一种纳米隔热涂料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米隔热涂料的制备方法，属于高分子隔热材料技术领域。按重量份数计，依次称取：30～40份聚氨酯丙烯酸，10～15份活性稀释剂，5～10份光引发剂，3～5份流平剂，2～6份润湿剂BYK，2～8份分散剂，50～60份混合溶剂和20～25份添加剂；将聚氨酯丙烯酸与混合溶剂混合，并依次加入活性稀释剂，光引发剂，流平剂，润湿剂BYK，分散剂和添加剂，搅拌混合后，得纳米隔热涂料。本发明专利技术技术方案制备的纳米隔热涂料具有优异的隔热性能和耐磨性能的特点，在高分子隔热材料技术行业的发展中具有广阔的前景。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米隔热涂料的制备方法
本专利技术公开了一种纳米隔热涂料的制备方法，属于高分子隔热材料

技术介绍
隔热涂料中最重要的组分之一是隔热填料。常用的隔热填料（如空心玻璃、陶瓷微珠等）属于高填充结构材料，这些填料热屏蔽性好，能够增加涂料的微孔结构或在涂料中形成稳定的隔热层以实现涂料的隔热，它们具有导热系数小、堆积密度小（较少的质量就可达到较好的隔热效果）、表面积小，耐候性、耐腐蚀性强等特点，因此在隔热涂料领域得到广泛应用。然而由这类填料制备的隔热涂料通常涂膜较厚，施工困难，对一些高技术如军工、航空航天领域等并不适用，且隔热效果不理想，因此有必要开发隔热效果更好的涂料来替代传统的隔热涂料。近年来，大量的纳米材料被用于隔热涂料的开发。与传统的隔热填料相比，纳米材料最大的不同在于其表面效应、尺寸效应、量子效应和体积效应，将其加入涂料中除可对涂膜性能进行改善外，还可赋予涂膜特殊的功能。纳米材料对于隔热涂料的作用主要体现在几个方面：①增强涂膜的物理性能，提高涂膜的硬度、耐磨损性等；②提高涂膜的耐候性、耐腐蚀性、耐老化、抗辐射等性能；③改变涂层结构，增加涂料中的气孔率；④利用某些纳米粒子的特性，实现对热量的阻隔。纳米材料的种类很多，纳米隔热涂料的隔热机理也不尽相同，即使隔热机理相同的隔热涂料，其隔热效果也会随着隔热填料的用量和比例而发生改变。纳米材料对热障涂层的影响除了增强涂层的硬度、耐磨损性等物理性能外，对于改善涂层的热力学性能，如降低涂层的热导率、增大涂层的热胀系数、增强涂层在热循环下的耐热冲击性等也有着显著作用。首先，经过高温热处理之后，纳米粒子在涂层中的存在形式有2种，其中一部分纳米粒子经过熔化再结晶，粒径增大；另一部分粒子则没有熔化，保持了原始的晶粒尺寸和晶粒结构。未经过熔化的纳米粒子松散分布在熔化的纳米粒子中，当涂层冷却后，热应力松弛，在这些纳米粒子之间可产生大量微米级或纳米级的孔隙。而传统的纳米隔热涂料还存在隔热性能和耐磨性能无法进一步提升的问题，因此，如何改善传统纳米隔热涂料的缺点，以求探索研制出具有良好综合性能的纳米隔热涂料是待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是：针对传统纳米隔热涂料隔热性能和耐磨性能无法进一步提升的缺点，提供了一种纳米隔热涂料的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种纳米隔热涂料的制备方法，具体制备步骤为：（1）将碳酸钾与二氧化钛按摩尔比1.2：4.0～1.5：4.0混合，研磨，高温烧结，出料，洗涤，干燥，研磨，得混合粉末；（2）将混合粉末与乙醇溶液按质量比1：30～1：60混合，并加入混合粉末质量0.2～0.3倍的聚烯丙胺盐酸盐，搅拌混合后，得聚烯丙胺盐酸盐混合物，将聚烯丙胺盐酸盐混合物与氯化锡按质量比8：1～10：1混合，并加入氯化锡质量0.1～0.2倍的氯化铅和氯化锡质量3～5倍的钛酸四丁酯，搅拌混合后，调节pH至8～10，静置，过滤，干燥，得预改性粉末；（3）将预改性粉末煅烧，得改性粉末，将改性粉末与氧化石墨烯按质量比1：1～2：1混合，并加入改性粉末质量15～30倍的三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液，超声分散后，得改性粉末混合物，将改性粉末混合物与多巴胺按质量比15：2～18：2混合，搅拌反应后，过滤，干燥，得添加剂；（4）按重量份数计，依次称取：30～40份聚氨酯丙烯酸，10～15份活性稀释剂，5～10份光引发剂，3～5份流平剂，2～6份润湿剂BYK，2～8份分散剂，50～60份混合溶剂和20～25份添加剂；将聚氨酯丙烯酸与混合溶剂混合，并依次加入活性稀释剂，光引发剂，流平剂，润湿剂BYK，分散剂和添加剂，搅拌混合后，得纳米隔热涂料。