一種用於玻璃表面的透明隔熱塗料的製作方法

2023-05-01 11:37:56

專利名稱：：一種用於玻璃表面的透明隔熱塗料的製作方法一種用於玻璃表面的透明隔熱塗料所屬發明領域本發明涉及到建築材料中的節能塗料
技術領域：
，具體說是涉及到一種用於玻璃表面的透明隔熱塗料。
背景技術：
：眾所周知，在各類建築物上，門窗面積是佔據著建築物外圍圍護結構面積中很大的比例。當前全球環境熱效應加劇，節能減排則是世界建築行業普遍面臨的問題，建築物節能是節能減排中的一項重要組成部分。建築節能，就是在保證居室溫度舒適的環境條件下，通過技術進步、科學選材、合理設計、性價比優化等途徑，把建築物長期使用中的採暖和降溫性的能耗降低。良好的建築外保溫圍護結構，可以確保建築對能耗的需求減少50%以上，極大地降低能源的總體消耗水平。目前，我國對建築圍護結構主要推行外牆外保溫和屋面保溫系統，且技術已經成熟，而對改善門窗的保溫隔熱性技術還不夠成熟。從國家標準對住宅圍護結構不同部位的傳熱係數規定中可以看出，其K值牆體為《2.00W(m2k)、屋頂為《1.26w/(m2k)、窗為《6.40w/(m2k)，普通玻璃窗的傳熱係數是牆體的3.2倍，是屋頂的5倍，因此，普通玻璃窗成為建築保溫圍護結構中的薄弱環節，況且，為了提高室內的釆光明亮度，現代建築設計的窗戶面積都較大。為了節能，本領域技術人員進行了廣泛的研究和探索，先後研製成金屬鍍膜隔熱玻璃、真空玻璃、貼膜玻璃、Low—E玻璃等節能產品，但是這些產品也存在一些問題，主要的問題是在可見光區的不透明性和高反射率限制了它的應用範圍。透光率低、隔熱效果不佳，工藝條件控制複雜、且價格昂貴，例如普通玻璃貼熱反射膜，其成本費用為普通玻璃的十幾倍，這就極大的這些限制了節能產品應用推廣。如何開發研製出一種具有透光率高、隔熱性優良、成本低廉、性價比高的用於玻璃表面的透明隔熱塗料則成為本領域技術人員急需解決的首要問題。
發明內容本發明的目的是提供一種具有透光率高、隔熱性優良、成本低廉、性價比高的用於玻璃表面的透明隔熱塗料，同時也提供其製備方法。為了達到上述目的，本發明採用以下技術方案一種用於玻璃表面的透明隔熱塗料，由矽樹脂乳液、純丙烯酸乳液及納米摻銻二氧化錫(ATO)粉體等組份組成；其製備工藝步驟如下a.納米摻銻二氧化錫(ATO)槳料的製備首先對納米ATO粉體微粒的表面修飾，將納米ATO粉體於110'C烘箱中烘乾24h，以消除吸附水分，取出放入乾燥器中自然冷卻至室溫，稱取一定量的ATO粉和ATO的1.5%矽烷偶聯劑，加入定量的95%乙醇中，經超聲波分散40min後，移入80'C帶回流裝置的三口瓶中攪拌4h，於80'C下真空乾燥。然後配置納米ATO槳料，在砂磨攪拌分散機中加入去離子水、分散劑、潤溼劑、增稠劑、攪拌均勻，加入經過表面修飾的納米ATO粉體，高速分散砂磨6—8h，用BT—9300H雷射粒徑儀測得粒徑分布在10(H-130nm範圍內即可，調PH值為7.5—8.0，製得14%的納米ATO漿料。b.納米ATO透明塗料的配製首先按矽樹脂乳液純丙烯酸乳液=1:1的配比，加矽氧烷偶聯劑1-5%,攪拌混合均勻，製成矽樹脂改性丙烯酸乳液，做為成膜物。然後按矽樹脂改性丙烯酸乳液納米ATO漿料=3:1攪拌混合，得到玻璃透明隔熱塗料。所述矽樹脂乳液、純丙烯酸乳液及納米摻銻二氧化錫(ATO)粉體組份均為外購產品，來源廣泛。本發明是以有機矽乳液改性丙烯酸樹脂為成膜物，以納米摻銻二氧化錫(AT0)為顏填料製備成為水性納米透明隔熱塗料；配方中矽樹脂乳液是高分子三維交聯化合物，其結構中每4個氧原子就有1個有機基團R取代，成為一種介於純無機和純有機物之間的中間體系，其中無機成分佔80%，因此塗膜呈剛性，耐衝擊性欠佳。