一種紅外線遮蔽組合物及其製備方法和應用的製作方法
2023-04-27 08:08:16 3
專利名稱：一種紅外線遮蔽組合物及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種遮蔽材料，具體涉及一種紅外線遮蔽組合物及其製備方法和應用。
背景技術：
780_2100nm的近紅外線被稱為熱光線，這部分熱光線是引起室內溫度上升的主要原因，這部分光能通過建築物的玻璃窗、車輛窗、冷凍櫃的窗等進入到建築物、車輛、冷凍櫃等內部，引起內部的溫度上升，所以要使上升的溫度回到適宜的狀態，就需要通過降溫來解 決，比如，夏天對於建築物內部或者車輛內部的高溫通常通過空調來達到降溫的目的，而這種方式要耗費大量的電能。為了減輕室內溫度上升，達到節能環保的目的，近年來，遮蔽材料成為了人們關注的焦點。紅外線遮蔽材料作為一種良好的遮光材料被廣泛應用於交通工具的窗戶玻璃、建築用窗戶玻璃、醫療器械視窗玻璃、展示櫃玻璃、一般包裝材料表面等。常規的紅外線遮蔽材料一般為ITO或ΑΤ0，雖然其具有好的隔熱效果，但是對900-1200nm波段的紅外線遮蔽效果很差，而這部分波段在太陽光紅外線波段中佔的能量較多，對隔熱性能指標影響較大。普通的ITO製備的透明膜，其分光透過率曲線(圖4)，900-1200nm波長範圍的透過是呈線性降低的，沒有顯著地遮蔽效果。
發明內容
鑑於現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種紅外線遮蔽組合物，其在保持了常規的紅外線遮蔽材料及隔熱塗料的透明性、紅外線遮蔽性能基礎上，對紅外線遮蔽的範圍更寬，其隔熱性能更佳。本發明的另一目的在於提供一種紅外線遮蔽組合物的製備方法。本發明的另一目的是將本發明的紅外線遮蔽組合物應用在塗料分散液或透明隔熱防紫外線塗料中。本發明另一目的在於提供一種含有本發明所述的紅外線遮蔽組合物的分散液。本發明的另一目的在於提供一種含有本發明所述的紅外線遮蔽組合物的透明隔熱防紫外線塗料。為解決上述問題，本發明所採用的技術方案如下
一種紅外線遮蔽組合物，其是在紅外線遮蔽粉末表面包覆一層矽質膜層，包覆過程是通過以重量份計的以下原料反應完成
紅外線遮蔽粉末80-120份，蒸餾水150-250份，
氨基類矽烷偶聯劑1-5份。氨基類矽烷偶聯劑的矽氧鍵與紅外線遮蔽粉末表面非常牢固的結合，能在在紅外線遮蔽粉末表面形成非常穩定牢固的膜層，而氨基在IOOO-IlOOnm波長內有明顯的吸收，因此可以得到在900-1200nm波長範圍顯著吸收效果的紅外線遮蔽組合物。在紅外線遮蔽粉末表面形成一層含有氨基的矽質膜層，不僅透明性良好，更具有隔熱的效果。優選的，本發明所採用的紅外線遮蔽粉末選自ITO粉末、ATO粉末、氧化銦粉末中的一種或兩種以上混合。本發明優選的方案中，所述紅外線遮蔽粉末的粒徑在O. Ιμπι以下。選用該粒徑範圍內的紅外線遮蔽粉末透明性好，在形成圖層時，可見光透過率高。
