摘要：合成了聚氨酯丙烯酸酯预聚物,添加预制的功能纳米粉体水性浆料,制备了水性紫外光(UV)固化纳米透明隔热涂料。研究表明,水性浆料的平均粒径为27·8nm,添加到预聚物中后涂料的平均粒径为38·8nm;从涂层的综合性能、成本等因素考虑,以隔热粉体的用量为4·2%、涂层厚度为8μm为宜,涂层玻璃的可见光透过率达80%,涂层玻璃比空白玻璃在平衡时的温度降低10℃以上,并具有很好的硬度、耐磨、耐水等基本性能。
关键词水性,紫外光固化,隔热纳米浆料,透明隔热涂料
透明隔热涂料[1-5]是一种新发展起来的、具有节能隔热性的新型涂料,其分散液稳定性,耐水、耐溶剂性好,透明隔热涂料在功能、使用性能和环境保护等方面还存在一些问题。水性紫外光(UV)固化涂料技术因其符合环保、节能、清洁生产理念而日益为人们所关注。其优点[6]主要有:不需借助活性稀释剂来调节黏度,可解决挥发性溶剂及毒性、刺激性的问题;可降低固化膜的收缩率,提高固化膜对底材的附着性;易于得到光固化前的无粘性干膜;可得到薄膜型固化膜;可用水或增稠剂方便地控制流变性,便于喷涂;设备、容器等易于清洗;降低了涂料的易燃性。
本实验制备了一种水性UV纳米透明隔热涂料,先将隔热纳米粉体进行偶联改性,再根据隔热粉体的Zeta电位值调节浆料pH值,制备分散稳定的纳米浆料,添加到预制的水性UV预聚物中复合制得涂料。其不仅环保,隔热性能突出,且综合性能优异,分散性和储存稳定性也很好,有效地解决了上述问题,具有广泛的发展应用前景。
1实验部分
1·1原料
隔热纳米粉体:自制;硅烷偶联剂KH560,工业品,2%的95%乙醇溶液;异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),工业品;聚酯多元醇,无锡市新鑫聚氨酯有限公司;二羟甲基丙酸(DMPA),工业品;丙烯酸羟丙酯(HPA),工业品;分散剂、消泡剂、流平剂等水性涂料助剂,工业品。
1·2透明隔热涂料的制备工艺
1·2·1改性隔热纳米浆料的制备
按一定配比称取自制隔热粉体和表面改性剂KH560溶液混合研磨,再加入去离子水和分散剂混合均匀,用氨水调节pH值为9~10,先超声波分散后再球磨分散,制得分散稳定的不同粉体含量(3%、5%、7%、9%)的改性隔热纳米浆料。
1.2.2聚氨酯丙烯酸酯预聚物的合成
将聚酯多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)进行脱水处理,再加入催化剂二月桂酸二丁基锡(DBT)、亲水扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)和一缩二乙二醇(DEG)在70~80℃下反应4~5h,然后向反应中滴加溶有阻聚剂对苯二酚的丙烯酸羟丙酯(HPA)进行封端反应2~3h,反应过程中可加入少量溶剂(丙酮或丁酮)调节反应体系的黏度,将反应降温到50℃以下加入三乙胺(TEA)中和,制得水性UV聚氨酯丙烯酸酯预聚物;各原料的摩尔比为聚酯多元醇∶IPDI∶DMPA∶DEG∶羟基丙烯酸酯=0·75∶2·2~2·7∶0·5~0·8∶0.4∶1·4~1·8,催化剂DBT及阻聚剂对苯二酚分别为体系总质量的0·5%及0·2%。 |
