CN114806374A - 一种车用高反射相变蓄热涂料及其制备方法 - Google Patents

一种车用高反射相变蓄热涂料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114806374A
CN114806374A CN202210526355.9A CN202210526355A CN114806374A CN 114806374 A CN114806374 A CN 114806374A CN 202210526355 A CN202210526355 A CN 202210526355A CN 114806374 A CN114806374 A CN 114806374A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coating
phase change
parts
agent
heat storage
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.)
Pending
Application number
CN202210526355.9A
Other languages
English (en)
Inventor
周志军
管清宝
汪旗
游正伟
徐晓飞
徐一剡
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.)
Zhejiang Hexin New Material Co ltd
Donghua University
Original Assignee
Zhejiang Hexin New Material Co ltd
Donghua University
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 Zhejiang Hexin New Material Co ltd, Donghua University filed Critical Zhejiang Hexin New Material Co ltd
Priority to CN202210526355.9A priority Critical patent/CN114806374A/zh
Publication of CN114806374A publication Critical patent/CN114806374A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04—Polyurethanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/36—Successively applying liquids or other fluent materials, e.g. without intermediate treatment
    • B05D1/38—Successively applying liquids or other fluent materials, e.g. without intermediate treatment with intermediate treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50—Multilayers
    • B05D7/56—Three layers or more
    • B05D7/57—Three layers or more the last layer being a clear coat
    • B05D7/574—Three layers or more the last layer being a clear coat at least some layers being let to dry at least partially before applying the next layer
    • 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
    • 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
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • 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
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • 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
