专利名称：一种可用于建筑物玻璃上的透明隔热uv光固化聚氨酯涂料及其制备方法
技术领域：
一种可用于建筑物玻璃上的透明隔热UV光固化聚氨酯涂料及其制备方法，属于紫外光固化水性聚氨酯树脂领域。
背景技术：
随着科学技术与社会生产的快速发展，能源和环境成为全社会日益瞩目的两大问题，从而为节能和环保提出了更高要求。目前关于UV固化水性聚氨酯的研究报道较多，现有方法制备的UV固化水性聚氨酯树脂或是双键含量有限，分子量较低，或是在提高双键含量的同时降低了硬段的含量，所得涂膜硬度较低，耐水性，耐溶剂性和耐热性较差。因此需要制备的UV固化水性聚氨酯要在提高双键含量和分子量的同时，硬段含量同时得到提高。 建筑隔热(绝热)保温是节约能源、提高建筑物居住和使用功能的一个重要方面，建筑物大面积墙面、顶棚、窗户对热辐射缺少有效隔热，必然会加重室内空调的负担，从而造成能源的浪费。建筑能耗在整个能源消耗中所占比例约在30% -40%，且绝大多数是采暖和空调的能耗，建筑能耗中最严重的是玻璃，玻璃面积站总建筑面积的10% -15%，而通过玻璃散热达到70%。由于普通玻璃对太阳光不具有选择性，对可见光具有很好的透过性，但对红外和紫外线的阻隔远远不够，当太阳光透过玻璃窗户的同时，太阳光辐射所产生的热量也同时传入室内，使室内温度升高。目前，人们采取了多种方式对玻璃进行隔热处理，比如采用热反射膜、隔热贴膜、中空玻璃、低辐射(LOW-E)玻璃等等，但其节能隔热性能仍然满足不了要求，有的甚至带来二次光污染，或制备工艺复杂、运营成本高而导致无法应用于对已有建筑玻璃的节能改造。近几年，人们通过大量实验和性能对比发现，采用纳米透明隔热涂料是目前玻璃隔热节能的最佳选择解决这些问题的思路是设计出在提高双键含量和分子量的同时，硬段含量同时得到提高的UV固化水性聚氨酯。
发明内容
取一种五元醇和丙烯酸直接酯化制备一种扩链剂。往四口烧瓶中加入计算量的溶剂苯和五元醇，然后开始加热，升温到70°C加入丙烯酸、对甲氧基苯酚和对甲苯磺酸，搅拌， 升温到反应温度约85°C开始回流，恒温反应，根据反应过程中的出水量判断反应进程。反应结束后降至室温，将反应物转入分液漏斗，用饱和NaCl水溶液水洗，利用制备的新的扩链剂扩连，进一步制备UV固化水性聚氨酯。加入计量比的DMPA和IPDI并搅拌，缓慢升温到80°C。计量比的聚酯二元醇溶于适量丙酮中，用滴液漏斗缓慢滴加到烧瓶中。待滴加完毕后，测定体系中NCO含量，该值达到理论值时将体系温度降低到室温，得到端NCO预聚体 A ；加入计算量的自制的扩链剂、阻聚剂、和适量丙酮，然后缓慢升温到80°C反应，直到测得的NCO含量达到理论值时为止，得到预聚体B ；体系降温到室温后，加入计算量的HEMA和适量丙酮，然后升温到80°C反应，直到NCO全部反应完，得到聚合物C ；将反应体系降至室温，加入计算量的TEA中和分子链上的羧基，然后加入适量的去离子水强烈搅拌乳化，然后减压蒸馏脱除丙酮，即可得到均一稳定的UV固化水性聚氨酯分散体。得到的浆料加入光固化树脂、消泡剂、增稠剂、及成膜助剂，调节pH9. 0 10. 0。得到一种高耐污透明隔热光固化氟涂料。本发明制备方法简单，不需要昂贵的设备，制备及施工工艺简便，有效降低生产成本，利于向市场推广。本发明的耐污隔热光固化氟涂料有较高的可见光透光率、红外放射性、涂膜透明、硬度强、附着力好、耐污、耐紫外线老化，高耐污。1、一种透明隔热UV光固化聚氨酯涂料及制备方法，步骤如下(1)功能纳米粉体浆料的制备以SnCl4 · 5H20和CrCl3 · 6H20为主要原料，采用非均相成核法制得了具有隔热性能的纳米功能粉体。