h；
S5：降温至50～70℃，在搅拌状态下加入催化剂和溶剂，反应约10～30min，脱泡出料。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)现有技术主要是以丙烯酸酯乳液或是改性丙烯酸酯乳液作为成膜树脂，制备反射隔热涂料，本发明以脂肪族聚氨酯作为成膜树脂制备反射隔热涂料，优点在于聚氨酯附着力强，耐高温和耐低温性好，力学性能好，柔韧性好，能够克服聚合物乳液的不足，提高反射隔热涂料的有效使用年限；
(2)本发明是以小分子二元醇1,8-辛二醇与二异氰酸酯为主要成分合成聚氨酯防水涂料， 1,8-辛二醇作为单体，不同于现有的聚氨酯合成乳液中，将小分子二元醇作为扩链剂，少量添加到反应体系中；在本技术方案中，作为单体的小分子二元醇1,8-辛二醇，不含醚键，相对于一般聚氨酯而言，分子链中醚键含量减少，有助于减少涂膜对热量的吸收，从而提高隔热效果；另一方面，1,8-辛二醇与聚四氢呋喃二醇在合适质量比时有优异的隔热效果；
(3)本发明的聚氨酯防水涂料加入双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷和全氟烷基乙基醇，在分子链中引入有机硅和有机氟，采用有机硅多元醇与有机氟对聚氨酯进行改性，改善了涂膜的耐水性与耐污性，保证涂膜能够长久保持反射隔热效果。
具体实施方式
发明专利CN111410856A以丙烯酸树脂作为成膜树脂，添加将具有高反射比、高辐射率、低导热系数的无机填料，制得了具有较好保温隔热性能的涂料；发明专利CN112480769A以丙烯酸树脂作为成膜树脂，添加了纳米级的二氧化锆或氧化硅，以及纳米阻燃剂，所制备的涂料不仅具有良好的保温隔热性能，还具有防火阻燃性，反射隔热涂料作为外露型涂料，对耐候性有较高的要求；丙烯酸酯乳液虽具有较好的耐候性，但是其本身是热塑性的，线型分子上缺少交联点，难以形成三维网状交联胶膜，因此其耐水性、耐沾污性差，低温易变脆，高温易变黏失强，严重影响涂膜的性能，不利于长期暴露使用，有效使用年限较短。
针对丙烯酸酯乳液的缺点，一些技术方案采用了有机硅改性或是有机氟改性的丙烯酸酯乳液作为成膜树脂制备反射隔热涂料。发明专利CN112341931A将氟硅乳液和硅丙乳液混合使用，添加相变微珠粒，制得的涂料具有较好的隔热效果和耐候耐久性；发明专利CN112592442A制备了一种改性二氧化硅乳液，并介绍了一种双层结构的反射隔热涂料，涂料的外层由氟碳树脂、改性二氧化硅乳液、反射填料组成，内层由水性聚氨酯乳液、二氧化硅气凝胶组成，涂层具有较强的光反射性能与隔热性能；有机硅和有机氟改性的丙烯酸酯乳液克服了丙烯酸酯乳液的不足，但是有机硅改性的乳液价格较高，水性氟碳乳液耐候性和硬度偏差，当建筑发生火灾时会受热分解出光气、氟烯烃等有害气体，不适合在建筑涂料中使用。
在现有的聚氨酯涂料、胶粘剂制备技术中，发明专利CN113072910A采用小分子二元醇 1,4-丁二醇作为扩链剂制备了一种聚氨酯胶粘剂；发明专利CN109251715A同样采用1,4-丁二醇作为扩链剂，制备了一种潜固化型单组分聚氨酯胶粘剂；发明专利CN113025183A采用小分子多元醇三羟甲基丙烷作为扩链剂，制备了一种聚氨酯防水涂料。目前，小分子多元醇在聚氨酯合成领域的应用仍然以扩链剂为主，还未见有将其作为单体直接与多异氰酸酯合成聚氨酯的技术。
发明专利CN105255348A采用含氟丙烯酸酯单体和端羟基硅氧烷改性聚氨酯，制备聚氨酯乳液，并添加纳米材料，最终制备出一种单组分透明水性聚氨酯防水乳液；发明专利CN105238247A采用水性聚氨酯和不同颜色的高近红外反射颜料制备了彩色水性聚氨酯反射隔热涂料，降温效果明显；发明专利CN106243959A采用水性羟基聚氨酯、纳米ATO和蚕豆皮纤维素，制备了一种窗膜用聚氨酯隔热涂料，具有较好的隔热性能和隔热性能和抗冲击性能；然而，水性聚氨酯存在耐水性差，干燥速度慢，易回黏的缺点。本方案采用的溶剂型脂肪族聚氨酯，能够克服水性聚氨酯在应用中的不足之处。此外，本方案采用的功能填料在成本上也要低于上述方案中的功能填料，在实际应用中更具有竞争力。
本发明实施例是基于上述现有技术存在的缺陷进行的改进，本发明实施例仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。
实施例1
一种反射隔热聚氨酯防水涂料，包括如下按重量份计的组分：
Figure BDA0003440583450000061
本实施例的反射隔热聚氨酯防水涂料的制备方法如下：
密闭反应釜中，加入1,8-辛二醇、聚四氢呋喃二醇、双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷、全氟烷基乙基醇、增塑剂、助剂、近红外反射二氧化钛、隔热填料、颜填料，分散均匀后在110℃， -0.08MPa的条件下脱水3h，降温至85℃加入1/2二异氰酸酯和1/4溶剂反应2h，降温至75℃加入1/2催化剂、1/4溶剂和扩链剂，反应0.5h，加入二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯三聚体和1/4溶剂，保温0.5h，降温至65℃，加入剩余的催化剂和溶剂，反应20min，脱泡出料，制得反射隔热单组分聚氨酯防水涂料；