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/70—Additives characterised by shape, e.g. fibres, flakes or microspheres

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明提供了一种车用高反射相变蓄热涂料，包括外涂层，中间层和内涂层；所述的外涂层为水性聚氨酯修饰层，所述的中间层为填充高红外反射粒子的水性聚氨酯涂料制成，所述的内涂层以相变微胶囊为主要材料组成。本发明与现有技术相比，极大缓解了汽车驾驶室“冬冷夏热”的情况，且涂覆过程无污染，符合可持续发展国策。本发明还提供了所述的车用高反射相变蓄热涂料的制备方法，包括以下步骤：(一)内涂层浆料的制备；(二)中间层浆料的制备；(三)外涂层浆料的制备；(四)将步骤(一)中内涂层浆料涂覆在基材上，固化，然后涂覆步骤(二)中中间层浆料，固化，再涂覆步骤(三)中外涂层浆料，固化，得到车用高反射相变蓄热涂料。

Description

一种车用高反射相变蓄热涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种车用高反射相变蓄热涂料及其制备方法。
背景技术
汽车驾驶室极易受环境影响，夏季酷热，汽车在烈日下停放后，驾驶室温度急剧上升，甚至达到80℃以上；冬季严寒，汽车驾驶室温度又非常低。对此，人们通常的做法是打开车窗或空调，来调节车内温度，然而上述做法增加了不必要的时间等待与资源浪费，改善车辆热管理方式对实现更高的效率至关重要，相变蓄热技术与热反射技术的出现有利于降低能源消耗、提高人民生活水平。
相变蓄热技术指材料在物理状态变化过程中吸收和释放热量的特性来进行蓄热和释热，相变过程中温度保持恒定，因此其在温度控制领域具有极大的作用。基于化学组分可将相变材料分为有机、无机两大类。有机相变材料由于低腐蚀性、无过冷现象，相对于无机材料更具优势，其中有机固-液相变材料相变潜热大，被广泛利用，然而其在相变过程中容易出现渗漏，虽然封装技术解决了部分问题，但会出现相变焓值降低，无法实现有效温控。热反射技术是利用材料对太阳光的反射来降低太阳光对汽车驾驶室的加热影响，纳米二氧化钛作为一种高光反射率材料被广泛作为功能性填料用于热反射涂料，然而涂料颜色高度发白，耐污性不佳，不适用于汽车驾驶室环境。
CN112280454A公布了一种聚氨酯热反射涂料，它由下述重量配比的原料制成：相变聚氨酯树脂55～85重量份、纳米二氧化钛7～15重量份、沉淀相二氧化硅11～17重量份和气相二氧化硅2～4重量份，可作为皮革涂料，以相变聚氨酯为基体虽然解决了相变易泄露的问题，但其相变焓值低(40～60J/g)，而且高白度物质的添加使得涂料耐污性能不佳。
CN109530184A公布了一种相变蓄热-反射隔热双层涂层，包括外涂层和内涂层，外涂层由纳米二氧化钛高岭土复合粒子表面引发聚丙烯酰胺的红外热反射涂料制成，内涂层以相变微胶囊为主要材料制成，相变微胶囊具有高相变焓值，然而二氧化钛的存在依然具有高白度问题。
因此，在保证涂料具有高光反射性能与高相变蓄热性能的同时，使涂料具有一定的耐污性能，从而使汽车驾驶室具有“冬暖夏凉”的特性是一个亟待解决的科学难题。
发明内容
针对目前技术的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种车用高反射相变蓄热涂料，该涂料兼顾温度调节性能和高光反射性能，涂料呈灰色且不含有机溶剂，减少了VOC含量，符合绿色环保要求。本发明的还提供了所述车用高反射相变蓄热涂料的制备方法。
本发明采用的技术方案是：
一种车用高反射相变蓄热涂料，包括外涂层，中间层和内涂层；所述外涂层由以下重量份原料制成：
水性多元醇分散体50～70份；
成膜助剂1.4～1.7份；
消泡剂0.3～0.7份；
流平剂0.5～1.5份；
增稠剂0.2～0.6份；
固化剂10～30份；
所述中间层由以下重量份原料制成：
水性多元醇分散体70～100份；
改性高反射型材料20～30份；
成膜助剂2.5～3.5份；
消泡剂0.5～1份；
流平剂1～3份；
增稠剂0.1～0.4份；
固化剂25～35份；
所述内涂层由以下重量份原料制成：
水性多元醇分散体80～120份
改性相变微胶囊15～40份；
成膜助剂5～8份；
消泡剂1.5～4份；
流平剂3～5份；
增稠剂0.05～0.3份；
固化剂20～40份；
所述改性相变微胶囊中相变微胶囊为核壳结构。
优选的是，所述改性高反射型材料为苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物改性的高反射型材料，所述高反射型材料为铜掺杂磷酸锌钠NaZn(Cu)PO4。
优选的是，所述水性多元醇分散体为水性丙烯酸酯多元醇分散体。