步骤（1）所述高温烧结为以5～10℃/min的升温速率升温至700～850℃，保温烧结12～14h。步骤（3）所述煅烧温度为700～750℃。步骤（3）所述三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液为将三羟甲基氨基甲烷与水按质量比1：80～1：90混合，调节pH至8.0～8.5，得三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液。步骤（4）所述活性稀释剂为活性稀释剂HK-66，活性稀释剂HELOXY61或活性稀释剂HELOXY62中任意一种。步骤（4）所述光引发剂为光引发剂TPO，光引发剂184或光引发剂907中任意一种。步骤（4）所述流平剂为硅油或聚二甲基硅氧烷中任意一种。步骤（4）所述分散剂为分散剂NNO，分散剂MF或分散剂5040中任意一种。步骤（4）所述混合溶剂为将乙酸乙酯与乙酸丁酯按质量比1：1～3：1混合，得混合溶剂。本专利技术的有益效果是：本专利技术在制备纳米隔热涂料时加入添加剂，首先，添加剂中含有四钛酸钾的片层结构，导热系数较小，在加入产品中后，可减少产品所受的热辐射，从而使产品的隔热性能提高，并且，由于片层结构的存在，从而是产品的耐磨性提高，其次，由于四钛酸钾的片层结构具有离子交换能力，在添加剂制备过程中，四钛酸钾的片层结构中可沉积二氧化钛和氧化锑锡，并且在聚烯丙胺盐酸盐的作用下，使二氧化钛和氧化锑锡以纳米形式存在于片层结构中，由于二氧化钛和氧化锑锡具有较好的热辐射反射性能，从而在四钛酸钾片层结构磨损后，使产品仍具有较好的隔热性能，从而使产品的使用寿命提高，隔热性能进一步提高，再者，添加剂在制备过程中使四钛酸钾负载于石墨烯表面，并且石墨烯有多巴胺还原氧化石墨烯制得，一方面，加入的石墨烯可进一步提高产品的耐磨性能，另一方面，用多巴胺还原氧化石墨烯制得的石墨烯可提高石墨烯的分散性，从而提高添加剂在产品中的分散性，使产品的隔热性能进一步提高，并且由于多巴胺的粘合力，可提高石墨烯与基体间的结合力，进而进一步提高产品的耐磨性。具体实施方式将三羟甲基氨基甲烷与水按质量比1：80～1：90混合，用质量分数为8～10%的盐酸调节三羟甲基氨基甲烷与水混合物的pH至8.0～8.5，得三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液；将碳酸钾与二氧化钛按摩尔比1.2：4.0～1.5：4.0混合于研磨机中，混合研磨1～2h后，得混合粉末坯料，将混合粉末坯料高温烧结，出料，得预处理混合粉末，将预处理混合粉先用质量分数为12～15%的盐酸洗涤5～8次后，再用去离子水洗涤，并将洗涤后的预处理混合粉于温度为70～80℃的条件下干燥2～5h后，得混合粉末；将混合粉末与质量分数为50～60%的乙醇溶液按质量比1：30～1：60混合于烧杯中，并向烧杯中加入混合粉末质量0.2～0.3倍的聚烯丙胺盐酸盐，于温度为30～40℃，转速为500～600r/min的条件下，搅拌混合1～3h后，得聚烯丙胺盐酸盐混合物，将聚烯丙胺盐酸盐混合物与氯化锡按质量比8：1～10：1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入氯化锡质量0.1～0.2倍的氯化铅和氯化锡质量3～5倍的钛酸四丁酯，于温度为45～60℃，转速为300～450r/min的条件下，搅拌混合1～2h后，用质量分数为10～15%的