一种硅油改性环保柔性聚氨酯相变材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种硅油改性环保柔性聚氨酯相变材料及其制备方法，由硅油改性水性聚氨酯丙烯酸酯、光引发剂和水反应而得。本发明专利技术不仅具有较高的相变焓，良好的热循环性及热稳定性，还具有一定的可生物降解性，所用溶剂可以回收再利用，符合环保低碳的发展，具有良好的应用前景。应用前景。应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种硅油改性环保柔性聚氨酯相变材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于相变材料领域，特别涉及一种硅油改性环保柔性聚氨酯相变材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前相变储能材料主要是固液相变材料，聚合物合成制备的相变材料因其本身的多变性和多样性是研发的热点和重点。CN 110938201 A制备了一种梳状生物基聚碳酸酯相变材料，而且完全可生物降解；还利用聚合物侧链中双键接枝不同的巯基功能单体，可以对相变材料进行多级储热调温，但是最后相变材料的提取沉淀剂为正己烷、乙醚、甲醇、乙醇和水中的一种或多种，在专利实施中，多数粗产物，均需要甲醇的洗涤，因此环保性还需要进一步的提高。
[0003]CN 114369265 A公开了一种通过化学合成制备聚氨酯聚合物，并以溶液铸模法制备聚氨酯柔性相变储能膜的制备方法，制备的相变储能膜，制备工艺简单，易加工成型，且稳定性好，储能密度高，并具有较好的柔韧性，可用于智能织物和柔性电子器件等领域的控温。但是在制备的过程中也使用了大量的溶剂。不符合当前国家环保的需求。
[0004]CN 109897601 A利用聚乙二醇、醇类扩链剂、二异氰酸酯、催化剂和链终止剂等原料，制备的聚氨酯相变材料为固
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固相变储能材料，相变过程体积变化小，无液体产生，化学稳定性好，且本专利技术制备的聚氨酯相变材料相变温度为20
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45℃，为人体可接受的舒适温度范围，可满足不同气候条件下服装纺织品的相变温度需求，实现了服装纺织品的储能功能。专利中提到材料的浇注和熟化，最终的固态状态没有详细描述，无法了解材料的软硬度。
[0005]在众多的期刊文章中，利用多元醇与异氰酸酯基反应制备的聚氨酯固
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固相变储能具有无泄漏、稳定性好、相变焓较高和相变温度范围较宽等有优势，研究的聚氨酯固
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固相变材料比较多。如粟劲苍等发表的高分子固
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固相变储能材料的研究与应用[J].合成树脂及塑料，2006,23(2)；如陆少峰等发表的交联水性聚氨酯固
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固相变材料的制备及性能[J].化工进展2022,Vol.41,No.5，等文章对聚氨酯的相变材料的合成做了一定的研究。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种硅油改性环保柔性聚氨酯相变材料及其制备方法，该相变材料不仅具有较高的相变焓，良好的热循环性及热稳定性，还具有一定的可生物降解性，所用溶剂可以回收再利用，符合环保低碳的发展，具有良好的应用前景。
[0007]本专利技术提供了一种硅油改性环保柔性聚氨酯相变材料，由硅油改性水性聚氨酯丙烯酸酯、光引发剂和水反应而得；
[0008]其中，所述硅油改性水性聚氨酯丙烯酸酯的原料包括如下组分：二异氰酸酯、聚醚二元醇或聚酯二元醇、含双羟基或含双氨基硅油、含羧基的短链脂肪族二元醇、催化剂、扩链剂、含羟基和双键的烯丙基醚或丙烯酸酯的四元醇、封端剂、有机溶剂、水；上述组分总量为100重量份，所述水和有机溶剂的总重量为40～80份；
[0009]所述二异氰酸酯、聚醚二元醇或聚酯二元醇、含双羟基或含双氨基硅油、含羧基的短链脂肪族二元醇、扩链剂、含羟基和双键的烯丙基醚或丙烯酸酯的四元醇、封端剂的重量比为1:(0.70～13):(0.28～5.2):(0.01～0.5):(0.005～0.4):(0.01～2.5):(0.002～0.1)；所述催化剂的含量为二异氰酸酯、聚醚二元醇或聚酯二元醇、含羧基的短链脂肪族二元醇重量的0.01250～0.5％。
[0010]所述二异氰酸酯为芳香族或脂肪族二异氰酸酯，选自2,4
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甲苯二异氰酸酯、4,4
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二苯甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。所述二异氰酸酯中的
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NCO基团和羟基总量的摩尔比为(1.0～1.9):1；所述羟基总量来源于聚醚二元醇或聚酯二元醇、含双羟基硅油、含羟基和双键的烯丙基醚或丙烯酸酯的四元醇和含羧基的短链脂肪族二元醇。