优选的是，所述成膜助剂为二丙二醇甲醚(DPM)，所述消泡剂为BYK-024，所述流平剂为BYK-323，所述增稠剂为Rheolate-299，所述固化剂为水性多异氰酸酯固化剂。
优选的是，所述相变微胶囊由核层和壳层组成，其核层为相变材料，壳层为二氧化钛，核层组成包括低熔点的烷烃、烷醇、脂肪酸酯中的一种或多种。
优选的是，所述烷烃为十八烷，所述烷醇为十二醇，所述为脂肪酸酯为棕榈酸甲酯。
本发明还提供了一种车用高反射相变蓄热涂料的制备方法，包括以下步骤：
(一)内涂层浆料的制备：按配比准备原料，将水性多元醇分散体、改性相变微胶囊、成膜助剂、消泡剂、流平剂和增稠剂搅拌均匀，然后加入固化剂，继续搅拌均匀，得到内涂层浆料；
(二)中间层浆料的制备：按配比准备原料，将水性多元醇分散体、改性高反射型材料、成膜助剂、消泡剂、流平剂和增稠剂搅拌均匀，然后加入固化剂，继续搅拌均匀，得到中间层浆料；
(三)外涂层浆料的制备：按配比准备原料，将水性多元醇分散体、成膜助剂、消泡剂、流平剂和增稠剂搅拌均匀，然后加入固化剂，继续搅拌均匀，得到外涂层浆料。
(四)将步骤(一)中内涂层浆料涂覆在基材上，固化，然后涂覆步骤(二)中中间层浆料，固化，再涂覆步骤(三)中外涂层浆料，固化，得到车用高反射相变蓄热涂料。
优选的是，步骤(二)中所述改性高反射材料按如下方法制备：
NaZn(Cu)PO4、苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物和去离子水按质量比0.5～2:0.2～0.6:100～150混合，然后超声处理0.5～2h，以促进苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物对相变微胶囊的粘附；然后将混合物离心，使颗粒与水分离，得到的颗粒用去离子水和乙醇彻底清洗，去除残留的苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物；最后，在60～80℃干燥12～24h，得到改性高反射材料。
优选的是，步骤(一)中所述改性相变微胶囊按如下方法制备：
(1)溶胶凝胶法制备相变微胶囊：将相变材料溶于水中，加入表面活性剂，用搅拌机搅拌，转速为500～1200r/min，形成油/水结构，保持温度50-70℃，用酸将pH调至3～4，然后加入钛酸四丁酯-乙醇混合液，生成的钛酸会在相变材料表面聚合形成壳层，持续搅拌10～24h，用去离子水和乙醇洗涤，在60～80℃干燥12～24h，得到相变微胶囊；
(2)改性：步骤(1)中制得的相变微胶囊、苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物和去离子水按质量比0.5～2:0.2～0.6:100～150混合，然后超声处理0.5～2h，以促进苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物对相变微胶囊的粘附；然后将混合物离心，使颗粒与水分离，得到的颗粒用去离子水和乙醇彻底清洗，去除残留的苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物；最后，在60～80℃干燥12～24h，得到改性核壳结构相变微胶囊。
优选的是，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠和十六烷三甲基溴化铵中的一种或两种；所述的酸为醋酸。
本发明有益效果：
(1)利用黑色高反射材料复合水性聚氨酯涂料，具有较高的近红外反射率和半球发射率，极大地减少了夏季汽车驾驶室过热问题，并且涂料呈灰色，增强涂料的耐污性能。
(2)采用相变微胶囊使内涂层的相变焓值大大提升，当车内温度过高时，内涂层能够吸收大量的热，当车内温度低于相变温度时，能够释放热量，有效控制汽车驾驶室温度。
(3)本发明的车用高反射相变蓄热涂料不含有机溶剂，绿色环保对人体无害，可作为皮革、织物、塑料等车内材料的功能性涂料，且操作简单，适合大面积推广。
下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
下述实施例中原料来源为：水性丙烯酸酯多元醇分散体BayhydrolA2542购自德国拜耳公司；消泡剂BYK-024和流平剂BYK-323购自德国毕克公司；增稠剂Rheolate-299购自英国海明斯徳谦公司；苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物购自国药集团化学试剂有限公司。
实施例1
一种车用高反射相变蓄热涂料，包括外涂层，中间层和内涂层；
所述外涂层由以下重量份原料制成：水性多元醇分散体50份；成膜助剂1.4份；消泡剂0.3份；流平剂0.5份；增稠剂0.2份和固化剂10份；
所述中间层由以下重量份原料制成：水性多元醇分散体70份；改性高反射型材料20份；成膜助剂2.5份；消泡剂0.5份；流平剂1份；增稠剂0.1份和固化剂25份；
