CN108795258A - 一种增强户外帐篷耐紫外线性能的涂层材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化工材料技术领域，公开了一种增强户外帐篷耐紫外线性能的涂层材料，利用二氧化硅特性制备得到改性硅烷树脂，该材料具有高耐紫外线性能和耐磨性，交联固化性好，能够与涂层聚合物结合紧密，吸附在帐篷表面，透光率较好，耐紫外性能强，利用吸收和散射原理，能够有效阻止紫外线透过，并且不受老化影响，保持性能不变，且耐晒性好，降低了老化速度，综合性能好，本发明显著提高了帐篷的耐紫外线性能，能够屏蔽吸收99.6%以上的紫外线，极大的满足了人们的需求，大大提高了帐篷的使用寿命，能够实现提高户外用品质量和性能的现实意义，是一种极为值得推广使用的技术方案。
Description
技术领域
本发明属于化工材料技术领域，具体涉及一种增强户外帐篷耐紫外线性能的涂层材料。
背景技术
随着人们生活水平的提高，可以选择的休闲娱乐方式越来越多。而对于生活在快节奏城市里的人来说，亲近自然成为最为渴望的事情之一，越来越多的人选择在空暇时间去野外露营。
露营所需的必要装备就是户外帐篷了，选择一个性能好的帐篷能够提高露营的安全性和享受度，现有的户外帐篷产品种类繁多。而人们最为需要的产品性能不外乎防水、耐用、防紫外线，其中防紫外线的性能在紫外线强度高的地区尤为重要，而现有的户外帐篷在防紫外线的性能上只能做到一般的物理性遮挡作用，屏蔽效果一般。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种增强户外帐篷耐紫外线性能的涂层材料，该材料具有高耐紫外线性能和耐磨性，交联固化性好，能够与涂层聚合物结合紧密，吸附在帐篷表面，透光率较好，耐紫外性能强。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种增强户外帐篷耐紫外线性能的涂层材料，按照重量份计由以下成分制成：钛酸丁酯10-15份、N,N-二甲基甲酰胺18-20份、聚己内酯6-8份、KH-570硅烷偶联剂1.0-1.2份、异丙醇4-6份、氯化铵溶液2.0-2.5份、二茂铁配合物0.13-0.15份、盐酸溶液1.5-2.0份、乙醇18-20份、甘油1.5-1.8份；其制备方法包括以下步骤：
（1）将钛酸丁酯和乙醇混合加入到三口烧瓶中，在水浴锅中加热至55-60℃，在搅拌下滴加盐酸溶液，滴加完后继续搅拌反应2-3小时，降温至45-50℃，然后加入KH-570硅烷偶联剂，继续搅拌反应1-2小时；
（2）将步骤（1）得到的反应液置于反应釜中，设置反应温度为160-170℃，反应时间为17-20小时，反应结束后自然降温，将得到的反应物依次用去离子水和无水乙醇清洗3-4遍，然后在60-70℃下干燥12-15小时，将得到的干燥物研磨成粉；
（3）向四口烧瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺、聚己内酯和异丙醇，升温至90-95℃，搅拌保温20-30分钟，加入步骤（2）制备得到的粉状物，搅拌分散均匀后，加入二茂铁配合物，维持90℃恒温反应1-2小时，加入氯化铵和甘油，继续升温至110-120℃，反应1-2小时，将反应物置于蒸馏装置中，抽真空干燥40-60分钟即可。
作为对上述方案的进一步描述，所述氯化铵溶液质量浓度为30-35%。
作为对上述方案的进一步描述，所述盐酸溶液摩尔浓度为2.6-3.0摩尔/升。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）制备得到的粉状物粒径大小在50-100纳米之间。
作为对上述方案的进一步描述，所述涂层材料作为热固性树脂进行粉末喷涂。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有户外帐篷耐紫外线性能一般的问题，本发明提供了一种增强户外帐篷耐紫外线性能的涂层材料，利用二氧化硅特性制备得到改性硅烷树脂，该材料具有高耐紫外线性能和耐磨性，交联固化性好，能够与涂层聚合物结合紧密，吸附在帐篷表面，透光率较好，耐紫外性能强，利用吸收和散射原理，能够有效阻止紫外线透过，并且不受老化影响，保持性能不变，且耐晒性好，降低了老化速度，综合性能好，本发明显著提高了帐篷的耐紫外线性能，能够屏蔽吸收99.6%以上的紫外线，极大的满足了人们的需求，大大提高了帐篷的使用寿命，能够实现提高户外用品质量和性能的现实意义，是一种极为值得推广使用的技术方案。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。
