【技術實現步驟摘要】
本申請屬于高近紅外反射材料，具體涉及一種高近紅外反射聚氨酯及其制備方法。
技術介紹
1、近紅外(nir)輻射(700-2500nm)占據太陽能輻射的52％，但大多數材料無法對近紅外區輻射進行有效反射，導致材料內能增大以及環境熱量積累，加快材料損耗并造成制冷等能耗增加，導致城市熱島效應日益嚴重，城市地區相較于周圍農村地區溫度更高。一些研究已經表明，使用近紅外反射率高的材料是降低熱島效應的有效途徑。
2、目前為止，近紅外反射顏料主要可分為兩類：金屬氧化物顏料和有機顏料。金屬氧化物顏料中，二氧化鈦等淺色顏料近紅外反射率較高，有機顏料例如苝二酰亞胺等近紅外反射率較高，有機顏料與金屬氧化物顏料相比，具有低成本、低毒性、高相容性、良好加工性能等優點，因此制備具有高近紅外反射率的有機顏料已成為近年來的研究熱點。
3、苝基顏料本身具有化學穩定性、高著色性和優異光學性能，較多應用于高性能顏料行業中。相關文獻報道苝二酰亞胺具有獨特的π共軛骨架和高對稱性的矩形外形，這些特性使苝二酰亞胺擁有高活性和近紅外吸收帶，分子間的強π-π共軛作用使其表現出優異的熱穩定性和光電性能。但苝二酰亞胺(pdi)分子中的大共軛平面和剛性結構容易導致分子間的強π-π堆積，從而影響其光學性能，對pdi分子的應用加工性帶來極大挑戰。
技術實現思路
1、本申請的目的在于提供一種高近紅外反射聚氨酯及其制備方法，以解決現有技術中苝二酰亞胺(pdi)分子中的大共軛平面和剛性結構容易導致分子間的強π-π堆積，從而影響
2、為了實現上述目的，本申請第一方面提供了一種高近紅外反射聚氨酯，具有以下通式1：
3、【通式1】
4、
5、在所述通式1中，x、y、z為無規共聚鏈段數，且x、y、z各自獨立地為任一大于0的整數；
6、r1為(ch2)n，其中，n為大于等于3且小于等于9的整數；
7、r2為c8h17、c10h21或
8、在一個或多個實施方式中，高近紅外反射聚氨酯具有以下通式2：
9、【通式2】
10、
11、
12、在所述通式2中，x、y、z為無規共聚鏈段數，且x、y、z各自獨立地為任一大于0的整數。
13、為了實現上述目的，本申請第二方面提供了一種高近紅外反射聚氨酯的制備方法，包括：
14、將聚ε-己內酯pcdl、聚四亞甲基醚二醇ptmg和異佛爾酮二異氰酸酯反應，得到具有以下通式3的第一中間產物；
15、將所述第一中間產物和對苯二甲酸二酰肼在二月桂酸二丁基錫dbtdl催化作用下反應，得到具有以下通式4的第二中間產物；
16、將所述第二中間產物和具有以下通式5的苝二酰亞胺反應，得到具有以下通式1的高近紅外反射聚氨酯；
17、【通式3】
18、
19、【通式4】
20、
21、【通式5】
22、
23、【通式1】
24、
25、在所述通式1、3、4、5中的每一個通式中，x、y、z為無規共聚鏈段數，且x、y、z各自獨立地為任一大于0的整數；
26、r1為(ch2)n，其中，n為大于等于3且小于等于9的整數；
27、r2為c8h17、c10h21或
28、在一個或多個實施方式中，所述將聚ε-己內酯pcdl、聚四亞甲基醚二醇ptmg和異佛爾酮二異氰酸酯反應的步驟包括：
29、將聚ε-己內酯pcdl和聚四亞甲基醚二醇ptmg在真空條件下加熱至115～125℃干燥1.5～2.5h；
30、在體系內充入惰性氣體，之后降溫至70～80℃，加入異佛爾酮二異氰酸酯，攪拌反應2.5～3.5h，得到所述第一中間產物。
31、在一個或多個實施方式中，所述聚ε-己內酯pcdl、聚四亞甲基醚二醇ptmg和異佛爾酮二異氰酸酯的摩爾比為(0.8～1.2)：(0.8～1.2)：(4.5～5.5)。
32、在一個或多個實施方式中，所述將所述第一中間產物和對苯二甲酸二酰肼在二月桂酸二丁基錫dbtdl催化作用下反應的步驟包括：
33、在60～70℃下向所述第一中間產物中加入有機溶劑，之后將對苯二甲酸二酰肼和二月桂酸二丁基錫溶解在有機溶劑中后加入體系，恒溫反應2.5～3.5h，得到所述第二中間產物。
34、在一個或多個實施方式中，所述聚ε-己內酯和對苯二甲酸二酰肼的摩爾比為(0.8～1.2)：(1.8～2.2)。
35、在一個或多個實施方式中，將所述第二中間產物和具有通式5的苝二酰亞胺反應的步驟包括：