所述内涂层由以下重量份原料制成：水性多元醇分散体80份；改性相变微胶囊15份；成膜助剂5份；消泡剂1.5份；流平剂3份；增稠剂0.3份和固化剂20份；
所述改性高反射型材料为苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物改性的高反射型材料，所述高反射型材料为铜掺杂磷酸锌钠NaZn(Cu)PO4；
所述改性相变微胶囊中相变微胶囊为核壳结构，由核层和壳层组成，其核层为相变材料，壳层为二氧化钛，核层组成为十八烷；
所述水性多元醇分散体为水性丙烯酸酯多元醇分散体BayhydrolA2542。
所述成膜助剂为DPM，所述消泡剂为BYK-024，所述流平剂为BYK-323，所述增稠剂为Rheolate-299；所述固化剂为水性多异氰酸酯固化剂XP-2547。
本实施例所述的车用高反射相变蓄热涂料的制备方法，包括以下步骤：
(一)内涂层浆料的制备
(1)称量30g十八烷，溶于300ml水中，加入3g十二烷基硫酸钠，500r/min高速搅拌乳化形成微乳液，保持温度50℃；加入醋酸将pH调至3，缓慢加入24g钛酸四丁酯与60ml乙醇混合溶液，反应10h，然后过滤、洗涤，在60℃干燥24h，得到相变微胶囊；
(2)将步骤(1)中制得的相变微胶囊、苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物和去离子水按0.5:0.2:100的比例混合，然后超声处理0.5h中，离心、洗涤、在60℃真空烘箱中干燥24h，得到改性相变微胶囊；
(3)将80g水性多元醇分散体，15g步骤(2)中制得的改性相变微胶囊、5g成膜助剂、1.5g消泡剂、3g流平剂、0.3g增稠剂在分散机中搅拌10min，速度为1200r/min，混合均匀后加入20g固化剂，继续搅拌均匀，得到内涂层浆料；
(二)中间层浆料的制备
(a)NaZn(Cu)PO4、苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物和去离子水按0.5:0.2:100的比例混合，然后超声处理0.5h中，离心、洗涤、在60℃真空烘箱中干燥24h，得到改性高反射材料；
(b)将70g水性多元醇分散体、20g步骤(a)中制得的改性高反射型材料、2.5g成膜助剂、0.5g消泡剂、1g流平剂、0.1g增稠剂在分散机中搅拌10min，速度为1200r/min，混合均匀后加入25g固化剂，继续搅拌均匀，得到中间层浆料；
(三)外涂层浆料的制备
将50g水性多元醇分散体、1.4g成膜助剂、0.3g消泡剂、0.5g流平剂、0.2g增稠剂在分散机中搅拌10min，速度为1200r/min，混合均匀后加入10g固化剂，继续搅拌均匀，得到外涂层浆料。
在使用时，先在表面涂覆内涂层浆料，待固化完成后，再依次以相同的方式制备中间层与外涂层，其中内涂层厚度为0.3mm，中间层厚度为0.2mm，外涂层厚度为0.1mm。
实施例2
一种车用高反射相变蓄热涂料，包括外涂层，中间层和内涂层；
所述外涂层由以下重量份原料制成：水性多元醇分散体60份；成膜助剂1.5份；消泡剂0.6份；流平剂1份；增稠剂0.4份和固化剂20份；
所述中间层由以下重量份原料制成：水性多元醇分散体90份；改性高反射型材料30份；成膜助剂3.5份；消泡剂1份；流平剂3份；增稠剂0.4份和固化剂30份；
所述内涂层由以下重量份原料制成：水性多元醇分散体100份；改性相变微胶囊30份；成膜助剂6.5份；消泡剂3份；流平剂3.7份；增稠剂0.1份和固化剂28份；
所述改性高反射型材料为苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物改性的高反射型材料，所述高反射型材料为铜掺杂磷酸锌钠NaZn(Cu)PO4；
所述改性相变微胶囊中相变微胶囊为核壳结构，由核层和壳层组成，其核层为相变材料，壳层为二氧化钛，核层组成为十二醇；
所述水性多元醇分散体为水性丙烯酸酯多元醇分散体BayhydrolA2542。
所述成膜助剂为DPM，所述消泡剂为BYK-024，所述流平剂为BYK-323，所述增稠剂为Rheolate-299；所述固化剂为水性多异氰酸酯固化剂XP-2547。
本实施例所述的车用高反射相变蓄热涂料的制备方法，包括以下步骤：
(一)内涂层浆料的制备
(1)称量27g十二醇，溶于300ml水中，加入2.4g十六烷三甲基溴化铵，800r/min高速搅拌乳化形成微乳液，保持温度70℃；加入醋酸将pH调至4，缓慢加入27g钛酸四丁酯与80ml乙醇混合溶液，反应15h，然后过滤、洗涤、干燥，在70℃干燥20h，得到相变微胶囊；
(2)将步骤(1)中制得的相变微胶囊、苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物和去离子水按1:0.4:130的比例混合，然后超声处理1.5h中，离心、洗涤、在70℃真空烘箱中干燥20h，得到改性相变微胶囊；
