本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種反紅外節(jié)能環(huán)保材料及其制備方法。

技術(shù)背景

太陽能是地球的主要熱源，以電磁輻射的形式給地球帶來光和熱。然而，太陽光輻射又是導致全球氣候變暖的主要原因。在太陽光的照射下，熱量不斷地積聚在被輻射物體的表面上，會使其表面溫度不斷升高，許多灰色和黑色等深色物體，在太陽的輻射之下表面熱平衡溫度都很高，而物體吸收太陽輻射引起表面溫度過高會給工業(yè)生產(chǎn)和日常生活帶領(lǐng)諸多問題和不便。

太陽輻射引起物體表面溫度過高還會導致某些材料的機械性能、化學性能下降，加速材料腐蝕和老化，減少了材料的使用壽命。溫度過高也不利于糧食、蔬菜、水果和藥品的儲存。

針對太陽光輻射所導致的“熱島效應(yīng)”、能耗增加、資源浪費等問題，發(fā)展反紅外材料是解決問題的有效途徑。由于地表大氣層中臭氧層的存在，地球上所能接受到的太陽輻射能的波長主要分布在250～2500nm范圍內(nèi)。研究表明，250～400nm的紫外光區(qū)的輻射能占地表接受太陽輻射總能量不到5％的比例，400～720nm的可見光區(qū)的輻射能約占45％，720～2500nm的近紅外光區(qū)的輻射能約占45％，大于2500nm的遠紅外光區(qū)的輻射能約占5％?？梢?，對物體表面起輻射作用的主要是可見光區(qū)和近紅外光區(qū)。反紅外材料通過對太陽光輻射起反射作用，在不消耗能量的情況下抑制物體表面溫度上升(被動降溫)，從而起到節(jié)能和隔熱作用，廣泛應(yīng)用于建筑、船舶、儲罐和車輛等物體的表面降溫處理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種反紅外節(jié)能環(huán)保材料，其具有反射太陽光紅外線的特性和優(yōu)異的抗老化能力，適用于多種樹脂基材，并且能滿足各種顏色的要求。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：一種反紅外節(jié)能環(huán)保材料，包括如下重量百分比的配方組成：

進一步地，高分子樹脂為通用塑料或工程塑料的一種或它們的合金，如：PP、PS、ABS、PC、PC/ABS等。

進一步地，反紅外助劑為經(jīng)過特殊處理的鈦白粉。

進一步地，防老劑為紫外線吸收劑。

進一步地，抗氧劑為四[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧劑和亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)輔抗氧劑兩種按1:2復配。

進一步地，分散劑為N、N'-乙撐雙硬脂酰胺分散劑。

一種反紅外節(jié)能環(huán)保材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按上述重量百分比稱取相應(yīng)的各個組分原材料；

(2)按步驟(1)中稱取的各個組分原材料在高混機中混合3-7分鐘；

(3)將步驟(2)中混合均勻的混合材料投入到雙螺桿擠出機的加料斗，經(jīng)熔融擠出，造粒，雙螺桿擠出機根據(jù)高分子樹脂的加工溫度設(shè)定相應(yīng)的各區(qū)溫度，并設(shè)定停留時間1～2min，壓力為12-18MPa，螺桿轉(zhuǎn)速230-350轉(zhuǎn)/分鐘。

(4)將造粒所得樣品烘干后，注塑得到樣板，并用特制儀器測定樣板的反紅外效果及防老化能力。

本發(fā)明反紅外節(jié)能環(huán)保材料采用特制的鈦白粉為反紅外助劑，該助劑與絕大部分的樹脂基材都具有良好的相容性，賦予樹脂材料反射紅外線的能力，并能滿足不同顏色的需求。采用紫外線吸收劑為防老化劑，能夠增強材料在太陽光下的抗老化能力，有效延長材料的使用期限。

本發(fā)明還提供了一種反紅外節(jié)能環(huán)保材料的制備方法，通過稱取、混合、熔融擠出、造粒即可，操作簡單，條件易控，成本低廉，對設(shè)備要求低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實施方案

下面結(jié)合具體實施例和對比例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例以聚碳酸酯PC樹脂為基材，提供一種反紅外節(jié)能環(huán)保材料及其制備方法。具體地，反紅外節(jié)能環(huán)保材料，包括如下重量百分比的配方組成：

所述的聚碳酸酯PC樹脂可選擇低、中、高粘度的，優(yōu)選日本帝人的1250Y，熔體流動質(zhì)量速率(MFR)為9.6g/10min，(測試條件：300℃/1.2kg)。

所述的反紅外助劑為經(jīng)過特殊處理的鈦白粉，選用亨斯邁的ALTIRIS550。

所述的防老化劑為紫外線吸收劑，選用巴斯夫的UV234。

所述的抗氧劑為四[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧劑和亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)輔抗氧劑兩種按1:2復配，選用Ciba公司生產(chǎn)的商品，牌號分別為Irganox1010，和Irganox168。

分散劑為N、N'-乙撐雙硬脂酰胺分散劑，選用廣州燕泰化工的EBS120D。

這種反紅外節(jié)能環(huán)保材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按上述重量百分比稱取相應(yīng)的各個組分原材料；

