一种吸收红外的涂料的制备方法

本发明属于涂料，特别涉及一种吸收红外的涂料的制备方法。

背景技术：

1、红外线是一种电磁波，常见的能量高的红外线波长为0.78-2.5μm，能量高的红外线在日常生活，特别是军用装备领域具有广泛应用。

2、虽然红外线用途广泛，但也存在一些明显的危害，例如能量高的红外容易引起皮肤老化，容易诱发白内障等眼科疾病。由于红外线常见来自于发热的物体，因此，日常使用的发热家电、电子产品以及军用装备等都可发射红外线，这对人体健康存在不利影响。而且，在夜间，可通过红外探测仪器来探测发现人员活动，导致人员活动被暴露。

3、现有技术有使用稀土物质来制备红外吸收材料，降其加入到涂料中，形成吸收红外的涂料，涂覆于金属(例如304不锈钢板)或塑料(例如聚乙烯塑料板)表面，用于增加对红外的吸收，减少红外辐射带来的不利影响。然而，稀土资源有限，且对红外的吸收效果也有待进一步改进。

4、因此，亟需提供一种新的吸收红外的涂料的制备方法，在不使用稀土的情况下，能使得涂料涂覆在塑料表面时具有良好的红外吸收效果。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。本发明提供了一种吸收红外的涂料的制备方法。本发明所述制备方法无需使用稀土原料就能制得具有红外吸收效果好的涂料。将制备得到的涂料涂覆与塑料表面，具有良好的红外吸收效果。

2、本发明在制备涂料的过程中，同时使用了水性羟基丙烯酸树脂、季戊四醇单油酸酯、红外吸收剂组分，其中，红外吸收剂是通过富勒烯金属内嵌物、硅藻土、纳米二硫化钼、纳米氧化锌、石蜡(石蜡在升温的过程中有助于各组分的混合均匀)混合后煅烧，利用富勒烯金属内嵌物、硅藻土、纳米氧化锌以及具有层状特点的纳米二硫化钼进行煅烧，由于富勒烯金属内嵌物具有优异的得失电子特性以及高度的对称结构，硅藻土多孔的特点，纳米二硫化钼的层状特点，纳米氧化锌中锌的得失电子特点，使得煅烧后，富勒烯金属内嵌物、纳米氧化锌、硅藻土形成对层状纳米二硫化钼存在掺杂效果(富勒烯金属内嵌物、纳米氧化锌、硅藻土、纳米二硫化钼形成的煅烧物对红外光子具有良好的吸收效果)，粉碎后，煅烧物通过硅烷偶联剂、水、聚乙二醇的改性接枝，显著提升各组分在涂料体系中的分散均匀性。使用的水性羟基丙烯酸树脂、季戊四醇单油酸酯含羟基，特别是季戊四醇单油酸酯含多羟基特点，与固化剂作用后，能形成三维空间网状结构，且网状结构中还含多孔煅烧物，使得涂料对红外具有充足的吸收空间，进而显著提升了涂料对特定波段(0.78-2.5μm)红外的吸收效果。

3、本发明提供一种吸收红外的涂料的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)将水性羟基丙烯酸树脂、季戊四醇单油酸酯、红外吸收剂、填料、助剂、水混合，获得混合物；

5、所述红外吸收剂的制备过程为：取富勒烯金属内嵌物、硅藻土、纳米二硫化钼、纳米氧化锌、石蜡搅拌混合，然后煅烧，粉碎，得到煅烧物，再将煅烧物与硅烷偶联剂、水、聚乙二醇混合，超声分散；

6、(3)取固化剂，固化剂和所述混合物构成所述涂料。

7、优选的，所述红外吸收剂的制备过程为：取富勒烯金属内嵌物、硅藻土、纳米二硫化钼、纳米氧化锌、石蜡，按照质量比为0.1：(0.5-1)：(1-3)：(0.5-2)：(1-3)的比例搅拌混合，然后在800-1000℃下煅烧1-4小时，粉碎，得到煅烧物，再将煅烧物与硅烷偶联剂、聚乙二醇、水按照质量比为8：(8-15)：(5-16)：(20-40)的比例混合，混合时的温度为50-80℃，超声分散，制得红外吸收剂。

8、优选的，所述水性羟基丙烯酸树脂、季戊四醇单油酸酯、红外吸收剂、填料、助剂、水的质量比为50：(5-12)：(8-22)：(5-25)：(3-15)：(20-50)；进一步优选的，所述水性羟基丙烯酸树脂、季戊四醇单油酸酯、红外吸收剂、填料、助剂、水的质量比为50：(5-10)：(10-20)：(5-20)：(3-10)：(20-40)。

