[发明专利]一种聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料及其制备方法

说明书

聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固‑固相变材料的制备方法，包括如下步骤：将聚乙二醇与亲水扩链剂混合均匀得到醇类混合物；将多异氰酸酯加入醇类混合物中，搅拌反应，得到‑NCO封端的预聚体；加入小分子扩链剂，搅拌反应，得到扩链混合物料；加入聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子，采用原位聚合法反应得到原位聚合聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子混合物料；加入中和剂充分混合后加入足量的水，后得到聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固‑固相变材料。本发明不仅可以提高材料的热响应性，还可以提高其光热转化效率，结合聚氨酯固‑固相变材料良好的储能调温性能，应用于织物中，可以进一步改善织物的储能调温效果。

技术领域

本发明属于有机无机纳米复合材料领域，具体涉及一种聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料的制备方法。

背景技术

二氧化钒是一种具有半导体-金属相转变特性的温致变色材料，纯的二氧化钒的相转变温度为68℃。相变前后结构的变化导致对红外和近红外由透射向反射的可逆转变，使其具有良好的热致变色性能以及优异的光学性能。由于二氧化钒较高的相变温度，极大限制了其应用范围。通过将钨掺杂到二氧化钒中，可以有效降低其相变温度，实现在室温下具有红外和近红外由透射向反射的可逆转变功能。聚多巴胺作为一种具有超强粘附特性的物质，可以修饰各种有机、无机固体表面，从而制备出多功能涂层，在很多领域有着广泛的应用前景。

聚氨酯固-固相变材料是一种将聚乙二醇作为软段，异氰酸酯和扩链剂作为硬段，通过原位聚合的方式制备得到的嵌段聚合物。相比其它相变材料，其优点在于当相变材料处于熔融温度以上体积变化小且不易泄漏，使用过程安全，可实现相变材料的相变焓和相变温度范围调节。另外，聚氨酯材料本身具有优异的加工性能，利用其可以制备出各种各样的聚氨酯固-固相变材料。在建筑、纺织、太阳能储能等领域具有广阔的应用前景。

将钨掺杂二氧化钒纳米粒子原位引入到聚氨酯固-固相变材料中，制备得到聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料。不仅提高材料的热响应性，而且可以将聚多巴胺的光热转化性能和聚氨酯固-固相变材料的储热性能结合。赋予聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料良好的光热转化和储能调温性能，使其在建筑、纺织、太阳能储能等领域的应用具有重要的研究意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料的制备方法，解决了现有聚氨酯固-固相变材料热响应慢、光热转化效率低的问题。本发明采用的技术方案是一种利用聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料的制备方法。采用预聚体法，以聚乙二醇为相变材料与多异氰酸酯合成-NCO封端的预聚体，经扩链后，原位引入聚多巴胺改性钨掺杂二氧化钒纳米粒子，制得聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料。

本发明所采用的技术方案是利用预聚体法制备-NCO封端的预聚体，通过原位聚合法引入聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子，制得聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒改性聚氨酯固-固相变材料，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按照质量计分别称取如下原料：

聚乙二醇50份~70份，多异氰酸酯5份~15份，亲水扩链剂1份~10份，小分子扩链剂1份~5份，聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子0.1份~1份，中和剂1份~10份，水30份~70份。

步骤2、将步骤1中称取的亲水扩链剂、聚乙二醇混合，经搅拌后得到醇类混合物；

步骤3、将步骤1中称取的多异氰酸酯添加到经步骤2得到的醇类混合物中，经搅拌后得到-NCO封端的预聚体；

步骤4、将步骤1中称取的小分子扩链剂添加到经步骤3得到的-NCO封端的预聚体混合物料中，经搅拌后得到扩链混合物料；

步骤5、将步骤1中称取的聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子添加到经步骤4得到的扩链混合物料，经搅拌后得到原位聚合聚多巴胺包覆钨掺杂二氧化钒纳米粒子的混合物料；