实施例1
一种增强户外帐篷耐紫外线性能的涂层材料，按照重量份计由以下成分制成：钛酸丁酯10份、N,N-二甲基甲酰胺18份、聚己内酯6份、KH-570硅烷偶联剂1.0份、异丙醇4份、氯化铵溶液2.0份、二茂铁配合物0.13份、盐酸溶液1.5份、乙醇18份、甘油1.5份；其制备方法包括以下步骤：
（1）将钛酸丁酯和乙醇混合加入到三口烧瓶中，在水浴锅中加热至55℃，在搅拌下滴加盐酸溶液，滴加完后继续搅拌反应2小时，降温至45℃，然后加入KH-570硅烷偶联剂，继续搅拌反应1小时；
（2）将步骤（1）得到的反应液置于反应釜中，设置反应温度为160℃，反应时间为17小时，反应结束后自然降温，将得到的反应物依次用去离子水和无水乙醇清洗3遍，然后在60℃下干燥12小时，将得到的干燥物研磨成粉；
（3）向四口烧瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺、聚己内酯和异丙醇，升温至90℃，搅拌保温20分钟，加入步骤（2）制备得到的粉状物，搅拌分散均匀后，加入二茂铁配合物，维持90℃恒温反应1小时，加入氯化铵和甘油，继续升温至110℃，反应1小时，将反应物置于蒸馏装置中，抽真空干燥40分钟即可。
作为对上述方案的进一步描述，所述氯化铵溶液质量浓度为30%。
作为对上述方案的进一步描述，所述盐酸溶液摩尔浓度为2.6摩尔/升。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）制备得到的粉状物粒径大小在50-100纳米之间。
作为对上述方案的进一步描述，所述涂层材料作为热固性树脂进行粉末喷涂。
实施例2
一种增强户外帐篷耐紫外线性能的涂层材料，按照重量份计由以下成分制成：钛酸丁酯12份、N,N-二甲基甲酰胺19份、聚己内酯7份、KH-570硅烷偶联剂1.1份、异丙醇5份、氯化铵溶液2.2份、二茂铁配合物0.14份、盐酸溶液1.8份、乙醇19份、甘油1.6份；其制备方法包括以下步骤：
（1）将钛酸丁酯和乙醇混合加入到三口烧瓶中，在水浴锅中加热至58℃，在搅拌下滴加盐酸溶液，滴加完后继续搅拌反应2.5小时，降温至48℃，然后加入KH-570硅烷偶联剂，继续搅拌反应1.5小时；
（2）将步骤（1）得到的反应液置于反应釜中，设置反应温度为165℃，反应时间为18小时，反应结束后自然降温，将得到的反应物依次用去离子水和无水乙醇清洗3遍，然后在65℃下干燥13小时，将得到的干燥物研磨成粉；
（3）向四口烧瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺、聚己内酯和异丙醇，升温至92℃，搅拌保温25分钟，加入步骤（2）制备得到的粉状物，搅拌分散均匀后，加入二茂铁配合物，维持90℃恒温反应1.5小时，加入氯化铵和甘油，继续升温至115℃，反应1.5小时，将反应物置于蒸馏装置中，抽真空干燥50分钟即可。
作为对上述方案的进一步描述，所述氯化铵溶液质量浓度为33%。
作为对上述方案的进一步描述，所述盐酸溶液摩尔浓度为2.8摩尔/升。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）制备得到的粉状物粒径大小在50-100纳米之间。
作为对上述方案的进一步描述，所述涂层材料作为热固性树脂进行粉末喷涂。
实施例3
一种增强户外帐篷耐紫外线性能的涂层材料，按照重量份计由以下成分制成：钛酸丁酯15份、N,N-二甲基甲酰胺20份、聚己内酯8份、KH-570硅烷偶联剂1.2份、异丙醇6份、氯化铵溶液2.5份、二茂铁配合物0.15份、盐酸溶液2.0份、乙醇20份、甘油1.8份；其制备方法包括以下步骤：
（1）将钛酸丁酯和乙醇混合加入到三口烧瓶中，在水浴锅中加热至60℃，在搅拌下滴加盐酸溶液，滴加完后继续搅拌反应3小时，降温至50℃，然后加入KH-570硅烷偶联剂，继续搅拌反应2小时；
