專利名稱：一種可用于建筑物玻璃上的透明隔熱uv光固化聚氨酯涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種可用于建筑物玻璃上的透明隔熱UV光固化聚氨酯涂料及其制備方法，屬于紫外光固化水性聚氨酯樹脂領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著科學技術(shù)與社會生產(chǎn)的快速發(fā)展，能源和環(huán)境成為全社會日益矚目的兩大問題，從而為節(jié)能和環(huán)保提出了更高要求。目前關(guān)于UV固化水性聚氨酯的研究報道較多，現(xiàn)有方法制備的UV固化水性聚氨酯樹脂或是雙鍵含量有限，分子量較低，或是在提高雙鍵含量的同時降低了硬段的含量，所得涂膜硬度較低，耐水性，耐溶劑性和耐熱性較差。因此需要制備的UV固化水性聚氨酯要在提高雙鍵含量和分子量的同時，硬段含量同時得到提高。 建筑隔熱(絕熱)保溫是節(jié)約能源、提高建筑物居住和使用功能的一個重要方面，建筑物大面積墻面、頂棚、窗戶對熱輻射缺少有效隔熱，必然會加重室內(nèi)空調(diào)的負擔，從而造成能源的浪費。建筑能耗在整個能源消耗中所占比例約在30% -40%，且絕大多數(shù)是采暖和空調(diào)的能耗，建筑能耗中最嚴重的是玻璃，玻璃面積站總建筑面積的10% -15%，而通過玻璃散熱達到70%。由于普通玻璃對太陽光不具有選擇性，對可見光具有很好的透過性，但對紅外和紫外線的阻隔遠遠不夠，當太陽光透過玻璃窗戶的同時，太陽光輻射所產(chǎn)生的熱量也同時傳入室內(nèi)，使室內(nèi)溫度升高。目前，人們采取了多種方式對玻璃進行隔熱處理，比如采用熱反射膜、隔熱貼膜、中空玻璃、低輻射(LOW-E)玻璃等等，但其節(jié)能隔熱性能仍然滿足不了要求，有的甚至帶來二次光污染，或制備工藝復雜、運營成本高而導致無法應(yīng)用于對已有建筑玻璃的節(jié)能改造。近幾年，人們通過大量實驗和性能對比發(fā)現(xiàn)，采用納米透明隔熱涂料是目前玻璃隔熱節(jié)能的最佳選擇解決這些問題的思路是設(shè)計出在提高雙鍵含量和分子量的同時，硬段含量同時得到提高的UV固化水性聚氨酯。

發(fā)明內(nèi)容
取一種五元醇和丙烯酸直接酯化制備一種擴鏈劑。往四口燒瓶中加入計算量的溶劑苯和五元醇，然后開始加熱，升溫到70°C加入丙烯酸、對甲氧基苯酚和對甲苯磺酸，攪拌， 升溫到反應(yīng)溫度約85°C開始回流，恒溫反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)過程中的出水量判斷反應(yīng)進程。反應(yīng)結(jié)束后降至室溫，將反應(yīng)物轉(zhuǎn)入分液漏斗，用飽和NaCl水溶液水洗，利用制備的新的擴鏈劑擴連，進一步制備UV固化水性聚氨酯。加入計量比的DMPA和IPDI并攪拌，緩慢升溫到80°C。計量比的聚酯二元醇溶于適量丙酮中，用滴液漏斗緩慢滴加到燒瓶中。待滴加完畢后，測定體系中NCO含量，該值達到理論值時將體系溫度降低到室溫，得到端NCO預聚體 A ；加入計算量的自制的擴鏈劑、阻聚劑、和適量丙酮，然后緩慢升溫到80°C反應(yīng)，直到測得的NCO含量達到理論值時為止，得到預聚體B ；體系降溫到室溫后，加入計算量的HEMA和適量丙酮，然后升溫到80°C反應(yīng)，直到NCO全部反應(yīng)完，得到聚合物C ；將反應(yīng)體系降至室溫，加入計算量的TEA中和分子鏈上的羧基，然后加入適量的去離子水強烈攪拌乳化，然后減壓蒸餾脫除丙酮，即可得到均一穩(wěn)定的UV固化水性聚氨酯分散體。得到的漿料加入光固化樹脂、消泡劑、增稠劑、及成膜助劑，調(diào)節(jié)pH9. 0 10. 0。得到一種高耐污透明隔熱光固化氟涂料。本發(fā)明制備方法簡單，不需要昂貴的設(shè)備，制備及施工工藝簡便，有效降低生產(chǎn)成本，利于向市場推廣。本發(fā)明的耐污隔熱光固化氟涂料有較高的可見光透光率、紅外放射性、涂膜透明、硬度強、附著力好、耐污、耐紫外線老化，高耐污。