氨水调节烧瓶内物料的pH至8～10，并于室温条件下静置10～12h后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为60～80℃的条件下干燥1～3h后，得预改性粉末；将预改性粉末移入马弗炉中煅烧1～3h后，将马弗炉内温度降至室温，出料，得改性粉末，将改性粉末与氧化石墨烯按质量比1：1～2：1混合于三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入改性粉末质量15～30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米隔热涂料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：（1）将碳酸钾与二氧化钛按摩尔比1.2：4.0～1.5：4.0混合，研磨，高温烧结，出料，洗涤，干燥，研磨，得混合粉末；（2）将混合粉末与乙醇溶液按质量比1：30～1：60混合，并加入混合粉末质量0.2～0.3倍的聚烯丙胺盐酸盐，搅拌混合后，得聚烯丙胺盐酸盐混合物，将聚烯丙胺盐酸盐混合物与氯化锡按质量比8：1～10：1混合，并加入氯化锡质量0.1～0.2倍的氯化铅和氯化锡质量3～5倍的钛酸四丁酯，搅拌混合后，调节pH至8～10，静置，过滤，干燥，得预改性粉末；（3）将预改性粉末煅烧，得改性粉末，将改性粉末与氧化石墨烯按质量比1：1～2：1混合，并加入改性粉末质量15～30倍的三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液，超声分散后，得改性粉末混合物，将改性粉末混合物与多巴胺按质量比15：2～18：2混合，搅拌反应后，过滤，干燥，得添加剂；（4）按重量份数计，依次称取：30～40份聚氨酯丙烯酸，10～15份活性稀释剂，5～10份光引发剂，3～5份流平剂，2～6份润湿剂BYK，2～8份分散剂，50～60份混合溶剂和20～25份添加剂；将聚氨酯丙烯酸与混合溶剂混合，并依次加入活性稀释剂，光引发剂，流平剂，润湿剂BYK，分散剂和添加剂，搅拌混合后，得纳米隔热涂料。...

【技术特征摘要】
1.一种纳米隔热涂料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：（1）将碳酸钾与二氧化钛按摩尔比1.2：4.0～1.5：4.0混合，研磨，高温烧结，出料，洗涤，干燥，研磨，得混合粉末；（2）将混合粉末与乙醇溶液按质量比1：30～1：60混合，并加入混合粉末质量0.2～0.3倍的聚烯丙胺盐酸盐，搅拌混合后，得聚烯丙胺盐酸盐混合物，将聚烯丙胺盐酸盐混合物与氯化锡按质量比8：1～10：1混合，并加入氯化锡质量0.1～0.2倍的氯化铅和氯化锡质量3～5倍的钛酸四丁酯，搅拌混合后，调节pH至8～10，静置，过滤，干燥，得预改性粉末；（3）将预改性粉末煅烧，得改性粉末，将改性粉末与氧化石墨烯按质量比1：1～2：1混合，并加入改性粉末质量15～30倍的三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液，超声分散后，得改性粉末混合物，将改性粉末混合物与多巴胺按质量比15：2～18：2混合，搅拌反应后，过滤，干燥，得添加剂；（4）按重量份数计，依次称取：30～40份聚氨酯丙烯酸，10～15份活性稀释剂，5～10份光引发剂，3～5份流平剂，2～6份润湿剂BYK，2～8份分散剂，50～60份混合溶剂和20～25份添加剂；将聚氨酯丙烯酸与混合溶剂混合，并依次加入活性稀释剂，光引发剂，流平剂，润湿剂BYK，分散剂和添加剂，搅拌混合后，得纳米隔热涂料。2.根据权利要求1所述的一种纳米隔热涂料的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：裘友玖，刘侠，宋宇星，
申请(专利权)人：佛山皖和新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44