摘要：合成了聚氨酯丙烯酸酯預聚物,添加預制的功能納米粉體水性漿料,制備了水性紫外光(UV)固化納米透明隔熱涂料。研究表明,水性漿料的平均粒徑為27·8nm,添加到預聚物中后涂料的平均粒徑為38·8nm;從涂層的綜合性能、成本等因素考慮,以隔熱粉體的用量為4·2%、涂層厚度為8μm為宜,涂層玻璃的可見光透過率達80%,涂層玻璃比空白玻璃在平衡時的溫度降低10℃以上,并具有很好的硬度、耐磨、耐水等基本性能。
關鍵詞水性,紫外光固化,隔熱納米漿料,透明隔熱涂料
透明隔熱涂料[1-5]是一種新發(fā)展起來的、具有節(jié)能隔熱性的新型涂料,其分散液穩(wěn)定性,耐水、耐溶劑性好,透明隔熱涂料在功能、使用性能和環(huán)境保護等方面還存在一些問題。水性紫外光(UV)固化涂料技術因其符合環(huán)保、節(jié)能、清潔生產(chǎn)理念而日益為人們所關注。其優(yōu)點[6]主要有:不需借助活性稀釋劑來調節(jié)黏度,可解決揮發(fā)性溶劑及毒性、刺激性的問題;可降低固化膜的收縮率,提高固化膜對底材的附著性;易于得到光固化前的無粘性干膜;可得到薄膜型固化膜;可用水或增稠劑方便地控制流變性,便于噴涂;設備、容器等易于清洗;降低了涂料的易燃性。
本實驗制備了一種水性UV納米透明隔熱涂料,先將隔熱納米粉體進行偶聯(lián)改性,再根據(jù)隔熱粉體的Zeta電位值調節(jié)漿料pH值,制備分散穩(wěn)定的納米漿料,添加到預制的水性UV預聚物中復合制得涂料。其不僅環(huán)保,隔熱性能突出,且綜合性能優(yōu)異,分散性和儲存穩(wěn)定性也很好,有效地解決了上述問題,具有廣泛的發(fā)展應用前景。
1實驗部分
1·1原料
隔熱納米粉體:自制;硅烷偶聯(lián)劑KH560,工業(yè)品,2%的95%乙醇溶液;異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI),工業(yè)品;聚酯多元醇,無錫市新鑫聚氨酯有限公司;二羥甲基丙酸(DMPA),工業(yè)品;丙烯酸羥丙酯(HPA),工業(yè)品;分散劑、消泡劑、流平劑等水性涂料助劑,工業(yè)品。
1·2透明隔熱涂料的制備工藝
1·2·1改性隔熱納米漿料的制備
按一定配比稱取自制隔熱粉體和表面改性劑KH560溶液混合研磨,再加入去離子水和分散劑混合均勻,用氨水調節(jié)pH值為9~10,先超聲波分散后再球磨分散,制得分散穩(wěn)定的不同粉體含量(3%、5%、7%、9%)的改性隔熱納米漿料。
1.2.2聚氨酯丙烯酸酯預聚物的合成
將聚酯多元醇、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)進行脫水處理,再加入催化劑二月桂酸二丁基錫(DBT)、親水擴鏈劑二羥甲基丙酸(DMPA)和一縮二乙二醇(DEG)在70~80℃下反應4~5h,然后向反應中滴加溶有阻聚劑對苯二酚的丙烯酸羥丙酯(HPA)進行封端反應2~3h,反應過程中可加入少量溶劑(丙酮或丁酮)調節(jié)反應體系的黏度,將反應降溫到50℃以下加入三乙胺(TEA)中和,制得水性UV聚氨酯丙烯酸酯預聚物;各原料的摩爾比為聚酯多元醇∶IPDI∶DMPA∶DEG∶羥基丙烯酸酯=0·75∶2·2~2·7∶0·5~0·8∶0.4∶1·4~1·8,催化劑DBT及阻聚劑對苯二酚分別為體系總質量的0·5%及0·2%。 |
