自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料制備方法
一種自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料的制備方法，本發(fā)明利用自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂和隔熱反射填料的協(xié)同作用,獲得高性能的自清潔隔熱反射涂料。所述方法步驟包括：（1）以有機(jī)硅單體與丙烯酸或丙烯酸酯類單體為原料，加入乳化劑、去離子水，在引發(fā)劑的作用下，制備出有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液；（2）按一定比例將納米ATO粉體、納米TiO2粉體、空心玻璃微珠、紫外吸收劑UV329在高速攪拌機(jī)中攪拌混合成隔熱反射填料備用；（3）將一定量的有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液、隔熱反射填料、分散劑、消泡劑、成膜助劑進(jìn)行混合，經(jīng)高速攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢柚笾频梅稚⒘己玫淖郧鍧嵱袡C(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料制備方法，屬高性能樹脂基涂料的制備和應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)
近年來隨著科技和社會(huì)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展,對(duì)能源的消耗與日劇增，自然環(huán)境也隨之日益惡化，人們?cè)絹碓揭庾R(shí)到環(huán)境和能源問題已經(jīng)成為急需解決的問題。在此背景下，各國研究人員正積極的開發(fā)出環(huán)境友好、節(jié)約能耗的新材料以適應(yīng)時(shí)代的需求。本發(fā)明開發(fā)的自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料即屬于此類新材料。
丙烯酸樹脂具有色淺、透明度高、耐腐蝕性好、附著力強(qiáng)、堅(jiān)韌、柔韌、色正、保光、光亮豐滿、在紅外區(qū)吸收小等特點(diǎn)。但是，由于丙烯酸酯樹脂的耐溫性，耐水性，透氣性差，限制了它的廣泛應(yīng)用。因此，用作隔熱反射涂料基料時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行改性處理。有機(jī)硅單體及其聚合物具有極低的表面能,其Si-O鍵具有很高的鍵能,遠(yuǎn)大于C-C鍵能、C-O鍵能,鍵旋轉(zhuǎn)容易,具有低的玻璃化溫度,這些特性賦予其優(yōu)秀的耐水性、耐高低溫性、耐候性,保光性、柔軟性、耐沖擊性、透氣性。本發(fā)明采用有機(jī)硅對(duì)丙烯酸樹脂進(jìn)行改性, 制備出兼具二者特性的改性樹脂,大幅降低了丙烯酸樹脂的表面能，使其具有了自潔性能，之后在改性樹脂中再添加隔熱反射填料，最終制備出自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，針對(duì)日益嚴(yán)重的環(huán)境和能源問題，提供一種自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料的制備方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是，本發(fā)明利用自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂和隔熱反射填料的協(xié)同作用,獲得高性能的自清潔隔熱反射涂料。
本發(fā)明一種自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料的制備方法包括以下步驟：
（1）以有機(jī)硅單體與丙烯酸或丙烯酸酯類單體為原料，加入乳化劑、去離子水，在引發(fā)劑的作用下，制備出有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液。
（2）按一定比例將納米ATO粉體、納米TiO2粉體、空心玻璃微珠、紫外吸收劑UV 329（淡黃色粉體，化學(xué)名：2-（2'-羥基-5'-叔辛基苯基）苯并三唑）在高速攪拌機(jī)中攪拌混合成隔熱反射填料備用；
（3）將一定量的有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液、隔熱反射填料、分散劑、消泡劑、成膜助劑進(jìn)行混合，經(jīng)高速攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢柚笾频梅稚⒘己玫淖郧鍧嵱袡C(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料。
本發(fā)明采用的有機(jī)硅單體為乙烯基三甲基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二甲基乙氧基乙烯基硅烷、二苯基乙烯基乙氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷，或上述單體的兩種或兩種以上混合物。
本發(fā)明采用的丙烯酸或丙烯酸酯類單體為丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸甲酯，或上述單體的兩種或兩種以上混合物。
引發(fā)劑為過硫酸銨或過硫酸鉀。
分散劑為六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉或焦磷酸鈉，或上述單體的兩種或兩種以上混合物。
乳化劑為OP-10、十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉，或上述單體的兩種或兩種以上混合物。