發明人研究發現如果矽質膜層太薄則包膜起到的效果不明顯，若矽質膜層太厚則紅外線遮蔽粉末自身的作用將會被減弱，在本發明一個優選的方案中，所述紅外線遮蔽粉末表面包覆的矽質膜層的厚度為紅外線遮蔽粉末粒徑的O. 01-50%。優選的，本發明中所述氨基類矽烷偶聯劑為3-氨基丙基三乙基矽烷、3-氨基丙基二甲基娃燒、氣乙基氣丙基甲基~■甲氧基娃燒、氣乙基氣丙基甲基二甲氧基娃燒、苯氣基甲基二乙氧基娃燒、苯胺基甲基二甲氨基娃燒、N- β (氨乙基-氨丙基二甲氧基娃燒、Ν-β (氨乙基)-Y-氨丙基二甲氧基矽烷中的一種。一種紅外線遮蔽組合物的製備方法，其步驟如下按照上述配方中的用量將紅外線遮蔽粉末、蒸餾水裝於不鏽鋼容器，高速攪拌混合15-25分鐘，混合均勻後在混合液中添加氨基類矽烷偶聯劑，攪拌混合O. 5-2小時，靜置I天，去除上層清夜後，回收粉末真空乾燥即可。本發明所述的紅外線遮蔽組合物用於製備含有紅外線遮蔽組合物的分散液。一種含有紅外線遮蔽組合物的分散液，其是由以重量份計的以下組分經過砂磨機用陶瓷小球研磨10-20小時而成
本發明所述的紅外線遮蔽組合物20-40份，
異丙醇60-80份，
分散劑5-8份。本發明所述的紅外線遮蔽組合物用於製備含有紅外線遮蔽組合物的隔熱塗料。一種含有紅外線遮蔽組合物的隔熱塗料，其是由以重量份計的以下組分混合而成
本發明所述的分散液30-40份 溶劑30-40份 紫外吸收劑2-6份 樹脂20-30份。本發明中所採用的溶劑能溶解含有紅外線遮蔽組合物的隔熱塗料的所有原料，優選自乙醇、氯仿、丙酮、苯等有機溶劑中的一種。本發明中所採用的紫外吸收劑為本領域常用的紫外吸收劑，優選自2- (2 輕基-5、甲基苯基)苯並三氮唑、2，4-二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、2- (2』-羥基-3』，5』-二叔苯基)-5-氯化苯並三唑、單苯甲酸間苯二酚酯、4-苯甲醯氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶中的一種或兩種以上，其對紫外線的阻隔率達到99%以上。上述含有紅外線遮蔽組合物的隔熱塗料中，所述的樹脂選自聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS樹脂、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、不飽和聚酯、纖維素樹脂等樹脂中的一種。相比現有技術，本發明的有益效果在於本發明的紅外線遮蔽組合物不僅具有常規紅外線遮蔽材料的透明度及性能，且具有紅外線遮蔽的範圍更寬，隔熱性能更佳等優點，將本發明的紅外線遮蔽組合物應用於製備分散液和含有紅外線遮蔽組合物的隔熱塗料，能起到改善塗料的隔熱性能和透明度的作用。本發明的紅外線遮蔽組合物及本發明的含有紅外線遮蔽組合物的隔熱塗料能廣泛應用於窗戶玻璃、建築用窗戶玻璃、醫療器械視窗玻璃、展示櫃玻璃、一般包裝材料中。下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細說明。
圖I為實施例I、實施例2以及對照例I的分光透過率曲線 圖2為實施例3和對照例2的分光透過率曲線 圖3為實施例4和對照例3的分光透過率曲線 圖4為對照例4的分光透過率曲線圖。
具體實施例方式按照下述方法製備含有紅外線遮蔽組合物的隔熱塗料
1)紅外線遮蔽粉末、蒸餾水裝於不鏽鋼容器，高速攪拌混合，混合液攪拌後添加矽烷偶聯劑，攪拌混合，靜置I天去除上層清夜，回收粉末真空乾燥，得到包覆矽質膜層的紅外線遮蔽組合物；