即使在高溫條件下塗膜也不變軟、不返粘，且耐沾汙性、耐候性、透明性及附著力等優異。為了改善塗膜的柔韌性和耐衝擊性，選用純丙烯酸乳液SF—018與之復配，SF—018具有低氣味、低VOC、不含甲醛和APEO、卓越的低溫耐擦洗性和耐汙漬性，MFT為0。C，是一種無需成膜助劑而室溫下成膜的環保型乳液。本發明配方選用納米ATO粉體組份，是因為具有優良的光電性能，對太陽光譜具有理想的選擇性，在可見光區透過率高，而對紅外光卻有很好的屏蔽性。納米摻銻二氧化錫(ATO)粉體是由摻銻二氧化錫配合矽烷偶聯劑、乙醇、分散劑、潤溼劑、消泡劑、流平劑、增稠劑、殺菌劑及PH值調節劑等成分混合而成，其與改性丙烯酸乳液成膜物形成塗膜的機理是在摻Sb二氧化錫半導體(ATO)中，由於Sb5+固溶到Sn02中，以及Sn02在高溫燒結時形成的氧空位而產生自由載流子。當光源照射在透明隔熱塗膜表面，熱輻射一部分被載流子吸收，另一部分由於入射光源低於等離子體振蕩固有頻率而被等離子反射，塗膜對熱輻射的阻隔作用是吸收和反射共同作用的結果，反射和吸收都起到了屏蔽紅外光的作用，即產生了良好的隔熱性。主要性能檢測將透明隔熱塗料，用30um、40ixm、50um線棒塗布器分別塗布於25.4X76.2Xlmm規格的3塊載玻片上，分別標記為1#、2#、3#;用上述線棒塗布器分別塗布150X150X3mm的3塊平板玻璃片上，分別標記為1#、2#、3#，經過室溫乾燥或在80。C烘箱中乾燥lh，製得不同厚度的透明隔熱塗膜試樣。前者作光譜性能測試，後者作隔熱性能測試，同時取相同規格尺寸的平板玻璃片以同樣方法塗布複合基料樹脂作為對照備用。l.光譜性能測試用3101UV光度儀測量載玻片塗膜試板^、2#、3#的可見光和紅外光的透光光譜，並與對照玻璃樣板作為比較，結果見表l。表1塗膜在可見光區和近紅外區的光學性能項目透射率/%阻隔率/%(近紅外區)可見光區近紅外區載玻片塗膜試板1#853862.52#83.537643#81.53465對照玻璃89889由表1可知，隨著塗膜厚度的增加，塗膜在可見光區和近紅外區的透射率都呈下降的趨勢，這是因為隨著塗膜厚度的增加，單位面積中的納米ATO粒子含量增加，顏色由微藍一淡藍一淺藍過渡，減小了可見光和紅外光的透射率。由於納米ATO粉體具有優良的光電性能，對太陽光譜具有理想的選擇性，在可見光區透過率高，而對紅外光卻有很好的屏蔽性，因此塗膜厚度對可見光區的透射率影響並不大。塗膜在紅外光區的透射率卻很低，對紅外光的能量阻隔率較高，且隨塗膜厚度的增加，阻隔率呈上升趨勢，即產生了良好的隔熱性。2.塗膜隔熱效測試隔熱效果測試裝置採用和太陽光譜相近的500w碘鉤燈作光源。在光源照射下，分別記錄對照玻璃和塗膜樣板玻璃的盒內底板及空氣隨時間升溫變化數據，並計算溫差。與對照相比，底板溫差反映了塗膜對熱輻射的阻隔程度，盒內空氣溫差反映了塗膜的隔熱效果。塗膜樣板玻璃與對照玻璃在光源照射下，底板溫度變化見表2，表2碘鎢燈照射下樣板與對照玻璃的底板溫度變化tableseeoriginaldocumentpage6塗膜樣板玻璃與對照玻璃在光源照射下，盒內空氣溫度變化見表3。表3碘鉤燈照射下樣板與對照玻璃的盒內空氣溫度變化tableseeoriginaldocumentpage6由表2、表3可知，塗膜玻璃樣板和對照玻璃在碘鎢燈的照射下，隨時間的延長，測試裝置中的底板溫度和空氣溫度隨之上升，開始階段上升幅度較大，逐漸趨於平穩，當照射時間達到50min以後，底板和盒內空氣溫度變化趨於平衡。