称量分散剂、消泡剂、稀释剂和纳米功能粉体放入烧杯中，调节PH值为 9. 0 10. 0,在磁力搅拌器上搅拌30min 60min后，超声分散30min 60min，球磨分散 12h。各原料的质量份数如下分散剂0·2 0. 5消泡剂0.2 0.5去离子水90 95纳米粉体5 10(2)透明隔热UV光固化聚氨酯预聚物的制备a取一种五元醇和丙烯酸直接酯化制备一种扩链剂。往四口烧瓶中加入计算量的溶剂苯和五元醇，然后开始加热，升温到70°C加入丙烯酸、对甲氧基苯酚和对甲苯磺酸，搅拌，升温到反应温度约85°C开始回流，恒温反应，根据反应过程中的出水量判断反应进程。 反应结束后降至室温，将反应物转入分液漏斗，用饱和NaCl水溶液水洗，利用制备的新的扩链剂扩连，进一步制备UV固化水性聚氨酯。b加入计量比的DMPA和IPDI并搅拌，缓慢升温到80°C。计量比的聚酯二元醇溶于适量丙酮中，用滴液漏斗缓慢滴加到烧瓶中。待滴加完毕后，测定体系中NCO含量，该值达到理论值时将体系温度降低到室温，得到端NCO预聚体A。c加入计算量的季戊四醇二丙烯酸酯、阻聚剂、和适量丙酮，然后缓慢升温到80°C 反应，直到测得的NCO含量达到理论值时为止，得到预聚体B。d体系降温到室温后，加入计算量的HEMA和适量丙酮，然后升温到80°C反应，直到 NCO全部反应完，得到聚合物C。e将反应体系降至室温，加入计算量的TEA中和分子链上的羧基，然后加入适量的去离子水强烈搅拌乳化，然后减压蒸馏脱除丙酮，即可得到均一稳定的UV固化水性聚氨酯分散体。(3)透明隔热UV光固化聚氨酯涂料的制备取步骤(1)得到的不同的纳米粉体浆料，按不同的比例混合并搅拌均勻，加入步骤( 得到的UV光固化聚氨酯预聚物、消泡剂、增稠剂、成膜助剂，在磁力搅拌器上搅拌 30min 60min，超声分散30min 60min，球磨分散12h，得到透明隔热UV光固化聚氨酯涂料。各原料质量占原料总质量的百分数为 纳米粉体浆料40 50 %
光固化树脂40 60%
消泡剂0.2 0.5%增稠剂0.2 0.5%2、1所述的制备方法，步骤(1)中的超声分散次数为1 2次；3、1所述的制备方法，步骤(1)中的分散剂为EFKA4585 ；4、1所述的制备方法，步骤(3)中的预聚物含有双键，分子量可通过调节原料的摩尔比来控制；5、1所述的制备方法，步骤(3)中的消泡剂主要成分为聚硅氧烷硅脂；6、1所述的制备方法，步骤(3)中的增稠剂为非离子型聚氨酯增稠剂。
具体实施例方式实施案例1取一种五元醇50. 05g，溶剂苯74. OOg加入到四口烧瓶中，开始加热，升温到70°C 加入丙烯酸52. 93g，对甲氧基苯酚2. Olg和对甲苯磺酸3. OOg,搅拌，升温到反应温度约 85°C开始回流，恒温反应，根据反应过程中的出水量判断反应进程。反应结束后降至室温， 将反应物转入分液漏斗，用饱和NaCl水溶液水洗，利用制备的新的扩链剂扩连，进一步制备UV固化水性聚氨酯。加入6. 74gDMPA和22. 33gIPDI并搅拌，缓慢升温到80°C。60. 14g 聚酯二元醇溶于适量丙酮中，用滴液漏斗缓慢滴加到烧瓶中。待滴加完毕后，测定体系中 NCO含量，该值达到理论值时将体系温度降低到室温，得到端NCO预聚体A ；加入6. Ig自制的扩链剂、阻聚剂、和适量丙酮，然后缓慢升温到80°C反应，直到测得的NCO含量达到理论值时为止，得到预聚体B ；体系降温到室温后，加入3. 71g的HEMA和适量丙酮，然后升温到 80°C反应，直到NCO全部反应完，得到聚合物C ；将反应体系降至室温，加入2. 