（2）将步骤（1）得到的反应液置于反应釜中，设置反应温度为170℃，反应时间为20小时，反应结束后自然降温，将得到的反应物依次用去离子水和无水乙醇清洗4遍，然后在70℃下干燥15小时，将得到的干燥物研磨成粉；
（3）向四口烧瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺、聚己内酯和异丙醇，升温至95℃，搅拌保温30分钟，加入步骤（2）制备得到的粉状物，搅拌分散均匀后，加入二茂铁配合物，维持90℃恒温反应2小时，加入氯化铵和甘油，继续升温至120℃，反应2小时，将反应物置于蒸馏装置中，抽真空干燥60分钟即可。
作为对上述方案的进一步描述，所述氯化铵溶液质量浓度为35%。
作为对上述方案的进一步描述，所述盐酸溶液摩尔浓度为3.0摩尔/升。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）制备得到的粉状物粒径大小在50-100纳米之间。
作为对上述方案的进一步描述，所述涂层材料作为热固性树脂进行粉末喷涂。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，涂层材料制备中省略钛酸丁酯的添加，其余保持一致。
对比例2
与实施例2的区别仅在于，涂层材料制备中省略聚己内酯的添加，其余保持一致。
对比例3
与实施例3的区别仅在于，涂层材料制备中钛酸丁酯和聚己内酯的质量比为3:1，其余保持一致。
对比例4
与实施例3的区别仅在于，涂层材料制备中步骤（2）中的反应温度为200℃，反应时间为15小时，其余保持一致。
对比实验
分别使用实施例1-3和对比例1-4的方法制备增强户外帐篷耐紫外线性能的涂层材料，以使用聚乳酸树脂作为对比材料的方法作为对照组，使用PVC帐篷材料作为试验对象，经过表面预处理后，将各组制备的涂层材料粉末喷涂于帐篷材质表面，涂层厚度为0.1微米，同时设置不做任何涂覆处理的组别为空白对照，进行试验，试验整个过程中保持无关变量一致，对固化后的涂层进行性能测试，结果如下表所示：
本发明显著提高了帐篷的耐紫外线性能，能够屏蔽吸收99.6%以上的紫外线，极大的满足了人们的需求，大大提高了帐篷的使用寿命，能够实现提高户外用品质量和性能的现实意义，是一种极为值得推广使用的技术方案。
Claims (5)
1.一种增强户外帐篷耐紫外线性能的涂层材料，其特征在于，按照重量份计由以下成分制成：钛酸丁酯10-15份、N,N-二甲基甲酰胺18-20份、聚己内酯6-8份、KH-570硅烷偶联剂1.0-1.2份、异丙醇4-6份、氯化铵溶液2.0-2.5份、二茂铁配合物0.13-0.15份、盐酸溶液1.5-2.0份、乙醇18-20份、甘油1.5-1.8份；其制备方法包括以下步骤：
（1）将钛酸丁酯和乙醇混合加入到三口烧瓶中，在水浴锅中加热至55-60℃，在搅拌下滴加盐酸溶液，滴加完后继续搅拌反应2-3小时，降温至45-50℃，然后加入KH-570硅烷偶联剂，继续搅拌反应1-2小时；
（2）将步骤（1）得到的反应液置于反应釜中，设置反应温度为160-170℃，反应时间为17-20小时，反应结束后自然降温，将得到的反应物依次用去离子水和无水乙醇清洗3-4遍，然后在60-70℃下干燥12-15小时，将得到的干燥物研磨成粉；
（3）向四口烧瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺、聚己内酯和异丙醇，升温至90-95℃，搅拌保温20-30分钟，加入步骤（2）制备得到的粉状物，搅拌分散均匀后，加入二茂铁配合物，维持90℃恒温反应1-2小时，加入氯化铵和甘油，继续升温至110-120℃，反应1-2小时，将反应物置于蒸馏装置中，抽真空干燥40-60分钟即可。
2.如权利要求1所述一种增强户外帐篷耐紫外线性能的涂层材料，其特征在于，所述氯化铵溶液质量浓度为30-35%。
3.如权利要求1所述一种增强户外帐篷耐紫外线性能的涂层材料，其特征在于，所述盐酸溶液摩尔浓度为2.6-3.0摩尔/升。
4.如权利要求1所述一种增强户外帐篷耐紫外线性能的涂层材料，其特征在于，步骤（2）制备得到的粉状物粒径大小在50-100纳米之间。
5.如权利要求1所述一种增强户外帐篷耐紫外线性能的涂层材料，其特征在于，所述涂层材料作为热固性树脂进行粉末喷涂。
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