二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯；双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷购自苏州矽索新材料有限公司的羟烃基封端聚二甲基硅氧烷，分子量为2000；聚四氢呋喃二醇，四川天华股份有限公司，T-1000；近红外反射二氧化钛为江苏泛华IR-1000；全氟烷基乙基醇购自四川上氟科技有限公司的全氟己基乙醇；催化剂为二月桂酸二丁基锡；增塑剂为52#氯化石蜡；扩链剂为三羟甲基丙烷；溶剂为乙酸乙酯；隔热填料为中空玻璃微珠；颜填料为轻质碳酸钙；助剂为抗氧化剂1010。
实施例2
Figure BDA0003440583450000071
本实施例的反射隔热聚氨酯防水涂料的制备方法如下：
密闭反应釜中，加入1,8-辛二醇、聚四氢呋喃二醇、双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷、全氟烷基乙基醇、增塑剂、助剂、近红外反射二氧化钛、隔热填料、颜填料，分散均匀后在110℃， -0.08MPa的条件下脱水3h，降温至85℃加入1/2二异氰酸酯和1/4溶剂反应2h，降温至75℃加入1/2催化剂、1/4溶剂和扩链剂，反应0.5h，加入二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯三聚体和1/4溶剂，保温0.5h，降温至65℃，加入剩余的催化剂和溶剂，反应20min，脱泡出料，制得反射隔热单组分聚氨酯防水涂料；
二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯；双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷购自苏州矽索新材料有限公司的羟烃基封端聚二甲基硅氧烷，分子量为2000；聚四氢呋喃二醇，四川天华股份有限公司，T-1000；近红外反射二氧化钛为江苏泛华IR-1000；全氟烷基乙基醇购自四川上氟科技有限公司的全氟己基乙醇；催化剂为二月桂酸二丁基锡；增塑剂为52#氯化石蜡；扩链剂为三羟甲基丙烷；溶剂为乙酸乙酯；隔热填料为中空玻璃微珠；颜填料为轻质碳酸钙；助剂为抗氧化剂1010。
实施例3
Figure BDA0003440583450000081
本实施例的反射隔热聚氨酯防水涂料的制备方法如下：
密闭反应釜中，加入1,8-辛二醇、聚四氢呋喃二醇、双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷、全氟烷基乙基醇、增塑剂、助剂、近红外反射二氧化钛、隔热填料、颜填料，分散均匀后在110℃， -0.08MPa的条件下脱水3h，降温至85℃加入1/2二异氰酸酯和1/4溶剂反应2h，降温至75℃加入1/2催化剂、1/4溶剂和扩链剂，反应0.5h，加入二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯三聚体和1/4溶剂，保温0.5h，降温至65℃，加入剩余的催化剂和溶剂，反应20min，脱泡出料，制得反射隔热单组分聚氨酯防水涂料；
二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯；双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷购自苏州矽索新材料有限公司的羟烃基封端聚二甲基硅氧烷，分子量为2000；聚四氢呋喃二醇，四川天华股份有限公司，T-1000；近红外反射二氧化钛为江苏泛华IR-1000；全氟烷基乙基醇购自四川上氟科技有限公司的全氟己基乙醇；催化剂为二月桂酸二丁基锡；增塑剂为52#氯化石蜡；扩链剂为三羟甲基丙烷；溶剂为乙酸乙酯；隔热填料为中空玻璃微珠；颜填料为轻质碳酸钙；助剂为抗氧化剂1010。
实施例4
一种反射隔热聚氨酯防水涂料，包括如下按重量份计的组分：
Figure BDA0003440583450000091
本实施例的反射隔热聚氨酯防水涂料的制备方法如下：
密闭反应釜中，加入1,8-辛二醇、聚四氢呋喃二醇、双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷、全氟烷基乙基醇、增塑剂、助剂、近红外反射二氧化钛、隔热填料、颜填料，分散均匀后在100℃， -0.1MPa的条件下脱水2h，降温至80℃加入1/2二异氰酸酯反应和1/4溶剂反应2.2h，降温至70℃加入1/2催化剂、1/4溶剂和扩链剂，反应0.7h，加入二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯三聚体和1/4溶剂，保温0.8h，降温至50℃，加入剩余的催化剂和溶剂，反应10min，脱泡出料，制得反射隔热单组分聚氨酯防水涂料；