(3)将100g水性多元醇分散体，30g步骤(2)中制得的改性相变微胶囊、6.5g成膜助剂、3g消泡剂、3.7g流平剂、0.1g增稠剂在分散机中搅拌10min，速度为1200r/min，混合均匀后加入28g固化剂，继续搅拌均匀，得到内涂层浆料；
(二)中间层浆料的制备
(a)NaZn(Cu)PO4、苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物和去离子水按1:0.4:130的比例混合，然后超声处理1h中，离心、洗涤、在70℃真空烘箱中干燥20h，得到改性高反射材料；
(b)将90g水性多元醇分散体、30g步骤(a)中制得的改性高反射型材料、3.5g成膜助剂、1g消泡剂、3g流平剂、0.4g增稠剂搅拌在分散机中搅拌10min，速度为1200r/min，混合均匀后加入30g固化剂，继续搅拌均匀，得到中间层浆料；
(三)外涂层浆料的制备
将60g水性多元醇分散体、1.5g成膜助剂、0.6g消泡剂、1g流平剂、0.4g增稠剂在分散机中搅拌10min，速度为1200r/min，混合均匀后加入20g固化剂，继续搅拌均匀，得到外涂层浆料。
在使用时，先在表面涂覆内涂层浆料，待固化完成后，再依次以相同的方式制备中间层与外涂层，其中内涂层厚度为0.3mm，中间层厚度为0.2mm，外涂层厚度为0.1mm。
实施例3
一种车用高反射相变蓄热涂料，包括外涂层，中间层和内涂层；
所述外涂层由以下重量份原料制成：水性多元醇分散体70份；成膜助剂1.7份；消泡剂0.7份；流平剂1.5份；增稠剂0.6份和固化剂30份；
所述中间层由以下重量份原料制成：水性多元醇分散体100份；改性高反射型材料30份；成膜助剂3.5份；消泡剂1份；流平剂3份；增稠剂0.1份和固化剂35份；
所述内涂层由以下重量份原料制成：水性多元醇分散体120份；改性相变微胶囊40份；成膜助剂8份；消泡剂4份；流平剂5份；增稠剂0.05份和固化剂40份；
所述改性高反射型材料为苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物改性的高反射型材料，所述高反射型材料为铜掺杂磷酸锌钠NaZn(Cu)PO4；
所述改性相变微胶囊中相变微胶囊为核壳结构，由核层和壳层组成，其核层为相变材料，壳层为二氧化钛，核层组成为十八烷和棕榈酸甲酯；
所述水性多元醇分散体为水性丙烯酸酯多元醇分散体BayhydrolA2542。
所述成膜助剂为DPM，所述消泡剂为BYK-024，所述流平剂为BYK-323，所述增稠剂为Rheolate-299；所述固化剂为水性多异氰酸酯固化剂XP-2547。
本实施例所述的车用高反射相变蓄热涂料的制备方法，包括以下步骤：
(一)内涂层浆料的制备
(1)称量15g十八烷与15g棕榈酸甲酯，混合均匀后溶于400ml水中，加入4g十二烷基硫酸钠，1200r/min高速搅拌乳化形成微乳液，保持温度50℃。加入醋酸将pH调至4，缓慢加入24g钛酸四丁酯与60ml乙醇混合溶液，反应24h，然后过滤、洗涤，在80℃干燥12h，得到相变微胶囊；
(2)将步骤(1)中制得的相变微胶囊、苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物和去离子水按2:0.6:150的比例混合，然后超声处理2h中，离心、洗涤、在80℃真空烘箱中干燥12h，得到改性相变微胶囊；
(3)将120g水性多元醇分散体，40g步骤(2)中制得的改性相变微胶囊、8g成膜助剂、4g消泡剂、5g流平剂、0.05g增稠剂在分散机中搅拌10min，速度为1200r/min，混合均匀后加入40g固化剂，继续搅拌均匀，得到内涂层浆料；
(二)中间层浆料的制备
(a)NaZn(Cu)PO4、苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物和去离子水按2:0.6:150的比例混合，然后超声处理1h中，离心、洗涤、在80℃真空烘箱中干燥12h，得到改性高反射材料；
(b)将100g水性多元醇分散体、30g步骤(a)中制得的改性高反射型材料、3.5g成膜助剂、1g消泡剂、3g流平剂、0.1g增稠剂在分散机中搅拌10min，速度为1200r/min，混合均匀后加35g固化剂，继续搅拌均匀，得到中间层浆料；
(三)外涂层浆料的制备
将70g水性多元醇分散体、1.7g成膜助剂、0.7g消泡剂、1.5g流平剂、0.6g增稠剂在分散机中搅拌10min，速度为1200r/min，混合均匀后加入30g固化剂，继续搅拌均匀，得到外涂层浆料。
在使用时，先在表面涂覆内涂层浆料，待固化完成后，再依次以相同的方式制备中间层与外涂层，其中内涂层厚度为0.3mm，中间层厚度为0.2mm，外涂层厚度为0.1mm。