36、在60～70℃下向所述第二中間產物中加入溶解在有機溶劑中的所述苝二酰亞胺，恒溫反應2.5～3.5h；
37、將反應后的溶液倒入模具中，在35～45℃下烘干11～13h，之后升溫至45～55℃繼續烘干11～13h，再升溫至55～65℃繼續烘干11～13h，得到所述高近紅外反射聚氨酯。
38、在一個或多個實施方式中，所述聚ε-己內酯和苝二酰亞胺的摩爾比為(0.8～1.2)：(0.049～0.050)。
39、為了實現上述目的，本申請第三方面提供了一種上述任一實施方式所述的高近紅外反射聚氨酯或上述任一實施方式所述的制備方法制備得到的高近紅外反射聚氨酯在制備高近紅外反射材料中的應用。
40、區別于現有技術，本申請的有益效果是：
41、本申請采用苝二酰亞胺(pdi)接枝聚氨酯，合成得到本質含pdi的高近紅外反射聚氨酯，該材料具有優異的機械性能、良好熱穩定性和高近紅外反射性能，解決了苝二酰亞胺分子存在的光學性能受到影響，應用加工性能差的問題，能夠用于制備高近紅外反射材料；
42、本申請高近紅外反射聚氨酯的制備方法簡單，具有低成本、易操作的優點；
43、本申請高近紅外反射聚氨酯具備無污染、加工性能良好、有利于環境保護、滿足綠色化學的特點，有望實現工業化及大規模應用。
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1.一種高近紅外反射聚氨酯，其特征在于，具有以下通式1：
2.根據權利要求1所述的高近紅外反射聚氨酯，其特征在于，具有以下通式2：
3.一種高近紅外反射聚氨酯的制備方法，其特征在于，包括：
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述將聚ε-己內酯PCDL、聚四亞甲基醚二醇PTMG和異佛爾酮二異氰酸酯反應的步驟包括：
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述聚ε-己內酯PCDL、聚四亞甲基醚二醇PTMG和異佛爾酮二異氰酸酯的摩爾比為(0.8～1.2)：(0.8～1.2)：(4.5～5.5)。
6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述將所述第一中間產物和對苯二甲酸二酰肼在二月桂酸二丁基錫DBTDL催化作用下反應的步驟包括：
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述聚ε-己內酯和對苯二甲酸二酰肼的摩爾比為(0.8～1.2)：(1.8～2.2)。
8.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，將所述第二中間產物和具有通式5的苝二酰亞胺反應的步驟包括：
9.
10.一種如權利要求1至3任一所述的高近紅外反射聚氨酯或權利要求4至9任一所述的制備方法制備得到的高近紅外反射聚氨酯在制備高近紅外反射材料中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種高近紅外反射聚氨酯，其特征在于，具有以下通式1：
2.根據權利要求1所述的高近紅外反射聚氨酯，其特征在于，具有以下通式2：
3.一種高近紅外反射聚氨酯的制備方法，其特征在于，包括：
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述將聚ε-己內酯pcdl、聚四亞甲基醚二醇ptmg和異佛爾酮二異氰酸酯反應的步驟包括：
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述聚ε-己內酯pcdl、聚四亞甲基醚二醇ptmg和異佛爾酮二異氰酸酯的摩爾比為(0.8～1.2)：(0.8～1.2)：(4.5～5.5)。
6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述將所述第一中間產物...
【專利技術屬性】
技術研發人員：任相魁，曲雅茹，宋一凡，王婕，蘇玉鵬，孫海軍，趙愛娟，
申請(專利權)人：天津大學浙江研究院，
類型：發明
國別省市：
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