透明導電隔熱納米複合塗料的製作方法
2023-07-09 05:25:31 1
專利名稱：：透明導電隔熱納米複合塗料的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種納米複合塗料，尤其涉及一種可用於玻璃表面塗刷的透明導電隔熱納米複合塗料。技術背景研發一種可塗於建築玻璃、汽車玻璃表面的透明導電隔熱納米複合塗料，以增強建築玻璃及汽車玻璃的防靜電和隔熱效果，是國內外塗料行業的追求目標。中國發明專利CN1249321A於2000年04月05日公開了一種可塗於建築物外牆或金屬表面的水性反輻射隔熱塗料，由丙烯酸合成乳液、反輻射陶瓷填料、隔熱矽酸鹽空心填料、顏填料、塗料助劑、稀釋劑水組成。該塗料組分中使用的是普通無機隔熱粉，製成的塗料雖具有隔熱性但不具有透明性和導電性。中國發明專利CN1563231A於2005年01月12日公開了一種可塗於玻璃、透明樹脂、金屬及水泥表面的納米透明隔熱複合塗料，該塗料由聚氨酯樹脂，聚矽氧烷樹脂，聚丙烯酸樹脂，納米銦錫氧化物(ITO)粉體，納米錫銻氧化物(ATO)粉體，塗料助劑和稀釋劑等組成。該塗料中使用的是納米銦錫氧化物(ITO)和納米銻錫氧化物(AT0)製成的塗料帶有蘭色，只具有隔熱性和透明性未見有導電性。世界智慧財產權組織WIPO國際公布號為WO2000/009446的國際專利申請於2000年02月24日公開了一種透明導電納米複合塗料及製備方法。該塗料組分中使用的是納米銦錫氧化物(ITO)，在組分中未見有使用納米鋅鎵氧化物(GZO)。
發明內容本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中的塗料雖具有隔熱性但不具有透明性和導電性、或只具有隔熱性和透明性未見有導電性、或雖具有透明性和導電性和隔熱性但只限於使用銻錫氧化物(ATO)和銦錫氧化物(ITO)的缺陷，提出一種具有隔熱性和透明性和導電性的納米複合塗料。本發明的納米複合塗料無色透明，具有更加透明性和導電隔熱性能，可用於建築玻璃、汽車玻璃表面。為了解決上述技術問題，本發明提出的透明導電隔熱納米複合塗料，組成及重量份如下高分子樹脂40-70納米導電隔熱粉體溼漿8-22塗料助劑5-15稀釋劑10-50其中，高分子樹脂為水性聚氨酯樹脂或油性聚氨酯樹脂；納米導電隔熱粉體溼漿為粒徑範圍為10-20nm、固含量20-3n/。的納米鋅鎵氧化物GZO水性溼漿，或粒徑範圍為10-20nm、固含量為20-30%的納米鋅鎵氧化物GZO油性溼漿。所述塗料助劑至少包括流平劑、消泡劑和固化劑中的一種，其中流平劑為丙烯酸共聚物或非反應型聚醚改性聚矽氧垸；消泡劑為非矽酮含疏水粒子礦物油混合物或改性聚矽氧烷，固化劑為羥基樹脂、固化用多異氰酸脂或德國拜爾生產的固化劑3390或3370中的一種。所述稀釋劑為水、環己酮、乙醇、丁酮或乙醯丙酮，不含其他有機溶劑。本發明上述水性聚氨酯樹脂和油性聚氨酯樹脂可以在市場購買獲得。納米鋅鎵氧化物GZO水性和油性溼槳，可以在市場購買獲得也可自制，本發明優選自製的鋅鎵氧化物GZO水性和油性溼漿，鋅鎵氧化物GZO水性和油性溼槳的製備方法如下1、水性鋅鎵氧化物GZO溼漿的製備將重量份為5-30份納米鋅鎵氧化物GZO粉體，重量份為40-70份水，重量份為l-2份聚合物型陰離子分散劑混合，在高速分散機、球磨機上分散一定時間，可獲得一種粒徑10-20nm，固含量20-30%的納米鋅鎵氧化物GZO的水性溼漿。2、油性鋅鎵氧化物GZO的製備將重量份為5-30份納米鋅鎵氧化物GZO粉體，重量份為40-70份丁酮或乙醯丙酮、重量^^為l-2份聚合物型陰離子分散劑和其他助劑混合，在高速分散機、球磨機上分散一定時間，可獲得一種粒徑10-20nm，固含量20-30%的納米鋅鎵氧化物GZO的油性溼漿，其中納米鋅鎵氧化物GZO的溼漿為一種酮類溶劑。