[发明专利]一种含偶氮苯/碳杂化材料的热感氟碳功能涂料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其是一种含偶氮苯/碳杂化材料的热感氟碳功能涂料及制备方法；应用于航空航天等高尖端精密机械外层的热感涂料及制备方法。

背景技术

氟碳树脂以牢固的C-F键为骨架，同其他树脂相比，其耐热性、耐化学品性、耐寒性、低温柔韧性、耐候性和电性能等均较好，且由于其结晶性好，故具有不黏附性、不湿润性。广泛应用于厨房和烹调用具，造型模具，机械滑动部分、食品、纺织、造纸等工业用机械的高级卷材涂料，各种罐类、输送管线、泵类、反应釜、换热器及精密器械等的涂装及衬里方面。

氟碳涂料是指以氟树脂为主要成膜物质的涂料；又称氟碳漆、氟涂料、氟树脂涂料等。在各种涂料之中，氟树脂涂料由于引入的氟元素电负性大，碳氟键能强，具有特别优越的各项性能。耐候性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性，而且具有独特的不粘性和低摩擦性。经过几十年的快速发展，氟涂料众多领域得到广泛应用。成为继丙烯酸涂料、聚氨酯涂料、有机硅涂料等高性能涂料之后，综合性能最高的涂料品牌。目前，应用比较广泛的氟树脂涂料主要有PTFE、PVDF、PEVE等三大类型。

然而，现有的氟碳涂料的一个突出缺点是它们并不具备储热并在特定条件下放热的功能。但是有些应用领域需要在低温条件下保温，即需要在有光照的条件下储热并在没有光照条件下放热来达到保温的效果，例如航空航天飞行器的表面，雷达探测器，精密传感器等。传统的涂料不具备这样的储热保温的功能，只能借用通电加热的方式加热保温，这样造成了额外的能源损耗。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明的目的是提供一种由偶氮苯/碳材料杂化材与传统的氟碳涂料相结合的新型热感氟碳功能涂料，通过光热存储转化，将光照时储存的光能如太阳能，在无光照的情况下以热量的形式释放出来，解决了在特殊环境要求下氟碳材料不具备自储热放热功能的问题，大大减小了功耗。可以广泛应用于建筑、电器电子工业、航空航天产业等领域。作为新能源，绿色能源，在应对全球能源危机上有着不可估量的应用前景和经济效益。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种含偶氮苯/碳杂化材料的热感氟碳功能涂料；其组分和重量份含量为：氟碳树脂40～60份、交联性树脂10～20份、混合溶剂15～25份、颜料10份、偶氮苯/碳杂化材料5～15份、消光剂0.5份、流平剂0.1份、消泡剂0.15份、分散剂0.25份、固化剂0.00035份。

所述的氟碳树脂是指FEVE或PVDF树脂。

所述的交联性树脂为氨基树脂或聚酰胺多胺环氧氯丙烷。

所述的混合溶剂为二甲苯、甲基异丁酮或乙酸乙酯的两种或多种。

本发明的的含偶氮苯/碳杂化材料的热感氟碳功能涂料的制备方法，步骤如下:

⑴将氟碳树脂和溶剂和颜料投入到反应釜中经行混合，并于35±3℃的温度范围内经行搅拌，转子转速为1000r/min，搅拌0.5h～1h；

⑵将上述混合物转入磨砂机内进行研磨；

⑶将研磨后的混合物转入反应釜中，再加入偶氮苯/碳杂化材料，各种助剂，交联树脂，固化剂，在35±3℃的温度范围内经行搅拌，转子转速为1000r/min，搅拌一个小时；

⑷将反应产物过滤得到最终产品。

其中偶氮苯/碳杂化材料的制备方法如下：

(1)先将含有氨基将要重氮化制备重氮盐的取代苯加入摩尔比例是3到6的盐酸，溶于去离子水中；和等摩尔的亚硝酸钠中进行重氮化，然后在冰浴条件下保持温度在0～5℃条件下，滴加到作为耦合组分的氨基取代苯中不断搅拌，调节pH值在5～7，冰浴下继续反应4～12小时，静置后减压抽滤，用去离子水洗涤沉淀至中性，干燥后得到偶氮苯衍生物AZO；

(2)利用改良的Hummers法制备氧化石墨烯，之后进行还原得到还原氧化石墨烯RGO；

(3)将步骤(1)中的AZO加入到摩尔比例是3到6盐酸和去离子水中溶解，再加入等摩尔的亚硝酸钠冰浴条件下反应0.5～2h经行重氮化，得到重氮盐；

(4)将上述重氮盐滴加到步骤(2)RGO悬浮液中反应1～8h，经抽滤洗涤得到偶氮苯/碳杂化材料。