2)將上述紅外線遮蔽組合物和異丙醇、分散劑按比例混合後，投入砂磨機用陶瓷小球研磨16小時，得到分散液；
3)將上述分散液中按比例加入溶劑、紫外線吸收劑、樹脂，攪拌混合均勻後得到含有紅外線遮蔽組合物的隔熱塗料。4)上述塗料用線棒塗布器在玻璃表面塗布約IOum厚的溼膜，常溫乾燥，玻璃表面形成透明的硬質塗層，用分光光度計測定其分光透過率。實施例I (A-I)
按照上述步驟進行，其中
步驟I)中紅外線遮蔽粉末為ITO粉末，用量為100份；矽烷偶聯劑為3-氨基丙基三乙氧基矽烷，用量為2份；蒸餾水的用量為200份；反應後得到包覆矽質膜層的ITO粉末；步驟2)中包覆矽質膜層的ITO粉末30份，異丙醇74份、分散劑6份，得到分散液；步驟3)中分散液35份，溶劑選用乙醇，用量為36份，紫外線吸收劑選用2，4-二羥基二苯甲酮，用量為4份；樹脂選用ABS樹脂，用量為25份，得到含有紅外線遮蔽組合物的隔熱塗料。實施例2 (A-2)
按照實施例I的步驟，其中矽烷偶聯劑選用氨乙基氨丙基甲基二甲氧基矽烷，其餘條件與實施例I相同。對照例I (B-I)
按照實施例I的步驟，其中矽烷偶聯劑選用巰丙基三甲氧基矽烷，其餘條件與實施例I相同。其中圖I為上述實施例I、實施例2、對照例I的分光透過濾圖。實施例3 (A-3) 按照上述步驟進行，其中
步驟I)中紅外線遮蔽粉末為ITO粉末，用量為80份；矽烷偶聯劑為氨乙基氨丙基甲基二甲氧基矽烷，用量為I份；蒸餾水的用量為150份；反應後得到包覆矽質膜層的ITO粉末；
步驟2)中包覆矽質膜層的ITO粉末40份，異丙醇80份、分散劑8份，得到分散液；步驟3)中分散液30份，溶劑選用乙醇，用量為30份，紫外線吸收劑選用2，4-二羥基二苯甲酮，用量為6份；樹脂選用ABS樹脂，用量為30份，得到含有紅外線遮蔽組合物的隔熱塗料。對照例2 (B-2)
按照實施例3的步驟，其中矽烷偶聯劑選用氨乙基氨丙基甲基二甲氧基矽烷，其餘條件與實施例3相同。其中圖2為上述實施例3、對照例2的分光透過濾圖。實施例4 (A-4)
按照上述步驟進行，其中
步驟I)中紅外線遮蔽粉末為ITO粉末，用量為120份；矽烷偶聯劑為氨乙基氨丙基甲基二甲氧基矽烷，用量為5份；蒸餾水的用量為250份；反應後得到包覆矽質膜層的ITO粉末；
步驟2)中包覆矽質膜層的ITO粉末20份，異丙醇60份、分散劑5份，得到分散液；步驟3)中分散液40份，溶劑選用乙醇，用量為40份，紫外線吸收劑選用2，4- 二羥基二苯甲酮，用量為2份；樹脂選用ABS樹脂，用量為20份，得到含有紅外線遮蔽組合物的隔熱塗料。對照例3(B_3)
按照實施例4的步驟，其中矽烷偶聯劑選用氨乙基氨丙基甲基二甲氧基矽烷，其餘條件與實施例4相同。對照例4 (C)
直接採用ITO粉末30份與異丙醇74份、分散劑6份混合製備分散液；然後用分散液35份，乙醇36份，2，4-二羥基二苯甲酮4份，ABS樹脂25份，混合後線棒塗布器在玻璃表面塗布約IOum厚的溼膜，常溫乾燥，玻璃表面形成透明的硬質塗層，用分光光度計測定其分光透過率；結果見圖4。由圖I 圖3可知含有氨基矽質膜層的ITO (Α-ΓΑ-4)在100(Tll00nm波長範圍裡有一個明顯的吸收波峰，而含有非氨基矽質被膜的IT0(B1-B3、)在該區域則沒有吸收波峰，從圖4中可見未經過矽質被膜處理的ITO (C)在該波長區域也沒有吸收波峰。 上述實施方式僅為本發明的優選實施方式，不能以此來限定本發明保護的範圍，
