本发明涉及涂料领域，特别涉及一种高耐候性的聚氨酯智能温控涂料及其制备方法。
背景技术：
1、智能温控涂料因含有热相变材料使其能够在低温时透射红外光，在高温时反射红外光，这种特性使得涂料能够根据环境温度自动调节室内气温，减少对传统能源的依赖，降低能耗，实现节能和环保，并且还具有降低建筑能耗、提高居民舒适度的优点，在建筑、交通、工业等领域均具有广泛的应用前景。
2、尽管智能温控涂料具有上述优良的特点，但是随着人们对生产生活要求的逐渐提高，对于智能控温涂料的性能也提出了更高的要求，即除了需要具备良好的智能调控温度的功能外，还需要具有高使用寿命、高机械性能等特点。智能控温涂料中除了具有控温功能的热相变材料外，成膜树脂的种类选择也是至关重要的，其中，聚氨酯具有良好的弹性、耐磨、抗腐蚀性能、机械性能和耐温性能，是一种非常优秀的成膜树脂材料，但是聚氨酯本身存在对紫外线敏感，易发生老化导致涂料耐候性不佳、使用寿命下降的缺陷。
3、专利cn 118755299a公开了一种热敏智控浆料、热敏智控涂料及制备方法，通过制备热敏智控纳米粒子并经研磨分散，在介质中形成了热敏智控浆料，热敏智控浆料进一步用于制备热敏智控涂料，虽然该热敏智控纳米粒子起到良好的智能控温的作用，但是该涂料的成膜树脂选自丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂其中一种，聚氨酯树脂和环氧树脂均存在耐老化性能不佳的问题，可能会导致涂料的整体耐候性下降。
4、因此，市面上亟需一种具有良好耐候性的聚氨酯智能温控涂料。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本发明以改性聚氨酯树脂为成膜树脂，添加智能温控浆料制备了一种高耐候性的聚氨酯智能温控涂料，具有智能温控性能的同时还具有良好的耐候性。
2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
3、本发明一方面提供了一种高耐候性的聚氨酯智能温控涂料，按照重量份数计，所述涂料包括以下原料：改性聚氨酯树脂30-50份，智能温控浆料35-45份，流平剂0.5-2份，硅烷偶联剂0.5-2份，助剂10-30份。
4、在本发明的一些实施方案中，所述改性聚氨酯树脂的制备方法包括以下步骤：
5、1）将蓖麻油、聚己二酸乙二醇酯和2-丁酮均进行除水处理，备用；
6、2）将步骤1）干燥后的蓖麻油和聚己二酸乙二醇酯加入充满氩气的反应容器中，加入二月桂酸二丁基锡，加热至75-80℃，加入异佛尔酮二异氰酸酯和加入2-丁酮，全程冷凝回流，得到中间产物备用；
7、3）将步骤2）的中间产物降温至0-5℃，加入n-（2-氨乙基）-11-氨基十一烷基三甲氧基硅烷和2-丁酮，搅拌，加热至40-60℃，加入三乙胺和巯丙基三甲氧基硅烷，搅拌，倒入模具，固化，即得到改性聚氨酯树脂。
8、在本发明的一些实施方案中，所述步骤2）中，异佛尔酮二异氰酸酯、蓖麻油和聚己二酸乙二醇酯的质量比为1：（1.6-1.9）：（0.2-0.5）。
9、优选地，所述步骤2）中，异佛尔酮二异氰酸酯、蓖麻油和聚己二酸乙二醇酯的质量比为1：1.725：0.375。
10、在本发明的一些实施方案中，所述异佛尔酮二异氰酸酯和n-（2-氨乙基）-11-氨基十一烷基三甲氧基硅烷的质量比为1：（0.3-0.7）。
11、优选地，所述异佛尔酮二异氰酸酯和n-（2-氨乙基）-11-氨基十一烷基三甲氧基硅烷的质量比为1：0.45。
12、聚氨酯具有轻便、耐磨等特点，并且还良好的成膜性能，可以与多种底材结合，形成优异的涂层结构，但是聚氨酯树脂本身存在对紫外线敏感、易老化的缺点，会导致涂料的使用寿命下降。
13、申请人选用生物基多元醇蓖麻油、聚己二酸乙二醇酯和异佛尔酮二异氰酸酯为合成聚氨酯的主要原料，采用蓖麻油替代传统的化学类多元醇，具有天然环保的优点，并且蓖麻油含有多羟基和长支链结构，可以与异佛尔酮二异氰酸酯形成内交联，使聚氨酯兼具刚性和弹性，聚己二酸乙二醇酯则可以调节内交联密度，进而使聚氨酯的耐候性一定程度地得到提升；进一步地，申请人引入n-（2-氨乙基）-11-氨基十一烷基三甲氧基硅烷对中间产物进行改性，氨基提供氢原子与异氰酸酯反应，将三甲氧基硅烷和烷基长链引入改性聚氨酯的侧链，使改性聚氨酯结构中形成一定的si-o-si交联体系，提高了改性聚氨酯的交联密度，进而有效提高了改性聚氨酯的耐候性以及机械性能。
