一种汽车驾驶室用相变储能涂料及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种汽车驾驶室用相变储能涂料及其制备工艺，包括外涂层，中间层和内涂层，所述的外涂层为水性多元醇分散体修饰层，所述的中间层为填充高红外反射粒子的水性多元醇分散体制成，所述的内涂层以水性相变聚氨酯为主要材料制成。本发明专利技术与现有技术相比，有利于缓解汽车驾驶室“冬冷夏热”的情况，且涂覆过程无污染，兼顾温度调节性能和高光反射性能，涂料呈灰色且不含有机溶剂，减少了VOC含量，符合绿色环保要求。符合绿色环保要求。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车驾驶室用相变储能涂料及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及汽车
，涉及一种涂料，具体涉及一种兼顾温度调节性能和高光反射性能的汽车驾驶室用相变储能涂料及其制备工艺。

技术介绍

[0002]汽车驾驶室极易受环境影响，夏季酷热，汽车在烈日下停放后，驾驶室温度急剧上升，甚至达到80℃以上；冬季严寒，汽车驾驶室温度又非常低。对此，人们通常的做法是打开车窗或空调，来调节车内温度，然而上述做法增加了不必要的时间等待与资源浪费，改善车辆热管理方式对实现更高的效率至关重要，相变蓄热技术与热反射技术的出现有利于降低能源消耗、提高人民生活水平。
[0003]相变蓄热技术指材料在物理状态变化过程中吸收和释放热量的特性来进行蓄热和释热，相变过程中温度保持恒定，因此其在温度控制领域具有极大的作用。基于化学组分可将相变材料分为有机、无机两大类。
[0004]有机相变材料由于低腐蚀性、无过冷现象，相对于无机材料更具优势，其中有机固
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液相变材料相变潜热大，被广泛利用，然而其在相变过程中容易出现渗漏，虽然封装技术解决了部分问题，但会出现相变焓值降低，无法实现有效温控。
[0005]热反射技术是利用材料对太阳光的反射来降低太阳光对汽车驾驶室的加热影响，纳米二氧化钛作为一种高光反射率材料被广泛作为功能性填料用于热反射涂料，然而涂料颜色高度发白，耐污性不佳，不适用于汽车驾驶室环境。
[0006]CN112280454A公开了一种聚氨酯热反射涂料，它由下述重量配比的原料制成：相变聚氨酯树脂55～85重量份、纳米二氧化钛7～15重量份、沉淀相二氧化硅11～17重量份和气相二氧化硅2～4重量份，可作为皮革涂料，以相变聚氨酯为基体虽然解决了相变易泄露的问题，但其相变焓值低(40～60J/g)，而且高白度物质的添加使得涂料耐污性能不佳。
[0007]CN109530184A公开了一种相变蓄热
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反射隔热双层涂层，包括外涂层和内涂层，外涂层由纳米二氧化钛高岭土复合粒子表面引发聚丙烯酰胺的红外热反射涂料制成，内涂层以相变微胶囊为主要材料制成，相变微胶囊具有高相变焓值，然而二氧化钛的存在依然具有高白度问题。
[0008]因此，在保证涂料具有高光反射性能与高相变蓄热性能的同时，使涂料具有一定的耐污性能，从而使汽车驾驶室具有“冬暖夏凉”的特性是一个亟待解决的科学难题。