53g的TEA中和分子链上的羧基，然后加入适量的去离子水强烈搅拌乳化，然后减压蒸馏脱除丙酮，即可得到均一稳定的UV固化水性聚氨酯分散体。SnCl4 · 5H20和CrCl3 · 6H20为主要原料，采用非均相成核法制得了具有隔热性能的纳米功能粉体。称量分散剂0. 3g、消泡剂0. 2g、和纳米功能粉体5g放入烧杯中，调节pH值为9. 0 10. 0，在磁力搅拌器上搅拌30min 60min 后，超声分散30min 60min，球磨分散1 制成浆料。称量UV光固化聚氨酯预聚物50g、 消泡剂lg、增稠剂lg，在磁力搅拌器上搅拌30min 60min，超声分散30min 60min，球磨分散12h，得到透明隔热UV光固化聚氨酯涂料。根据涂料相关标准，对研制的UV固化水性聚氨酯涂料进行了基本性能的测试，测试结果如下表。UV固化水性聚氨酯涂料基本性能测试
权利要求
1. 一种可用于建筑物玻璃上的透明隔热UV光固化水性聚氨酯涂料及其制备方法，其特征在于步骤为(1)一种新型的隔热纳米粉体浆料的制备以SnCl4 · 5H20和CrCl3 · 6H20为主要原料，采用非均相成核法制得了具有隔热性能的纳米功能粉体。(2)—种多烯型透明隔热UV光固化聚氨酯预聚物的制备a取一种五元醇和丙烯酸直接酯化制备一种扩链剂。往四口烧瓶中加入计算量的溶剂苯和五元醇，然后开始加热，升温到70°C加入丙烯酸、对甲氧基苯酚和对甲苯磺酸，搅拌，升温到反应温度约85°C开始回流，恒温反应，根据反应过程中的出水量判断反应进程。反应结束后降至室温，将反应物转入分液漏斗，用饱和NaCl水溶液水洗，利用制备的新的扩链剂扩连，进一步制备UV固化水性聚氨酯。b加入计量比的DMPA和IPDI并搅拌，缓慢升温到80°C。计量比的聚酯二元醇溶于适量丙酮中，用滴液漏斗缓慢滴加到烧瓶中。待滴加完毕后，测定体系中NCO含量，该值达到理论值时将体系温度降低到室温，得到端NCO预聚体A。c加入计算量的季戊四醇二丙烯酸酯、阻聚剂、和适量丙酮，然后缓慢升温到80°C反应，直到测得的NCO含量达到理论值时为止，得到预聚体B。d体系降温到室温后，加入计算量的HEMA和适量丙酮，然后升温到80°C反应，直到NCO 全部反应完，得到聚合物C。e将反应体系降至室温，加入计算量的TEA中和分子链上的羧基，然后加入适量的去离子水强烈搅拌乳化，然后减压蒸馏脱除丙酮，即可得到均一稳定的UV固化水性聚氨酯分散体。(3)透明隔热UV光固化聚氨酯涂料的制备取步骤(1)得到的不同的纳米粉体浆料，按不同的比例混合并搅拌均勻，加入步骤O) 得到的UV光固化聚氨酯预聚物、消泡剂、增稠剂、成膜助剂，在磁力搅拌器上搅拌30min 60min，超声分散30min 60min，球磨分散12h，得到透明隔热UV光固化聚氨酯涂料。各原料质量占原料总质量的百分数为 纳米粉体浆料40 50% 光固化树脂40 60% 消泡剂=0.2-0.5% 增稠剂0.2 0.5%。
全文摘要
本发明公开了一种可用于建筑物玻璃上的透明隔热UV光固化聚氨酯涂料及其制备方法。取分散剂、去离子水的混合溶液和制备的纳米粉体置于烧杯中，调节pH值在9.0～10.0，在磁力搅拌器上搅拌30min～60min后，超声分散30min～60min，球磨分散12h，得到纳米粉体浆料，然后和自制的玻璃上的透明UV光固化水性聚氨酯预聚物复合制得隔热涂料。
文档编号C09D7/12GK102533091SQ20101058272
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者姚伯龙, 孔祥永, 李海亮, 李祥, 褚路轩 申请人:江南大学