对比例1
本对比例与实例3的区别在于将内涂层的配方改为120g水性多元醇分散体、8g成膜助剂、4g消泡剂、5g流平剂、0.05g增稠剂，40g固化剂，其余操作方式与实例3一致。
对比例2
本对比例与实例3的区别在于将中间层的配方改为100g水性多元醇分散体、3.5g成膜助剂、1g消泡剂、3g流平剂、0.1g增稠剂、35g固化剂，其余操作方式与实例3一致。
对比例3
本对比例与实例3的区别在于将内涂层的配方改为120g水性多元醇分散体、8g成膜助剂、4g消泡剂、5g流平剂、0.05g增稠剂，40g固化剂，以及将中间层的配方改为100g水性多元醇分散体、3.5g成膜助剂、1g消泡剂、3g流平剂、0.1g增稠剂、35g固化剂，其余操作方式与实例3一致。
对实施例1～3和对比例1～3进行性能测试，铅笔硬度参考标准GB/T6739-2006测定，附着力参考标准GB/T1720-2020测定，耐水性参考标准GB/T1733-1993中甲法的规定测定，耐玷污性参考标准GB/T9780-2013中涂刷法A法测定，耐候性参考标准GB/16422.2进行测定，明度参考标准GB/T3181-2008测定，施工性、近红外反射率、半球发射率参考标准GB/T25261-2018测定，运用差示扫描量热仪(DSC)测试样品的相变焓，测试条件为：在N2氛围下，选择10℃/min升降温速率，测试温度选择-10～70℃的测量范围结果如下表1所示。
表2实施例1～3和对比例1～3性能测试结果
性能测试 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
铅笔硬度/H 3H 3H 3H 3H 2H 2H
附着力/级 2级 3级 4级 3级 3级 4级
施工性 无异常 无异常 无异常 无异常 无异常 无异常
耐水性(96h) 合格 合格 合格 合格 合格 合格
耐玷污性/级 0 1 1 0 2 2
耐候性/△E 0.7 0.3 0.6 0.6 3.5 3.8
明度 34.6 43.3 52.4 18.1 91.2 /
近红外反射率/％ 81 78 76 53 90 34
半球发射率/％ 87 93 92 92 92 61
相变焓J/g 56.4 61.2 73.4 / 76.8 /
相变温度/℃ 28.1 27.2 27.8 / 28.4 /
通过上表1可以明显的看出，实施例1～3及对比例1添加高反射材料铜掺杂磷酸锌钠NaZn(Cu)PO4的近红外反射率及半球发射率均符合标准GB/T25261-2018的要求，对比例2具有更为优异的近红外反射率及半球发射率，这是因为涂层中未添加高反射材料铜掺杂磷酸锌钠NaZn(Cu)PO4，导致TiO2壳层直接暴露，其明度值达到91.2，已经符合标准GB/T3181-2008中对白色的定义，未添加铜掺杂磷酸锌钠NaZn(Cu)PO4的涂料对比例2与对比例3在耐玷污性测试中表现最差，而且在耐候性测试中，色差值△E表现最大，表面颜色变化最明显，不能满足长期使用。添加了相变材料(相变微胶囊)的内涂层具有相变功能，呈现相变温度与对应的相变焓值。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种车用高反射相变蓄热涂料，其特征在于：包括外涂层，中间层和内涂层；所述外涂层由以下重量份原料制成：
水性多元醇分散体50～70份；
成膜助剂1.4～1.7份；
消泡剂0.3～0.7份；
流平剂0.5～1.5份；
增稠剂0.2～0.6份；
固化剂10～30份；
所述中间层由以下重量份原料制成：
水性多元醇分散体70～100份；
改性高反射型材料20～30份；
成膜助剂2.5～3.5份；
消泡剂0.5～1份；
流平剂1～3份；
增稠剂0.1～0.4份；
固化剂25～35份；
所述内涂层由以下重量份原料制成：
水性多元醇分散体80～120份
改性相变微胶囊15～40份；
成膜助剂5～8份；
消泡剂1.5～4份；
流平剂3～5份；
增稠剂0.05～0.3份；
固化剂20～40份；
所述改性相变微胶囊中相变微胶囊为核壳结构。
2.根据权利要求1所述的车用高反射相变蓄热涂料，其特征在于：所述改性高反射型材料为苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物改性的高反射型材料，所述；所述高反射型材料为铜掺杂磷酸锌钠NaZn(Cu)PO4。
3.根据权利要求1所述的车用高反射相变蓄热涂料，其特征在于：所述水水性多元醇分散体为水性丙烯酸酯多元醇分散体。