9、优选的，所述富勒烯金属内嵌物选自sc3n@c78、sc3n@c80中的至少一种，进一步优选的，所述富勒烯金属内嵌物为sc3n@c80。

10、优选的，所述硅烷偶联剂选自kh560或kh570。

11、优选的，所述聚乙二醇为聚乙二醇400或聚乙二醇600。低分子量的聚乙二醇有助于组分的充分混匀接触，有利于聚乙二醇对煅烧物的改性，从而使得涂料整体分散均匀性的提高。

12、优选的，所述填料包括纳米二氧化钛、纳米氧化铝、纳米硫酸钡、纳米氧化镁中的至少一种。

13、进一步优选的，所述填料还包括多孔二氧化硅微珠。多孔二氧化硅微珠作为填料使用，可进一步显著提高对红外的吸收效果。

14、优选的，所述多孔二氧化硅微珠的比表面积为350-450m2/g。

15、优选的，所述助剂包括消泡剂、十二烷基苯磺酸钠、卵磷脂、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。

16、优选的，所述助剂，按质量份数计，包括消泡剂0.5-2份、十二烷基苯磺酸钠1-2份、卵磷脂1-2份、聚乙烯吡咯烷酮1-2份中的至少一种。

17、优选的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。

18、优选的，所述固化剂选自甲苯二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯。

19、所述涂料在使用前，将所述固化剂与步骤(1)制备的混合物按照质量比为50：(1-5)的比例混合，进一步优选为将所述固化剂与步骤(1)制备的混合物按照质量比为50：(1.5-2.5)的比例混合，搅拌混合后，然后涂覆在基材表面进行干燥固化即可形成涂层。

20、优选的，所述基材包括金属基材或塑料基材。例如304不锈钢板、聚乙烯板等。

21、相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

22、本发明所述涂料的制备方法，通过水性羟基丙烯酸树脂、季戊四醇单油酸酯、红外吸收剂特定组分的配合使用，特别是红外吸收剂的煅烧和改性方法，使得与固化剂作用后，能形成三维空间网状结构，且网状结构中还含多孔煅烧物，使得涂料对红外具有充足的吸收空间，进而显著提升了涂料对特定波段(0.78-2.5μm)红外的吸收效果，例如对红外(0.78-2.5μm)平均反射率不超过1.55％。且本发明无需使用稀土原料，大大节约了稀土资源。

技术特征：

1.一种吸收红外的涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述红外吸收剂的制备过程为：取富勒烯金属内嵌物、硅藻土、纳米二硫化钼、纳米氧化锌、石蜡，按照质量比为0.1：(0.5-1)：(1-3)：(0.5-2)：(1-3)的比例搅拌混合，然后在800-1000℃下煅烧1-4小时，粉碎，得到煅烧物，再将煅烧物与硅烷偶联剂、聚乙二醇、水按照质量比为8：(8-15)：(5-16)：(20-40)的比例混合，混合时的温度为50-80℃，超声分散，制得红外吸收剂。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水性羟基丙烯酸树脂、季戊四醇单油酸酯、红外吸收剂、填料、助剂、水的质量比为50：(5-12)：(8-22)：(5-25)：(3-15)：(20-50)。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述富勒烯金属内嵌物选自sc3n@c78、sc3n@c80中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述填料包括多孔二氧化硅微珠、纳米二氧化钛、纳米氧化铝、纳米硫酸钡、纳米氧化镁中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述填料还包括多孔二氧化硅微珠。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述助剂包括消泡剂、十二烷基苯磺酸钠、卵磷脂、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述助剂，按质量份数计，包括消泡剂0.5-2份、十二烷基苯磺酸钠1-2份、卵磷脂1-2份、聚乙烯吡咯烷酮1-2份。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述固化剂选自甲苯二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯。

10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述涂料在使用前，将所述固化剂与步骤(1)制备的混合物按照质量比为50：(1-5)的比例混合。

技术总结本发明属于涂料技术领域，公开了一种吸收红外的涂料的制备方法。该吸收红外的涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)将水性羟基丙烯酸树脂、季戊四醇单油酸酯、红外吸收剂、填料、助剂、水混合，获得混合物；所述红外吸收剂的制备过程为：取富勒烯金属内嵌物、硅藻土、纳米二硫化钼、纳米氧化锌、石蜡搅拌混合，然后煅烧，粉碎，得到煅烧物，再将煅烧物与硅烷偶联剂、水、聚乙二醇混合，超声分散；(2)取固化剂，固化剂和所述混合物构成涂料。该方法制备的涂料对特定波段(0.78‑2.5μm)红外具有良好的吸收效果，例如对红外(0.78‑2.5μm)平均反射率不超过1.55％。且本发明无需使用稀土原料，大大节约了稀土资源。技术研发人员：孙青,洪盼,罗一丹,邹秀元受保护的技术使用者：南昌航空大学技术研发日：技术公布日：2024/5/16