[發明專利]一種可UV固化水性聚氨酯高隔熱涂料的制備方法

在審

• 申請號: 201811532168.1
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109666105A
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 姚伯龍;徐穎聰;談敏;王偉
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08F283/00
• 分類號: C08F283/00;C08F220/06;C08F222/20;C08G18/44;C08G18/32;C08G18/67;C08G18/75;C08G18/83;C09D175/04;C09D7/62
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 時旭丹;張仕婷

一種可UV固化水性聚氨酯高隔熱涂料的制備方法，屬于功能性材料領域。本發明利用一種新的方法來制備水性聚氨酯（WPU）/ATO（銻摻雜氧化錫）涂層，改善納米粒子的分散性。將C=C鍵引入到WPU和ATO納米粒子中，當C=C鍵參與到UV引發自由基聚合時，PU鏈和ATO納米粒子之間形成共價鍵，以提高ATO在涂層中的分散性來提高涂層隔熱性。傳統水性聚氨酯樹脂所用擴鏈劑二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸不易溶于丙酮等易揮發溶劑，需溶解于N，N?二甲基甲酰胺，不易除去，本發明利用自由基聚合向聚氨酯體系引入羧基，從而解決此困難。合成得到的樹脂可用于提高涂料的隔熱性，使涂層在可見光區具有高透過性，紅外區具有高阻隔性，可廣泛用于汽車玻璃、建筑玻璃等具有高隔熱要求的表面。

技術領域

本發明高隔熱、可紫外光固化水性聚氨酯涂料的制備，具體涉及一種可UV固化水性聚氨酯高隔熱涂料的制備方法，屬于功能性材料領域。

背景技術

目前大量被使用的聚氨酯以溶劑型為主，但隨著人們環保意識的增強和環保法規的確立，傳統的溶劑型化學品的揮發性有機化合物( VOC) 和有害空氣污 染物( HAP) 的排放愈來愈受到嚴格限制。制備聚氨酯的水性化技術，以水代替有機溶劑，不僅提高了生產和施工的安全性，避免了有機溶劑的可燃性和毒性，而且能減少或消除聚氨酯固化過程中有機溶劑揮發帶來的環境問題。同時，由于水性聚氨酯以水為介質，具有氣味小、節能、操作加工方便等優點。

紫外光固化水性樹脂繼承和發展了傳統UV固化技術和水性涂料技術的許多優點，如低成本、低粘度、良好的涂布適應性、設備簡單、無毒性、無刺激性、不燃性等。由于UV固化水性樹脂的優點突出，近年來得到較快的發展，其產品已被眾多領域應用。

建筑節能玻璃可以保證在可見光區（400?780 nm）的高透明性，阻擋來自紅外線（780?2000 nm）的輻射熱，過去幾十年來這一特性引起了人們的廣泛關注。已有產品包括鍍膜玻璃，真空玻璃和低輻射玻璃。盡管這些玻璃都能隔熱，但由于它們可見光透射率低、生產成本高，這些產品的商業化仍然很困難。透明隔熱涂料的使用則被認為是解決這個問題的有效和經濟的方法。這種涂層體系是一種嵌入導電氧化物納米粒子的聚合物基薄膜。納米粒子的選擇包括銻摻雜氧化錫（ATO），錫摻雜氧化銦（ITO），鋁摻雜氧化鋅（AZO）和氟摻雜氧化錫（FTO）。由于ATO納米粒子的可見光透過率將近70%?80％，因此普遍選用ATO納米粒子。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足提供一種利用乙烯基硅氧烷改性ATO，一種可UV固化水性聚氨酯高隔熱涂料的制備方法。本發明利用一種新的方法來制備WPU /ATO涂層，改善納米粒子的分散性。將C=C鍵引入到WPU和ATO納米粒子中，當C=C鍵參與到UV引發自由基聚合時，PU鏈和ATO納米粒子之間形成共價鍵，以提高ATO在涂層中的分散性來提高涂層隔熱性。傳統水性聚氨酯樹脂所用擴鏈劑二羥甲基丙酸（DMPA）、二羥甲基丁酸（DMBA）不易溶于丙酮等易揮發溶劑，需溶解于N，N-二甲基甲酰胺（DMF），不易除去，本發明利用自由基聚合向聚氨酯體系引入羧基，從而解決此困難。

本發明的技術方案是：一種可UV固化水性聚氨酯高隔熱涂料的制備方法，包括如下步驟：

（1）表面乙烯基改性ATO水分散液的制備：將一定量ATO水分散液、甲醇與一定量乙烯基硅氧烷混合加入裝有冷凝管、溫度計和攪拌棒的100mL三口燒瓶中升溫至80℃，熱回流12h；之后，將混合物轉移至旋轉蒸發儀中除去甲醇，得到表面乙烯基改性ATO水分散液；