4.根据权利要求1所述的车用高反射相变蓄热涂料，其特征在于：所述成膜助剂为二丙二醇甲醚，所述消泡剂为BYK-024，所述流平剂为BYK-323，所述增稠剂为Rheolate-299，所述固化剂为水性多异氰酸酯固化剂。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的车用高反射相变蓄热涂料，其特征在于：所述相变微胶囊由核层和壳层组成，其核层为相变材料，壳层为二氧化钛，核层组成包括低熔点的烷烃、烷醇、脂肪酸酯中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的车用高反射相变蓄热涂料，其特征在于：所述烷烃为十八烷，所述烷醇为十二醇，所述为脂肪酸酯为棕榈酸甲酯。
7.权利要求1～6任意一项所述的车用高反射相变蓄热涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(一)内涂层浆料的制备：按配比准备原料，将水性多元醇分散体、改性相变微胶囊、成膜助剂、消泡剂、流平剂和增稠剂搅拌均匀，然后加入固化剂，继续搅拌均匀，得到内涂层；
(二)中间层浆料的制备：按配比准备原料，将水性多元醇分散体、改性高反射型材料、成膜助剂、消泡剂、流平剂和增稠剂搅拌均匀，然后加入固化剂，继续搅拌均匀，得到中间层；
(三)外涂层浆料的制备：按配比准备原料，将水性多元醇分散体、成膜助剂、消泡剂、流平剂和增稠剂搅拌均匀，然后加入固化剂，继续搅拌均匀，得到外涂层；
(四)将步骤(一)中内涂层浆料涂覆在基材上，固化，然后涂覆步骤(二)中中间层浆料，固化，再涂覆步骤(三)中外涂层浆料，固化，得到车用高反射相变蓄热涂料。
8.根据权利要求7所述的车用高反射相变蓄热涂料的制备方法，其特征在于：步骤(二)中所述改性高反射材料按如下方法制备：
NaZn(Cu)PO4、苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物和去离子水按质量比0.5～2:0.2～0.6:100～150混合，然后超声处理0.5～2h，以促进苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物对相变微胶囊的粘附；然后将混合物离心，使颗粒与水分离，得到的颗粒用去离子水和乙醇彻底清洗，去除残留的苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物；最后，在60～80℃干燥12～24h，得到改性高反射材料。
9.根据权利要求7所述的车用高反射相变蓄热涂料的制备方法，其特征在于：步骤(一)中所述改性相变微胶囊按如下方法制备：
(1)溶胶凝胶法制备相变微胶囊：将相变材料溶于水中，加入表面活性剂，用搅拌机搅拌，转速为500～1200r/min，形成油/水结构，保持温度50-70℃，用酸将pH调至3～4，然后加入钛酸四丁酯-乙醇混合液，生成的钛酸会在相变材料表面聚合形成壳层，持续搅拌10～24h，用去离子水和乙醇洗涤，在60～80℃干燥12～24h，得到相变微胶囊；
(2)改性：步骤(1)中制得的相变微胶囊、苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物和去离子水按质量比0.5～2:0.2～0.6:100～150混合，然后超声处理0.5～2h，以促进苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物对相变微胶囊的粘附；然后将混合物离心，使颗粒与水分离，得到的颗粒用去离子水和乙醇彻底清洗，去除残留的苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物；最后，在60～80℃干燥12～24h，得到改性核壳结构相变微胶囊。
10.根据权利要求9所述的车用高反射相变蓄热涂料的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠和十六烷三甲基溴化铵中的一种或两种；所述的酸为醋酸。
CN202210526355.9A 2022-05-16 2022-05-16 一种车用高反射相变蓄热涂料及其制备方法 Pending CN114806374A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210526355.9A CN114806374A (zh) 2022-05-16 2022-05-16 一种车用高反射相变蓄热涂料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210526355.9A CN114806374A (zh) 2022-05-16 2022-05-16 一种车用高反射相变蓄热涂料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114806374A true CN114806374A (zh) 2022-07-29

Family