消泡劑為聚醚改性硅油系列。
成膜助劑為十二碳醇酯、苯甲醇、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚，或上述單體的兩種或兩種以上混合物。
本發(fā)明步驟（1）中將適量有機(jī)硅單體與丙烯酸或丙烯酸酯類單體、引發(fā)劑、去離子水、乳化劑加入三頸燒瓶，在冰水浴中高速攪拌乳化20-60min，之后升溫到75-85℃，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)3.0-5.0h，降至室溫，用氨水調(diào)節(jié)pH值至中性，過濾，出料，即可得到有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液。
本發(fā)明步驟（2）中納米ATO粉體、納米TiO2粉體、空心玻璃微珠與紫外吸收劑UV 329的質(zhì)量比為：100：（10-60）：（5-70）：（0.1-10）。
本發(fā)明步驟（3）中有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液、隔熱反射填料、分散劑、消泡劑、成膜助劑的質(zhì)量比為100:（1-45）:（0.1-18）：（0.3-20）：（0.2-25）。
本發(fā)明步驟（3）中有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液、隔熱反射填料、分散劑、消泡劑、成膜助劑在高速攪拌機(jī)里面的攪拌的速度為500-4500r/min,攪拌時(shí)間為0.5-1.5h。
本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明合成的自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料制品具有優(yōu)異的自清潔及隔熱反射性能，合成工藝簡(jiǎn)便，制品可在化工、建筑、電子電氣等行業(yè)得以廣泛應(yīng)用。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
本實(shí)施例自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料的制備按下列步驟：
（1）有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液的制取：將12.0克乙烯基三乙氧基硅烷與35.0克丙烯酸、3.2克過硫酸鉀、30.0克去離子水、5.0克OP-10、2.0克十二烷基磺酸鈉加入三頸燒瓶，在冰水浴中高速攪拌乳化45min，之后升溫到75℃，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)4.5h，降至室溫，用氨水調(diào)節(jié)pH值至中性，過濾，出料，即可得到有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液。
（2）隔熱反射填料的制?。阂来畏Q取100.0克納米ATO粉體、15.0克納米TiO2粉體、20.0克空心玻璃微珠與0.5克紫外吸收劑UV 329，倒入攪拌速度為3300r/min高速攪拌機(jī)中，攪拌10min，即可得到隔熱反射填料。
（3）自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料制備：依次稱取100克有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液、20.0克隔熱反射填料、2.0克六偏磷酸鈉、0.7克聚醚改性硅油、0.5克十二碳醇酯，注入攪拌速度為4000r/min的高速攪拌機(jī)中，攪拌35min，即可得到自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料。
實(shí)施例2
本實(shí)施例自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料的制備按下列步驟：
（1）有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液的制取：將7.0克二苯基乙烯基乙氧基硅烷、5.0克γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷與15.0克丙烯酸、20克丙烯酸丁酯、3.6克過硫酸銨、38.0克去離子水、6.0克OP-10、4.0克十二烷基硫酸鈉加入三頸燒瓶，在冰水浴中高速攪拌乳化50min，之后升溫到80℃，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)5.0h，降至室溫，用氨水調(diào)節(jié)pH值至中性，過濾，出料，即可得到有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液。
（2）隔熱反射填料的制?。阂来畏Q取100.0克納米ATO粉體、20.0克納米TiO2粉體、16.0克空心玻璃微珠與0.3克紫外吸收劑UV 329，倒入攪拌速度為3600r/min高速攪拌機(jī)中，攪拌10min，即可得到隔熱反射填料。
（3）自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料制備：依次稱取100克有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液、30.0克隔熱反射填料、3.0克焦磷酸鈉、1.0克聚醚改性硅油、0.9克苯甲醇，注入攪拌速度為4200r/min的高速攪拌機(jī)中，攪拌45min，即可得到自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料。
實(shí)施例3
本實(shí)施例自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料的制備按下列步驟：