1、一種透明隔熱UV光固化聚氨酯涂料及制備方法，步驟如下(1)功能納米粉體漿料的制備以SnCl4 · 5H20和CrCl3 · 6H20為主要原料，采用非均相成核法制得了具有隔熱性能的納米功能粉體。稱量分散劑、消泡劑、稀釋劑和納米功能粉體放入燒杯中，調(diào)節(jié)PH值為 9. 0 10. 0,在磁力攪拌器上攪拌30min 60min后，超聲分散30min 60min，球磨分散 12h。各原料的質(zhì)量份數(shù)如下分散劑0·2 0. 5消泡劑0.2 0.5去離子水90 95納米粉體5 10(2)透明隔熱UV光固化聚氨酯預聚物的制備a取一種五元醇和丙烯酸直接酯化制備一種擴鏈劑。往四口燒瓶中加入計算量的溶劑苯和五元醇，然后開始加熱，升溫到70°C加入丙烯酸、對甲氧基苯酚和對甲苯磺酸，攪拌，升溫到反應(yīng)溫度約85°C開始回流，恒溫反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)過程中的出水量判斷反應(yīng)進程。 反應(yīng)結(jié)束后降至室溫，將反應(yīng)物轉(zhuǎn)入分液漏斗，用飽和NaCl水溶液水洗，利用制備的新的擴鏈劑擴連，進一步制備UV固化水性聚氨酯。b加入計量比的DMPA和IPDI并攪拌，緩慢升溫到80°C。計量比的聚酯二元醇溶于適量丙酮中，用滴液漏斗緩慢滴加到燒瓶中。待滴加完畢后，測定體系中NCO含量，該值達到理論值時將體系溫度降低到室溫，得到端NCO預聚體A。c加入計算量的季戊四醇二丙烯酸酯、阻聚劑、和適量丙酮，然后緩慢升溫到80°C 反應(yīng)，直到測得的NCO含量達到理論值時為止，得到預聚體B。d體系降溫到室溫后，加入計算量的HEMA和適量丙酮，然后升溫到80°C反應(yīng)，直到 NCO全部反應(yīng)完，得到聚合物C。e將反應(yīng)體系降至室溫，加入計算量的TEA中和分子鏈上的羧基，然后加入適量的去離子水強烈攪拌乳化，然后減壓蒸餾脫除丙酮，即可得到均一穩(wěn)定的UV固化水性聚氨酯分散體。(3)透明隔熱UV光固化聚氨酯涂料的制備取步驟(1)得到的不同的納米粉體漿料，按不同的比例混合并攪拌均勻，加入步驟( 得到的UV光固化聚氨酯預聚物、消泡劑、增稠劑、成膜助劑，在磁力攪拌器上攪拌 30min 60min，超聲分散30min 60min，球磨分散12h，得到透明隔熱UV光固化聚氨酯涂料。各原料質(zhì)量占原料總質(zhì)量的百分數(shù)為 納米粉體漿料40 50 %
光固化樹脂40 60%
消泡劑0.2 0.5%增稠劑0.2 0.5%2、1所述的制備方法，步驟(1)中的超聲分散次數(shù)為1 2次；3、1所述的制備方法，步驟(1)中的分散劑為EFKA4585 ；4、1所述的制備方法，步驟(3)中的預聚物含有雙鍵，分子量可通過調(diào)節(jié)原料的摩爾比來控制；5、1所述的制備方法，步驟(3)中的消泡劑主要成分為聚硅氧烷硅脂；6、1所述的制備方法，步驟(3)中的增稠劑為非離子型聚氨酯增稠劑。
具體實施例方式實施案例1取一種五元醇50. 05g，溶劑苯74. OOg加入到四口燒瓶中，開始加熱，升溫到70°C 加入丙烯酸52. 93g，對甲氧基苯酚2. Olg和對甲苯磺酸3. OOg,攪拌，升溫到反應(yīng)溫度約 85°C開始回流，恒溫反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)過程中的出水量判斷反應(yīng)進程。反應(yīng)結(jié)束后降至室溫， 將反應(yīng)物轉(zhuǎn)入分液漏斗，用飽和NaCl水溶液水洗，利用制備的新的擴鏈劑擴連，進一步制備UV固化水性聚氨酯。加入6. 74gDMPA和22. 33gIPDI并攪拌，緩慢升溫到80°C。60. 14g 聚酯二元醇溶于適量丙酮中，用滴液漏斗緩慢滴加到燒瓶中。待滴加完畢后，測定體系中 NCO含量，該值達到理論值時將體系溫度降低到室溫，得到端NCO預聚體A ；加入6. Ig自制的擴鏈劑、阻聚劑、和適量丙酮，然后緩慢升溫到80°C反應(yīng)，直到測得的NCO含量達到理論值時為止，得到預聚體B ；體系降溫到室溫后，加入3. 