本領域的技術人員在本發明的基礎上所做的任何非實質性的變化及替換均屬於本發明所要求保護的範圍。
權利要求
1.一種紅外線遮蔽組合物，其特徵在於其是在紅外線遮蔽粉末表面包覆一層矽質膜層，包覆過程是通過以重量份計的以下原料反應完成 紅外線遮蔽粉末80-120份， 蒸餾水150-250份， 氨基類矽烷偶聯劑1-5份。
2.根據權利要求I所述的紅外線遮蔽組合物，其特徵在於所述紅外線遮蔽粉末為ITO粉末、ATO粉末、氧化銦粉末中的一種或兩種以上混合。
3.根據權利要求I所述的紅外線遮蔽組合物，其特徵在於所述紅外線遮蔽粉末的粒徑在O. Ιμ 以下。
4.根據權利要求I所述的紅外線遮蔽組合物，其特徵在於所述紅外線遮蔽粉末表面包覆的矽質膜層的厚度為紅外線遮蔽粉末粒徑的O. 01-50%。
5.根據權利要求I所述的紅外線遮蔽組合物，其特徵在於氨基類矽烷偶聯劑為3-氨基丙基二乙基娃燒、3-氣基丙基二甲基娃燒、氣乙基氣丙基甲基_■甲氧基娃燒、氣乙基氣丙基甲基三甲氧基矽烷、苯氨基甲基三乙氧基矽烷、苯胺基甲基三甲氨基矽烷、Ν-β (氨乙基)-Y -氨丙基三甲氧基矽烷、N- β (氨乙基)-Y -氨丙基二甲氧基矽烷中的一種。
6.一種紅外線遮蔽組合物的製備方法，其步驟如下按照權利要求I中的用量將紅外線遮蔽粉末、蒸餾水裝於不鏽鋼容器，高速攪拌混合15-25分鐘，混合均勻後在混合液中添加氨基類矽烷偶聯劑，攪拌混合O. 5-2小時，靜置I天，去除上層清夜後，回收粉末真空乾燥即可。
7.權利要求I所述的紅外線遮蔽組合物用於製備含有紅外線遮蔽組合物的分散液。
8.一種含有紅外線遮蔽組合物的分散液，其特徵在於其是由以重量份計的以下組分經過砂磨機用陶瓷小球研磨10-20小時而成 權利要求1-5任一項所述的紅外線遮蔽組合物20-40份， 異丙醇60-80份， 分散劑5-8份。
9.權利要求I所述的紅外線遮蔽組合物用於製備含有紅外線遮蔽組合物的透明隔熱防紫外線塗料。
10.一種含有紅外線遮蔽組合物的隔熱塗料，其特徵在於其是由以重量份計的以下組分混合而成 權利要求7所述的分散液30-40份 溶劑30-40份 紫外吸收劑2-15份 樹脂20-30份。
全文摘要
本發明公開一種紅外線遮蔽組合物及其製備方法和應用。紅外線遮蔽組合物，其是在紅外線遮蔽粉末表面包覆一層矽質膜層，包覆過程是通過以重量份計的以下原料反應完成紅外線遮蔽粉末80-120份，蒸餾水150-250份，氨基類矽烷偶聯劑1-5份。本發明的紅外線遮蔽組合物可用於分散液或隔熱塗料。本發明的紅外線遮蔽組合物不僅具有常規紅外線遮蔽材料的透明度及性能，且具有紅外線遮蔽的範圍更寬，隔熱性能更佳等優點，將本發明的紅外線遮蔽組合物應用於製備分散液和含有紅外線遮蔽組合物的隔熱塗料，能起到改善塗料的隔熱性能和透明度的作用。
文檔編號C09D153/02GK102936432SQ20121046502
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月16日 優先權日2012年11月16日
發明者黃志強, 王寧 申請人:深圳市捷源環保科技有限公司