14、在本发明的一些实施方案中，按照重量份数计，所述智能温控浆料包括以下原料：温控粒子2-6份，1-2mol/l盐酸水溶液10-25份，聚乙烯吡咯烷酮0.05-0.15份，聚乙二醇0.05-0.15份，润湿剂0.01-0.06份，助剂45-85份。
15、其中，所述润湿剂为byk164、byk163、byk165中的任一种。
16、在本发明的一些实施方案中，所述温控粒子的制备方法包括以下步骤：
17、（1）将钛酸丁酯加入无水乙醇中，搅拌，得到溶液1备用；将钼酸铵加入无水乙醇中，搅拌，得到溶液2备用；将溶液1和溶液2混合，加入盐酸/醋酸混合水溶液，加热，搅拌，得到混合溶液备用；
18、（2）将钒酸铵、钨酸铵和钼酸铵依次加入无水乙醇中，搅拌，加入聚乙二醇，搅拌，加入步骤（1）的混合溶液，搅拌，加入三乙胺调节ph=9-10，加热，搅拌，离心，洗涤，干燥，隔氧煅烧，即得到温控粒子。
19、在本发明的一些实施方案中，所述钒酸铵和钛酸丁酯的质量比为1：（0.05-0.2）。
20、优选地，所述钒酸铵和钛酸丁酯的质量比为1：0.1。
21、申请人合成了钼钨掺杂钒氧化物热相变材料作为控温粒子，同时，也由于钼掺杂钛氧化物材料对于紫外阻隔、红外反射性能的有效补充，使涂层具有智能控温性能。
22、在本发明的一些实施方案中，按照重量份数计，还包括流平剂0.5-2份，所述流平剂为聚醚改性有机硅流平剂。
23、在本发明的一些实施方案中，所述聚醚改性有机硅流平剂的制备方法包括以下步骤：
24、将双端含氢硅油、侧链含氢硅油和六水合氯铂酸加入反应釜中，通入惰性气体，加热至85-95℃，加入烯丙基聚醚，保温反应5-6h，减压蒸馏，降温至室温，即得到聚醚改性有机硅流平剂。
25、在本发明的一些实施方案中，所述侧链含氢硅油、双端含氢硅油和烯丙基聚醚的质量比为1：（2-4）：（0.5-1.5）。
26、申请人选用双端含氢硅油、侧链含氢硅油和烯丙基聚醚为原料，通过一锅法加成聚合反应得到聚醚改性有机硅流平剂，通过限制烯丙基聚醚的分子量以及其与双端含氢硅油、侧链含氢硅油之间的质量比，使制备得到的聚醚改性有机硅流平剂在具有良好流平性的同时还使涂料的耐候性和耐温性得到一定的提升。
27、在本发明的一些实施方案中，所述助剂为无水乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的任一种。
28、本发明另一方面还提供了上述技术方案所述的高耐候性的聚氨酯智能温控涂料的制备方法，包括以下步骤：
29、s1、将温控粒子加入盐酸水溶液中，搅拌，离心，加入聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、润湿剂和助剂，湿磨，得到智能温控浆料备用；
30、s2、将改性聚氨酯树脂、流平剂、硅烷偶联剂和助剂混合，搅拌，加入步骤s1的智能温控浆料，搅拌，过筛，即得到高耐候性的聚氨酯智能温控涂料。
31、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
32、（1）本发明以改性聚氨酯树脂为成膜树脂，添加以钼钨掺杂钒氧化物热相变材料作为控温粒子为主要成分的智能温控浆料制备了一种高耐候性的聚氨酯智能温控涂料，通过各组分之间的协同作用使涂料具有智能温控性能的同时还具有良好的耐候性。
33、（2）本发明选用生物基多元醇蓖麻油、聚己二酸乙二醇酯和异佛尔酮二异氰酸酯为合成聚氨酯的主要原料，再引入n-（2-氨乙基）-11-氨基十一烷基三甲氧基硅烷制备得到了改性聚氨酯树脂，有效提高了改性聚氨酯的耐候性。
34、（3）本发明所制备的涂料具有智能温控性能和良好的耐候性，可广泛应用于温控涂料领域，具有较好的商业应用价值。