71g的HEMA和適量丙酮，然后升溫到 80°C反應(yīng)，直到NCO全部反應(yīng)完，得到聚合物C ；將反應(yīng)體系降至室溫，加入2. 53g的TEA中和分子鏈上的羧基，然后加入適量的去離子水強烈攪拌乳化，然后減壓蒸餾脫除丙酮，即可得到均一穩(wěn)定的UV固化水性聚氨酯分散體。SnCl4 · 5H20和CrCl3 · 6H20為主要原料，采用非均相成核法制得了具有隔熱性能的納米功能粉體。稱量分散劑0. 3g、消泡劑0. 2g、和納米功能粉體5g放入燒杯中，調(diào)節(jié)pH值為9. 0 10. 0，在磁力攪拌器上攪拌30min 60min 后，超聲分散30min 60min，球磨分散1 制成漿料。稱量UV光固化聚氨酯預聚物50g、 消泡劑lg、增稠劑lg，在磁力攪拌器上攪拌30min 60min，超聲分散30min 60min，球磨分散12h，得到透明隔熱UV光固化聚氨酯涂料。根據(jù)涂料相關(guān)標準，對研制的UV固化水性聚氨酯涂料進行了基本性能的測試，測試結(jié)果如下表。UV固化水性聚氨酯涂料基本性能測試
權(quán)利要求
1. 一種可用于建筑物玻璃上的透明隔熱UV光固化水性聚氨酯涂料及其制備方法，其特征在于步驟為(1)一種新型的隔熱納米粉體漿料的制備以SnCl4 · 5H20和CrCl3 · 6H20為主要原料，采用非均相成核法制得了具有隔熱性能的納米功能粉體。(2)—種多烯型透明隔熱UV光固化聚氨酯預聚物的制備a取一種五元醇和丙烯酸直接酯化制備一種擴鏈劑。往四口燒瓶中加入計算量的溶劑苯和五元醇，然后開始加熱，升溫到70°C加入丙烯酸、對甲氧基苯酚和對甲苯磺酸，攪拌，升溫到反應(yīng)溫度約85°C開始回流，恒溫反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)過程中的出水量判斷反應(yīng)進程。反應(yīng)結(jié)束后降至室溫，將反應(yīng)物轉(zhuǎn)入分液漏斗，用飽和NaCl水溶液水洗，利用制備的新的擴鏈劑擴連，進一步制備UV固化水性聚氨酯。b加入計量比的DMPA和IPDI并攪拌，緩慢升溫到80°C。計量比的聚酯二元醇溶于適量丙酮中，用滴液漏斗緩慢滴加到燒瓶中。待滴加完畢后，測定體系中NCO含量，該值達到理論值時將體系溫度降低到室溫，得到端NCO預聚體A。c加入計算量的季戊四醇二丙烯酸酯、阻聚劑、和適量丙酮，然后緩慢升溫到80°C反應(yīng)，直到測得的NCO含量達到理論值時為止，得到預聚體B。d體系降溫到室溫后，加入計算量的HEMA和適量丙酮，然后升溫到80°C反應(yīng)，直到NCO 全部反應(yīng)完，得到聚合物C。e將反應(yīng)體系降至室溫，加入計算量的TEA中和分子鏈上的羧基，然后加入適量的去離子水強烈攪拌乳化，然后減壓蒸餾脫除丙酮，即可得到均一穩(wěn)定的UV固化水性聚氨酯分散體。(3)透明隔熱UV光固化聚氨酯涂料的制備取步驟(1)得到的不同的納米粉體漿料，按不同的比例混合并攪拌均勻，加入步驟O) 得到的UV光固化聚氨酯預聚物、消泡劑、增稠劑、成膜助劑，在磁力攪拌器上攪拌30min 60min，超聲分散30min 60min，球磨分散12h，得到透明隔熱UV光固化聚氨酯涂料。各原料質(zhì)量占原料總質(zhì)量的百分數(shù)為 納米粉體漿料40 50% 光固化樹脂40 60% 消泡劑=0.2-0.5% 增稠劑0.2 0.5%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可用于建筑物玻璃上的透明隔熱UV光固化聚氨酯涂料及其制備方法。取分散劑、去離子水的混合溶液和制備的納米粉體置于燒杯中，調(diào)節(jié)pH值在9.0～10.0，在磁力攪拌器上攪拌30min～60min后，超聲分散30min～60min，球磨分散12h，得到納米粉體漿料，然后和自制的玻璃上的透明UV光固化水性聚氨酯預聚物復合制得隔熱涂料。
文檔編號C09D7/12GK102533091SQ20101058272
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者姚伯龍, 孔祥永, 李海亮, 李祥, 褚路軒 申請人:江南大學