與對照玻璃測試裝置的平衡溫度值相比，塗膜樣板測試裝置的底板平衡溫度1#降低l(TC、2#降低12'C、3#降低16°C;盒內空氣平衡溫度1#降低4°C、2#降低5'C、3#降低8°〇。由此證明，納米ATO透明塗膜除具有優良的可見光透光率以外，還有很好的阻隔熱輻射作用，隔熱效果優良。由於採用上述配方及工藝步驟製備用於玻璃表面的透明隔熱塗料的技術方案，使得本發明具有透光率高、隔熱性優良、成本低廉、性價比高的特點，達到了發明目的。具體實施方式-下面結合實施例詳述本發明，所涉及的百分比均按重量百分比計。實施例一種用於玻璃表面的透明隔熱塗料，由矽樹脂乳液、純丙烯酸乳液及納米摻銻二氧化錫(ATO)粉體等組份組成；其製備工藝步驟如下a.納米摻銻二氧化錫(ATO)漿料的製備首先對納米ATO粉體微粒的表面修飾，將納米ATO粉體於110'C烘箱中烘乾24h，以消除吸附水分，取出放入乾燥器中自然冷卻至室溫，稱取一定量的ATO粉和ATO的1.5%矽垸偶聯劑,加入定量的95°/。乙醇中，經超聲波分散40min後，移入8(TC帶回流裝置的三口瓶中攪拌4h，於80'C下真空乾燥。然後配置納米ATO漿料，在砂磨攪拌分散機中加入去離子水、分散劑、潤溼劑、增稠劑、攪拌均勻，加入經過表面修飾的納米ATO粉體，高速分散砂磨7h，用BT—9300H雷射粒徑儀測得粒徑分布在120nm範圍內即可，調PH值為7.5,製得14。/。的納米AT0漿料。b.納米ATO透明塗料的配製首先按矽樹脂乳液純丙烯酸乳液=1:1的配比，加矽氧烷偶聯劑1-5%，攪拌混合均勻，製成矽樹脂改性丙烯酸乳液，做為成膜物。然後按矽樹脂改性丙烯酸乳液納米ATO漿料=3:1攪拌混合，得到玻璃透明隔熱塗料。權利要求1.一種用於玻璃表面的透明隔熱塗料，由矽樹脂乳液、純丙烯酸乳液及納米摻銻二氧化錫(ATO)粉體等組份組成；其製備工藝步驟如下a.納米摻銻二氧化錫(ATO)漿料的製備首先對納米ATO粉體微粒的表面修飾，將納米ATO粉體於110℃烘箱中烘乾24h，以消除吸附水分，取出放入乾燥器中自然冷卻至室溫，稱取一定量的ATO粉和ATO的1.5％矽烷偶聯劑，加入定量的95％乙醇中，經超聲波分散40min後，移入80℃帶回流裝置的三口瓶中攪拌4h，於80℃下真空乾燥。然後配置納米ATO漿料，在砂磨攪拌分散機中加入去離子水、分散劑、潤溼劑、增稠劑、攪拌均勻，加入經過表面修飾的納米ATO粉體，高速分散砂磨6-8h，用BT-9300H雷射粒徑儀測得粒徑分布在100-130nm範圍內即可，調PH值為7.5-8.0，製得14％的納米ATO漿料。b.納米ATO透明塗料的配製首先按矽樹脂乳液∶純丙烯酸乳液＝1∶1的配比，加矽氧烷偶聯劑1-5％，攪拌混合均勻，製成矽樹脂改性丙烯酸乳液，做為成膜物。然後按矽樹脂改性丙烯酸乳液∶納米ATO漿料＝3∶1攪拌混合，得到玻璃透明隔熱塗料。全文摘要本發明公開了一種用於玻璃表面的透明隔熱塗料，由矽樹脂乳液、純丙烯酸乳液及納米摻銻二氧化錫(ATO)粉體等組份組成，經過對納米ATO粉體微粒的表面修飾、配置納米ATO漿料、配製矽樹脂改性丙烯酸乳液等製備工藝而製備而成的用於玻璃表面的透明隔熱塗料，具有透光率高、隔熱性優良、成本低廉、性價比高的特點，並且施工方便。文檔編號C03C17/28GK101580673SQ20091014848公開日2009年11月18日申請日期2009年7月1日優先權日2009年7月1日發明者劉成樓,隗功祥申請人:北京虹霞正升塗料有限責任公司