技术实现思路

[0009]针对目前技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种汽车驾驶室用相变储能涂料，该涂料兼顾温度调节性能和高光反射性能，涂料呈灰色且不含有机溶剂，减少了VOC含量，符合绿色环保要求。
[0010]本专利技术另一个目的是提供该涂料的制备工艺。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0012]本专利技术第一方面提供了一种汽车驾驶室用相变储能涂料，包括外涂层，中间层和内涂层；按重量份数计，所述外涂层的组分包括：水性多元醇分散体50～70份，成膜助剂1.4～1.7份，消泡剂0.3～0.7份，流平剂0.5～1.5份，增稠剂0.2～0.6份与固化剂10～30份；
[0013]按重量份数计，所述中间层的组分包括：水性多元醇分散体70～100份，改性高反射材料20～30份，成膜助剂2.5～3.5份，消泡剂0.5～1份，流平剂1～3份，增稠剂0.1～0.4份与固化剂25～35份；
[0014]按重量份数计，所述内涂层的组分包括：水性相变聚氨酯80～120份，成膜助剂5～8份，消泡剂1.5～4份，流平剂3～5份，增稠剂0.05～0.3份与固化剂20～40份；
[0015]所述改性高反射材料中高反射材料为铜掺杂磷酸锌钠NaZn(Cu)PO4；
[0016]所述水性相变聚氨酯由二异氰酸酯、聚乙二醇、小分子扩链剂、二羟甲基丙酸与三乙胺反应制得。
[0017]在本专利技术中，本专利技术采用水性相变聚氨酯，使内涂层的相变焓值大大提升，当车内温度过高时，内涂层能够吸收大量的热，当车内温度低于相变温度时，能够释放热量，有效控制汽车驾驶室温度；同时利用黑色改性高反射材料复合水性聚氨酯涂料，具有较高的近红外反射率和半球发射率，极大地减少了夏季汽车驾驶室过热问题，并且涂料呈灰色，增强涂料的耐污性能；
[0018]内涂层的相变焓值大大提升，主要用于吸收热量与释放热量；中涂层中添加了改性高反射材料，进一步减少了夏季驾驶室过热的问题，并且增强了涂料的耐污性能；外涂层主要是提供较好硬度，附着力，耐磨性能，耐候性能，起到保护的功能，以防止内部的内涂层与中涂层受到损害，但外涂层又不能太过于厚从而影响到光线的透过以及热量的吸收与释放，因此，本专利技术的内涂层厚度为0.3mm，中间层厚度为0.2mm，外涂层厚度为0.1mm。
[0019]作为本专利技术的一种优选方案，所述水性多元醇分散体为水性丙烯酸酯多元醇分散体，如BayhydrolA2542。
[0020]作为本专利技术的一种优选方案，所述成膜助剂为DPM，所述消泡剂为BYK
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024，所述流平剂为BYK
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323，所述增稠剂为Rheolate
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299。
[0021]作为本专利技术的一种优选方案，所述固化剂为水性多异氰酸酯固化剂。
[0022]作为本专利技术的一种优选方案，所述聚乙二醇的分子量为1000～6000Da。
[0023]作为本专利技术的一种优选方案，所述聚乙二醇的分子量为1000～2000Da。
[0024]作为本专利技术的一种优选方案，所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、4,4'
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二环己基甲烷二异氰酸酯的一种或多种，所述小分子扩链剂为1，4
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丁二醇或1，6
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己二醇。
[0025]作为优选，所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、4,4'
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二环己基甲烷二异氰酸酯的一种或多种。
[0026]本专利技术第二方面提供了上述涂料的制备工艺，所述制备工艺包括以下步骤：
[0027]1)将水性多元醇分散体、成膜助剂、消泡剂、流平剂、增稠剂搅拌均匀，然后加入固化剂，继续搅拌均匀，得到外涂层浆料；
[0028]2)将水性多元醇分散体、改性高反射材料、成膜助剂、消泡剂、流平剂、增稠剂搅拌均匀，然后加入固化剂，继续搅拌均匀，得到中间层浆料；
[0029]3)将水性相变聚氨酯、成膜助剂、消泡剂、流平剂、增稠剂搅拌均匀，然后加入固化
剂，继续搅拌均匀，得到内涂层浆料；
[0030]4)将步骤3)得到的内涂层浆料涂覆在基材上，固化，然后涂覆步骤2)得到的中间层浆料，固化，再涂覆步骤1)得到的外涂层浆料，固化，得到汽车驾驶室用相变储能涂料。
[0031]作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤2)中，改性高反射材料的制备方法为：
[0032]NaZn(Cu)PO4、苯乙烯磺酸<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车驾驶室用相变储能涂料，其特征在于，包括外涂层，中间层和内涂层；按重量份数计，所述外涂层的组分包括：水性多元醇分散体50～70份，成膜助剂1.4～1.7份，消泡剂0.3～0.7份，流平剂0.5～1.5份，增稠剂0.2～0.6份与固化剂10～30份；按重量份数计，所述中间层的组分包括：水性多元醇分散体70～100份，改性高反射材料20～30份，成膜助剂2.5～3.5份，消泡剂0.5～1份，流平剂1～3份，增稠剂0.1～0.4份与固化剂25～35份；按重量份数计，所述内涂层的组分包括：水性相变聚氨酯80～120份，成膜助剂5～8份，消泡剂1.5～4份，流平剂3～5份，增稠剂0.05～0.3份与固化剂20～40份；所述改性高反射材料中高反射材料为铜掺杂磷酸锌钠NaZn(Cu)PO4；所述水性相变聚氨酯由二异氰酸酯、聚乙二醇、小分子扩链剂、二羟甲基丙酸与三乙胺反应制得。2.根据权利要求1所述的一种汽车驾驶室用相变储能涂料，其特征在于，所述水性多元醇分散体为水性丙烯酸酯多元醇分散体。3.根据权利要求1所述的一种汽车驾驶室用相变储能涂料，其特征在于，所述成膜助剂为DPM，所述消泡剂为BYK
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024，所述流平剂为BYK
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323，所述增稠剂为Rheolate
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299。4.根据权利要求1所述的一种汽车驾驶室用相变储能涂料，其特征在于，所述固化剂为水性多异氰酸酯固化剂。5.根据权利要求1所述的一种汽车驾驶室用相变储能涂料，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为1000～6000Da。6.根据权利要求5所述的一种汽车驾驶室用相变储能涂料，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为1000～2000Da。7.根据权利要求1所述的一种汽车驾驶室用相变储能涂料，其特征在于，所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、4,4'
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二...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志军，管清宝，沈连根，汪旗，徐晓飞，游正伟，徐一剡，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：