[0011]所述聚醚二元醇或聚酯二元醇的结晶熔点温度范围为10～60℃，选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚乙二醇、聚四氢呋喃醚二醇中的一种或几种。进一步的，所述聚醚二元醇或聚酯二元醇选自数均相对分子质量为1000～4000的聚己二酸乙二醇酯二醇、数均相对分子质量为1000～6000的聚己二酸丁二醇酯二醇、数均相对分子质量为1250～8000的聚己内酯二醇、数均相对分子质量为200～10000的聚乙二醇、数均相对分子质量为200～4000的聚四氢呋喃醚二醇；聚碳酸酯二醇相对分子质量为1000～4000中的一种或几种。
[0012]所述双羟基或含双氨基硅油的分子量为600～3000。
[0013]所述含羧基的短链脂肪族二元醇选自2,2
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二羟基甲基丙酸、二羟甲基丁酸中的一种。
[0014]所述含羟基和双键的烯丙基醚或丙烯酸酯的四元醇选自季戊四醇烯丙基醚、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或几种。
[0015]所述催化剂为二丁基二月桂酸锡；所述扩链剂为乙二胺或乙醇胺；所述封端剂为三乙胺或二乙胺。
[0016]所述有机溶剂为甲酮、乙酮、丙酮中的一种或几种。所述有机溶剂与所述聚醚二元醇或聚酯二元醇的重量比为1：(0.1～20)。
[0017]所述硅油改性水性聚氨酯丙烯酸为乳液，固形物分子量为10000～50000，其末端的基团含有双键基团。
[0018]所述光引发剂为：500、1173、2959等光固化引发剂中的一种或几种。
[0019]按质量百分比，所述硅油改性环保柔性聚氨酯相变材料由所述硅油改性水性聚氨酯丙烯酸酯为20～89.95％，光引发剂0.05～5％和余量的水反应而得。
[0020]本专利技术还提供了一种硅油改性环保柔性聚氨酯相变材料的制备方法，包括如下步骤：
[0021](1)将聚醚二元醇或聚酯二元醇和含羧基的短链脂肪族二元醇混合加热到60
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70℃，然后加入二异氰酸酯，再滴加催化剂搅拌反应1
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3h，得到水性聚氨酯乳液(若反应过于黏稠，可考虑加入适量的有机溶剂)；
[0022](2)在上述水性聚氨酯乳液中加入含双羟基或含双氨基硅油，升高反应温度到70
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80℃，继续反应1
‑
2h(若反应过于黏稠，可考虑加入适量的有机溶剂)；随后加入含羟基和双键的烯丙基醚或丙烯酸酯的四元醇，在75
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80℃下继续搅拌反应0.5
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1小时；降温至55～65
℃，加入封端剂，得到硅油改性水性聚氨酯丙烯酸酯；
[0023](3)将得到的硅油改性水性聚氨酯丙烯酸酯用水乳化至泛蓝光，静止至无泡沫，加入扩链剂，继续在搅拌下反应30分钟至水乳液为透明淡黄色；最后在25
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30℃旋蒸，蒸出有机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅油改性环保柔性聚氨酯相变材料，其特征在于：由硅油改性水性聚氨酯丙烯酸酯、光引发剂和水反应而得；其中，所述硅油改性水性聚氨酯丙烯酸酯的原料包括如下组分：二异氰酸酯、聚醚二元醇或聚酯二元醇、含双羟基或含双氨基硅油、含羧基的短链脂肪族二元醇、扩链剂、含羟基和双键的烯丙基醚或丙烯酸酯的四元醇、封端剂、催化剂、有机溶剂、水；上述组分总量为100重量份，所述水和有机溶剂的总重量为40～80份；所述二异氰酸酯、聚醚二元醇或聚酯二元醇、含双羟基或含双氨基硅油、含羧基的短链脂肪族二元醇、扩链剂、含羟基和双键的烯丙基醚或丙烯酸酯的四元醇、封端剂的重量比为1:(0.70～13):(0.28～5.2):(0.01～0.5):(0.005～0.4):(0.01～2.5):(0.002～0.1)；所述催化剂的含量为二异氰酸酯、聚醚二元醇或聚酯二元醇、含羧基的短链脂肪族二元醇重量的0.01250～0.5％。2.根据权利要求1所述的硅油改性环保柔性聚氨酯相变材料，其特征在于：所述二异氰酸酯为芳香族或脂肪族二异氰酸酯，选自2,4
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甲苯二异氰酸酯、4,4
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二苯甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的硅油改性环保柔性聚氨酯相变材料，其特征在于：所述双羟基或含双氨基硅油的分子量为600～3000。4.根据权利要求1所述的硅油改性环保柔性聚氨酯相变材料，其特征在于：所述聚醚二元醇或聚酯二元醇的结晶熔点温度范围为10～60℃，选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚乙二醇、聚四氢呋喃醚二醇中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的硅油改性环保柔性聚氨酯相变材料，其特征在于：所述含羧基的短链脂肪族二元醇选自2,2
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二羟基甲基丙酸、二羟甲基丁酸中的一种。6.根据权利要求1所述的硅油...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘岩，辛斌杰，宋冠华，牛祺东，尹邦栋，
申请(专利权)人：上海沄翮科技有限公司，
类型：发明
国别省市：