二异氰酸酯为1,4-环己烷二异氰酸酯；双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷购自苏州矽索新材料有限公司的羟烃基封端聚二甲基硅氧烷，分子量为2000；聚四氢呋喃二醇，四川天华股份有限公司，T-1000；近红外反射二氧化钛为美国亨斯迈Altiris-550；全氟烷基乙基醇购自四川上氟科技有限公司的全氟己基乙醇；催化剂为辛酸亚锡；增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；扩链剂为乙二醇；溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯；隔热填料为中空陶瓷微珠；颜填料为重质碳酸钙；助剂为抗氧剂1010。
实施例5
一种反射隔热聚氨酯防水涂料，包括如下按重量份计的组分：
Figure BDA0003440583450000101
本实施例的反射隔热聚氨酯防水涂料的制备方法如下：
密闭反应釜中，加入1,8-辛二醇、聚四氢呋喃二醇、双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷、全氟烷基乙基醇、增塑剂、助剂、近红外反射二氧化钛、隔热填料、颜填料，分散均匀后在120℃， -0.07MPa的条件下脱水2.5h，降温至90℃加入1/2二异氰酸酯和1/4溶剂反应3h，降温至 80℃加入1/2催化剂、1/4溶剂和扩链剂，反应1h，加入二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯三聚体和1/4溶剂，保温1h，降温至70℃，加入剩余的催化剂和溶剂，反应30min，脱泡出料，制得反射隔热单组分聚氨酯防水涂料；
二异氰酸酯为环己烷二亚甲基二异氰酸酯；双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷购自苏州矽索新材料有限公司的羟烃基封端聚二甲基硅氧烷，分子量为2000；聚四氢呋喃二醇，四川天华股份有限公司，T-1000；近红外反射二氧化钛为江苏泛华IR-1000；全氟烷基乙基醇购自四川上氟科技有限公司的全氟己基乙醇；催化剂为二醋酸二丁基锡；增塑剂为柠檬酸三丁酯；扩链剂为丙二醇；溶剂为醋酸丁酯；隔热填料为二氧化硅气凝胶；颜填料为滑石粉；助剂为抗氧剂1010。
实施例6
一种反射隔热聚氨酯防水涂料，包括如下按重量份计的组分：
Figure BDA0003440583450000111
本实施例的反射隔热聚氨酯防水涂料的制备方法如下：
密闭反应釜中，加入1,8-辛二醇、聚四氢呋喃二醇、双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷、全氟烷基乙基醇、增塑剂、助剂、近红外反射二氧化钛、隔热填料、颜填料，分散均匀后在110℃， -0.08MPa的条件下脱水3h，降温至85℃1/2加入二异氰酸酯和1/4溶剂反应2h，降温至75℃加入1/2催化剂、1/4溶剂和扩链剂，反应0.5h，加入二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯三聚体和1/4溶剂，保温0.5h，降温至65℃，加入剩余的催化剂和溶剂，反应20min，脱泡出料，制得反射隔热单组分聚氨酯防水涂料；
二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯；双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷购自苏州矽索新材料有限公司的羟烃基封端聚二甲基硅氧烷，分子量为2000；聚四氢呋喃二醇，四川天华股份有限公司，T-1000；近红外反射二氧化钛为江苏泛华IR-1000；全氟烷基乙基醇购自四川上氟科技有限公司的全氟己基乙醇；催化剂为二月桂酸二丁基锡；增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯；扩链剂为三羟甲基丙烷、1,4-丁二醇；溶剂为二甲苯、三甲苯；隔热填料为中空玻璃微珠；颜填料为硫酸钡；助剂为紫外线吸收剂4,4'-二羟基二苯甲酮。
实施例7
一种反射隔热聚氨酯防水涂料，包括如下按重量份计的组分：
Figure BDA0003440583450000121
本实施例的反射隔热聚氨酯防水涂料的制备方法如下：
密闭反应釜中，加入1,8-辛二醇、聚四氢呋喃二醇、双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷、全氟烷基乙基醇、增塑剂、助剂、近红外反射二氧化钛、隔热填料、颜填料，分散均匀后在110℃， -0.08MPa的条件下脱水3h，降温至85℃加入1/2二异氰酸酯和1/4溶剂反应2h，降温至75℃加入1/2催化剂、1/4溶剂和扩链剂，反应0.5h，加入二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯三聚体和1/4溶剂，保温0.5h，降温至65℃，加入剩余的催化剂和溶剂，反应20min，脱泡出料，制得反射隔热单组分聚氨酯防水涂料；