(2)將步驟(1)中稱取的各個組分原材料在高混機中混合3～7分鐘；

(3)將步驟(2)中混合均勻的原材料投入到雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，造粒，其中雙螺桿擠出機一區(qū)溫度設(shè)為210-230℃，二區(qū)溫度250-270℃，三區(qū)溫度260-280℃，四區(qū)溫度260-280℃，五區(qū)溫度270-290℃，機頭溫度270-290℃，停留時間1～2min，壓力為12-18MPa，螺桿轉(zhuǎn)速230-350轉(zhuǎn)/分鐘。

下面結(jié)合具體實施例、對比例對本發(fā)明作詳細描述：

實施案例1：

將重量百分比按聚碳酸酯PC 95.6％、反紅外助劑3.0％、防老化劑0.5％、抗氧劑0.4％、分散劑0.5％配比稱取，然后置于高速混料機中混合5分鐘，充分混合均勻后投入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出、造粒。具體工藝如下：雙螺桿擠出機一區(qū)溫度為220℃，二區(qū)溫度為260℃，三區(qū)溫度為270℃，四溫度為280℃，五區(qū)溫度為285℃，機頭溫度為290℃，停留時間為1.5min，壓力為15MPa，螺桿轉(zhuǎn)速為320轉(zhuǎn)/分鐘。

實施案例2：

將重量百分比按聚碳酸酯PC 93.6％、反紅外助劑5.0％、防老化劑0.5％、抗氧劑0.4％、分散劑0.5％配比稱取，然后置于高速混料機中混合5分鐘，充分混合均勻后投入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出、造粒。具體工藝如下：雙螺桿擠出機一區(qū)溫度為220℃，二區(qū)溫度為260℃，三區(qū)溫度為270℃，四溫度為280℃，五區(qū)溫度為285℃，機頭溫度為290℃，停留時間為1.5min，壓力為15MPa，螺桿轉(zhuǎn)速為320轉(zhuǎn)/分鐘。

實施案例3

將重量百分比按聚碳酸酯PC 90.6％、反紅外助劑8.0％、防老化劑0.5％、抗氧劑0.4％、分散劑0.5％配比稱取，然后置于高速混料機中混合5分鐘，充分混合均勻后投入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出、造粒。具體工藝如下：雙螺桿擠出機一區(qū)溫度為220℃，二區(qū)溫度為260℃，三區(qū)溫度為270℃，四溫度為280℃，五區(qū)溫度為285℃，機頭溫度為290℃，停留時間為1.5min，壓力為15MPa，螺桿轉(zhuǎn)速為320轉(zhuǎn)/分鐘。

對比例1

將重量百分比按聚碳酸酯PC 98.6％、反紅外助劑0％、防老化劑0.5％、抗氧劑0.4％、分散劑0.5％配比稱取，然后置于高速混料機中混合5分鐘，充分混合均勻后投入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出、造粒。具體工藝如下：雙螺桿擠出機一區(qū)溫度為220℃，二區(qū)溫度為260℃，三區(qū)溫度為270℃，四溫度為280℃，五區(qū)溫度為285℃，機頭溫度為290℃，停留時間為1.5min，壓力為15MPa，螺桿轉(zhuǎn)速為320轉(zhuǎn)/分鐘。

對比例2

將重量百分比按聚碳酸酯PC 94.1％、反紅外助劑5.0％、防老化劑0％、抗氧劑0.4％、分散劑0.5％配比稱取，然后置于高速混料機中混合5分鐘，充分混合均勻后投入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出、造粒。具體工藝如下：雙螺桿擠出機一區(qū)溫度為220℃，二區(qū)溫度為260℃，三區(qū)溫度為270℃，四溫度為280℃，五區(qū)溫度為285℃，機頭溫度為290℃，停留時間為1.5min，壓力為15MPa，螺桿轉(zhuǎn)速為320轉(zhuǎn)/分鐘。

性能評價及數(shù)據(jù)測試：

將上述實施例1～3、對比例1～2中完成造粒的粒子在70～80℃的鼓風烘箱中干燥2～4小時，再將干燥的粒子在80T注塑機上注塑制樣。用特制光照測試儀器測試樣品的反紅外效果，并對樣品進行氙燈老化測試。測試結(jié)果見表一、表二：

表一：光照&溫度測試

表二：氙燈老化測試

由表一實施例1～3和對比例1可以看出，與沒有添加反紅外助劑相比，添加反紅外助劑能顯著抑制樣品表面溫度上升，被動降溫效果明顯；由表二實施例1～3和對比例2可以看出，添加防老化劑后，樣品性能衰減幅度明顯降低，表明樣品具有良好的抗老化能力。本發(fā)明制備的材料同時具有優(yōu)良的反紅外效果和抗老化能力，適用于多種高分子樹脂，并且能夠滿足各種顏色的要求，具有廣泛的應(yīng)用市場。

以上對本發(fā)明所提供的一種反紅外節(jié)能環(huán)保材料及其制備方法進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施個例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。