（1）有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液的制取：將12.0甲基乙烯基二乙氧基硅烷與15.0克丙烯酸、15.0克丙烯酸丁酯、5.0克甲基丙烯酸甲酯、3.5克過硫酸鉀、35.0克去離子水、8.0克OP-10、4.0克十二烷基苯磺酸鈉加入三頸燒瓶，在冰水浴中高速攪拌乳化50min，之后升溫到80℃，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)5.0h，降至室溫，用氨水調(diào)節(jié)pH值至中性，過濾，出料，即可得到有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液。
（2）隔熱反射填料的制?。阂来畏Q取100.0克納米ATO粉體、25.0克納米TiO2粉體、10.0克空心玻璃微珠與0.2克紫外吸收劑UV 329，倒入攪拌速度為3600r/min高速攪拌機(jī)中，攪拌10min，即可得到隔熱反射填料。
（3）自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料制備：依次稱取100克有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液、25.0克隔熱反射填料、3.0克三聚磷酸鈉、0.6克聚醚改性硅油、0.7克乙二醇丁醚，注入攪拌速度為4000r/min的高速攪拌機(jī)中，攪拌40min，即可得到自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料。
1.一種自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料的制備方法，其特征在于，所述方法的步驟為：
（1）以有機(jī)硅單體與丙烯酸或丙烯酸酯類單體為原料，加入乳化劑、去離子水，在引發(fā)劑的作用下，制備出有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液；
（2）按一定比例將納米ATO粉體、納米TiO2粉體、空心玻璃微珠、紫外吸收劑UV329在高速攪拌機(jī)中攪拌混合成隔熱反射填料備用；
（3）將一定量的有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液、隔熱反射填料、分散劑、消泡劑、成膜助劑進(jìn)行混合，經(jīng)高速攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢柚笾频梅稚⒘己玫淖郧鍧嵱袡C(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料制備方法，其特征在于：所述有機(jī)硅單體為乙烯基三甲基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二甲基乙氧基乙烯基硅烷、二苯基乙烯基乙氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷，或上述單體的兩種或兩種以上混合物；
所述丙烯酸或丙烯酸酯類單體為丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸甲酯，或上述單體的兩種或兩種以上混合物；
所述引發(fā)劑為過硫酸銨或過硫酸鉀；
所述分散劑為六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉或焦磷酸鈉，或上述單體的兩種或兩種以上混合物；
所述乳化劑為OP-10、十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉，或上述單體的兩種或兩種以上混合物；
所述消泡劑為聚醚改性硅油系列；
所述成膜助劑為十二碳醇酯、苯甲醇、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚，或上述單體的兩種或兩種以上混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液的制備過程如下：將適量有機(jī)硅單體與丙烯酸或丙烯酸酯類單體、引發(fā)劑、去離子水、乳化劑加入三頸燒瓶，在冰水浴中高速攪拌乳化20-60min，之后升溫到75-85℃，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)3.0-5.0h，降至室溫，用氨水調(diào)節(jié)pH值至中性，過濾，出料，即可得到有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料的制備方法，其特征在于，所述隔熱反射填料的制備中，納米ATO粉體、納米TiO2粉體、空心玻璃微珠與紫外吸收劑UV 329的質(zhì)量比為：100：（10-60）：（5-70）：（0.1-10）。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液、隔熱反射填料、分散劑、消泡劑、成膜助劑的質(zhì)量比為100:（1-45）:（0.1-18）：（0.3-20）：（0.2-25）。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料的制備方法，其特征在于，所述自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料制備中，有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液、隔熱反射填料、分散劑、消泡劑、成膜助劑在高速攪拌機(jī)里面的攪拌的速度為500-4500r/min,攪拌時(shí)間為0.5-1.5h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料的制備方法，其特征在于，所述紫外吸收劑UV329，淡黃色粉體，化學(xué)名：2-（2'-羥基-5'-叔辛基苯基）苯并三唑。
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