二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯；双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷购自苏州矽索新材料有限公司的羟烃基封端聚二甲基硅氧烷，分子量为2000；聚四氢呋喃二醇，四川天华股份有限公司，T-1000；近红外反射二氧化钛为美国亨斯迈Altiris-550；全氟烷基乙基醇购自四川上氟科技有限公司的全氟己基乙醇；增塑剂为环氧大豆油；扩链剂为三羟甲基丙烷；溶剂为乙酸乙酯；隔热填料为中空玻璃微珠；颜填料为高岭土、蒙脱土(质量比1:1)；助剂为抗氧化剂1010。
实施例8
一种反射隔热聚氨酯防水涂料，包括如下按重量份计的组分：
Figure BDA0003440583450000131
本实施例的反射隔热聚氨酯防水涂料的制备方法如下：
密闭反应釜中，加入1,8-辛二醇、聚四氢呋喃二醇、双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷、全氟烷基乙基醇、增塑剂、助剂、近红外反射二氧化钛、隔热填料、颜填料，分散均匀后在110℃， -0.08MPa的条件下脱水3h，降温至85℃加入1/2二异氰酸酯和1/4溶剂反应2h，降温至75℃加入1/2催化剂、1/4溶剂和扩链剂，反应0.5h，加入二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯三聚体和1/4溶剂，保温0.5h，降温至65℃，加入剩余的催化剂和溶剂，反应20min，脱泡出料，制得反射隔热单组分聚氨酯防水涂料；
二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯；双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷购自苏州矽索新材料有限公司的羟烃基封端聚二甲基硅氧烷，分子量为2000；聚四氢呋喃二醇，四川天华股份有限公司，T-1000；近红外反射二氧化钛为江苏泛华IR-1000；全氟烷基乙基醇购自四川上氟科技有限公司的全氟己基乙醇；催化剂为二月桂酸二丁基锡；增塑剂为52#氯化石蜡；扩链剂为三羟甲基丙烷；溶剂为乙酸乙酯；隔热填料为中空玻璃微珠；颜填料为轻质碳酸钙；助剂为抗氧化剂1010。
实施例9
一种反射隔热聚氨酯防水涂料，包括如下按重量份计的组分：
Figure BDA0003440583450000141
本实施例的反射隔热聚氨酯防水涂料的制备方法如下：
密闭反应釜中，加入1,8-辛二醇、聚四氢呋喃二醇、双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷、全氟烷基乙基醇、增塑剂、助剂、近红外反射二氧化钛、隔热填料、颜填料，分散均匀后在110℃， -0.08MPa的条件下脱水3h，降温至85℃加入1/2二异氰酸酯和1/4溶剂反应2h，降温至75℃加入1/2催化剂、1/4溶剂和扩链剂，反应0.5h，加入二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯三聚体和1/4溶剂，保温0.5h，降温至65℃，加入剩余的催化剂和溶剂，反应20min，脱泡出料，制得反射隔热单组分聚氨酯防水涂料；
二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯；双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷购自苏州矽索新材料有限公司的羟烃基封端聚二甲基硅氧烷，分子量为2000；聚四氢呋喃二醇，四川天华股份有限公司，T-1000；近红外反射二氧化钛为江苏泛华IR-1000；全氟烷基乙基醇购自四川上氟科技有限公司的全氟己基乙醇；催化剂为二月桂酸二丁基锡；增塑剂为52#氯化石蜡；扩链剂为三羟甲基丙烷；溶剂为乙酸乙酯；隔热填料为中空玻璃微珠；颜填料为轻质碳酸钙；助剂为抗氧化剂1010。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于，将1,8-辛二醇替换为聚醚二元醇，其它保持不变。
实施例与对比例的反射隔热性能测试
所制备的聚氨酯防水涂料太阳光反射比和近红外反射比按照JG/T 235-2014附录B进行测试，半球发射率按照JG/T 235-2014附录C进行测试，导热系数按照GB/T 25261-2018附录A进行测试，隔热温差按照GB/T 25261-2018附录B进行测试。
实施例19及对比例1所制的聚氨酯防水涂料的力学性能对比如表1所示：
表1力学性能对比表
Figure BDA0003440583450000151
表1为实施例1-9所述的聚氨酯防水涂料与对比例1所述的聚氨酯防水涂料力学性能测试结果。由实施例1～3、8-9可以看出，随着1,8-辛二醇用量提升，分子链的柔性增强，所以涂膜的拉伸强度略有下降，而断裂伸长率有明显的提高。
实施例1～9及对比例1所制的聚氨酯防水涂料的力学性能对比如表1所示：
表2反射隔热性能对比表
Figure BDA0003440583450000152
Figure BDA0003440583450000161