ID=82515135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210526355.9A Pending CN114806374A (zh) 2022-05-16 2022-05-16 一种车用高反射相变蓄热涂料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114806374A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101555401A (zh) * 2008-04-10 2009-10-14 中国科学院化学研究所 有机相变储能材料的微胶囊及其制备方法
CN103756540A (zh) * 2013-12-31 2014-04-30 上海大通涂料化工有限公司 一种屋面用隔热反射涂料及其制备方法
CN104497759A (zh) * 2014-12-08 2015-04-08 三棵树涂料股份有限公司 蓄热调温内墙水性涂料及其制备方法
CN105802587A (zh) * 2016-05-24 2016-07-27 清华大学深圳研究生院 壁材为TiO2的相变储能微胶囊及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101555401A (zh) * 2008-04-10 2009-10-14 中国科学院化学研究所 有机相变储能材料的微胶囊及其制备方法
CN103756540A (zh) * 2013-12-31 2014-04-30 上海大通涂料化工有限公司 一种屋面用隔热反射涂料及其制备方法
CN104497759A (zh) * 2014-12-08 2015-04-08 三棵树涂料股份有限公司 蓄热调温内墙水性涂料及其制备方法
CN105802587A (zh) * 2016-05-24 2016-07-27 清华大学深圳研究生院 壁材为TiO2的相变储能微胶囊及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NA SUN 等: "Synthesis and Performances of Phase Change Materials Microcapsules with a Polymer/BN/TiO2 Hybrid Shell for Thermal Energy Storage", 《ENERGY FUELS》 *
程稳昌等: "铜掺杂磷酸锌钠的制备及其太阳光反射性能研究", 《材料开发与应用》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103013241B (zh) 一种氟碳纳米太阳能隔热反射涂料及制备方法和使用方法
CN104109438B (zh) 热反射隔热烤漆涂料及其制备方法
JP5424560B2 (ja) 低熱伝導率、低密度および低太陽光線吸収を有する暗色平坦部材
CN103740204B (zh) 一种智调温型热反射隔热涂料及其制备方法
CN101885943B (zh) 纳米玻璃隔热涂料及其制备方法
CN101870842B (zh) 水性冷颜料双涂层多功能隔热外墙涂料及制备方法
CN106380977A (zh) 一种疏水隔热涂料及其制备方法
CN110527380A (zh) 一种建筑外墙用阻燃型保温隔热涂料及其制备方法
CN111320907A (zh) 一种水性薄质复合隔热保温涂料及其制备方法
CN106634349A (zh) 彩色反射隔热降温涂料及其制备方法
CN109594347A (zh) 一种铝系防水高光油画布及其制备方法
CN101550312A (zh) 一种醇酸树脂玻璃透明隔热涂料
CN110157279B (zh) 一种基于纳米复合材料的车漆膜及其制备方法
CN108659657A (zh) 一种建筑外墙涂料及其应用
CN109082184A (zh) 一种高附着力的弹性乳胶漆
CN110760228A (zh) 一种水性环保波纹漆及其制备方法
CN105754427A (zh) 一种自洁彩色太阳热反射涂料
CN105368294A (zh) 一种高光泽度抗冲击性环保水性汽车涂料及其制备方法
CN110204967A (zh) 一种增加屋面分布式光伏发电系统光电转换效率纳米吸收型隔热涂料和应用
CN114806374A (zh) 一种车用高反射相变蓄热涂料及其制备方法
CN109575734B (zh) 一种防火防腐涂料及其制备方法
CN106590118A (zh) 一种建筑外墙用隔热保温涂料及其制备方法
CN110003762A (zh) 一种高韧性强度阴极电泳漆涂料的制备方法
CN105602375A (zh) 一种外墙隔热低碳节能涂料
CN108359374A (zh) 可用于内外墙的隔热材料及其制备方法

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220729