由表2可以看出，调整1,8-辛二醇与聚四氢呋喃二醇的质量比，当二者质量比为5:1时效果最好，如实施例1-3、8-9，当1,8-辛二醇添加量小时，分子链中脂肪链比例较低，吸能基团比例较高，因此涂层的吸热量增多，导致隔热效果变差，所以增加脂肪链的比例有助于提高隔热效果，脂肪链的比例达到一定值时，继续增大脂肪链比例，对隔热效果的影响趋于稳定，因此从经济性考虑，1,8-辛二醇与聚四氢呋喃的最佳质量比为5:1。当将1,8-辛二醇替换为普通聚氨酯涂料中常用的聚醚二元醇，如对比例1，分子链中含有大量醚键结构，聚氨酯分子吸能增多，涂层吸收的热量增多，因此涂层的隔热效果变差，隔热温差减小。隔热温差测试结果与涂层反射性能和导热性能测试结果趋势一致，涂层对太阳光的反射能力和阻隔热传导的能力越强，隔热效果越好。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种反射隔热聚氨酯防水涂料，其特征在于，包括如下按重量份计的组分：
Figure FDA0003440583440000011
2.根据权利要求1所述的一种反射隔热聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述1,8-辛二醇与所述聚四氢呋喃二醇的质量比大于等于5：1。
3.根据权利要求1所述的一种反射隔热聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种反射隔热聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述聚四氢呋喃二醇分子量为1000～4000；所述双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷分子量为1000～4000。
5.根据权利要求1所述的一种反射隔热聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述增塑剂选自52#氯化石蜡、邻苯二甲酸二丁酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、环氧大豆油中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种反射隔热聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述扩链剂选自三羟甲基丙烷、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种反射隔热聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述溶剂选自乙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯、二甲苯、三甲苯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种反射隔热聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述隔热填料选自中空玻璃微珠、中空陶瓷微珠、二氧化硅气凝胶中的一种或多种；所述颜填料选自轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、高岭土、蒙脱土中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种反射隔热聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡中的一种或多种；所述助剂选自消泡剂、分散剂、流平剂、基材润湿剂、表面张力助剂、抗沉剂、光稳定剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂中的一种或多种。
10.一种如权利要求1～9任一所述的反射隔热聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将1,8-辛二醇、聚四氢呋喃二醇、双羟烃基封端聚二甲基硅氧烷、全氟烷基乙基醇、增塑剂、助剂、近红外反射二氧化钛、隔热填料、颜填料均匀混合，搅拌升温至100～120℃，在-0.1MPa～-0.08MPa的真空条件下脱水2～3h；
S2：降温至80～90℃，在搅拌状态下加入二异氰酸酯和溶剂，反应2～3h；
S3：降温至70～80℃，在搅拌状态下加入催化剂、扩链剂和溶剂，反应约0.5～1h；
S4：保持温度在70～80℃，在搅拌状态下加入二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体和溶剂，反应0.5～1h；
S5：降温至50～70℃，在搅拌状态下加入催化剂和溶剂，反应约10～30min，脱泡出料；
所述二异氰酸酯和所述催化剂每次加入量为总用量的1/2，所述溶剂每次加入量为总用量的1/4。
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