本發明優選一種水性透明導電隔熱納米複合塗料，該塗料的組成及重量份如下水性聚氨酯樹脂40-70納米鋅鎵氧化物GZO溼漿8-22塗料助劑5-8稀釋劑10-50其中納米鋅鎵氧化物GZO溼漿的粒徑範圍為10-20nm，固含量為20-30%，溶劑為水；塗料助劑包括流平劑和消泡劑，流平劑為丙烯酸共聚物或非反應型聚醚改性聚矽氧烷；消泡劑為非矽酮含疏水粒子礦物油混合物或改性聚矽氧垸;稀釋劑為水。本發明另外優選一種油性透明導電隔熱納米複合塗料，該塗料的組成及重量份如下油性聚氨酯樹脂40-70納米鋅鎵氧化物GZO溼槳8-22塗料助劑5-15稀釋劑10-20其中納米鋅鎵氧化物GZO溼槳的粒徑範圍為10-20nm,固含量20-30%，溶劑包括固化劑、流平劑和消泡劑，其中流平劑為丙烯酸共聚物或非反應型聚醚改性聚矽氧垸；消泡劑為非珠酮含疏水粒子礦物油混合物或改性聚矽氧烷，固化劑為羥基樹脂或固化用多異氰酸脂。；稀釋劑為酮類或醇類。本發明水性透明導電隔熱納米複合塗料製備工藝為先製得納米鋅鎵氧化物GZO水性溼槳，再按配方添加水性聚氨酯樹脂混合，放入球磨機中活化12小時後，再添加塗料助劑即可獲得水性透明導電隔熱納米複合塗料。本發明油性透明導電隔熱納米複合塗料製備工藝為先製得納米鋅鎵氧化物GZO丁酮或乙醯丙酮為溶劑的溼漿，在按配方添加油性聚氨酯樹脂混合，放入球磨機中活化12小時後，再添加塗料助劑中的流平劑、消泡劑，再添加塗料助劑中的固化劑、稀釋劑，即可獲得油性透明導電隔熱納米複合塗料。相對於現有技術，對本發明透明導電隔熱納米複合塗料的基本性能進行測定結果證明，本發明塗料所製成的玻璃表面塗層硬度達到H3H;附著力為3級；耐水性、耐熱性良好；透光性能為塗層厚度為3-5微米時，可見光透過率大於85%;對于波長800-2500nm區間紅外線的反射率在70。/。以上；玻璃表面塗層厚度為3-5微米時導電性能比電阻為10、10S歐姆.cm。即本發明塗料具有透明度好，附著力強，導電性好隔紅外紅外線能力強等特點。圖1為水性和油性GZO透明導電隔熱納米複合塗料在玻璃表面塗層厚度為3-5微米時不同鋅鎵氧化物的固含量對塗膜光譜透過性影響分析圖。圖2為水性和油性GZO透明導電隔熱納米複合塗料在玻璃表面塗層厚度為3-5微米時不同鋅鎵氧化物的固含量對塗膜導電效果評價圖。具體實施方式下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。本發明以下實施例中使甩的納米鋅鎵氧化物GZO，呈淺灰色，其組成為氧化鋅ZnO97.5%，氧化鎵Ga2032.5%。一、本發明水性透明導電隔熱納米複合塗料的製備實施例如下-(1)製備30o/。水性納米鋅鎵氧化物GZO溼漿取一次粒徑20nrn以下的納米鋅鎵氧化物GZO粉體重量份為30份，去離子水重量份69.4份，分散劑重量份0.6份，放入高速旋轉的分散機上分散一定時間，製得固含量為30%，粒徑為20nrn以下的鋅鎵氧化物GZO水性溼漿。(2)製備水性納米鋅鎵氧化物GZO透明導電隔熱塗料各實施例1-4中組分的配比如表1所示，按配方添加水性聚氨酯樹脂混合，放入球磨機中活化12小時後，添加塗料助劑中的流平劑和消泡劑，再添加稀釋劑水，即獲得水性透明導電隔熱納米複合塗料。表1.製備水性納米鋅鎵氧化物GZO透明導電隔熱塗料各實施例的配方組分實新,1-41234固含量為30%GZO水性溼漿50403020水性聚氨酯樹脂48586878流平劑1111消泡劑1111稀釋劑10101010二、本發明油性透明導電隔熱納米複合塗料的製備實施例如下(1)製備固含量為30%的油性納米鋅鎵氧化物GZO溼漿取一次粒徑為20納米以下的納米鋅鎵氧化物GZO粉體重量份為30份，乙醯丙酮重量份為67份，分散劑重量份3份，放入高速旋轉的分散機上分散一定時間，獲得固含量為30%，粒徑20以下的鋅鎵氧化物GZO油性溼漿。(2)製備油性納米鋅鎵氧化物GZO透明導電隔熱塗料各實施例5-8中組分的配比如表2所示，按配方添加油性聚氨酯樹脂混合，放入球磨機中活化12小時後，添加塗料助劑中的流平劑和消泡劑，而後添加塗料助劑中的固化劑，再添加稀釋劑乙醯丙酮，即獲得油性透明導電隔熱納米複合塗料。表2.製備油性納米鋅鎵氧化物GZO透明導電隔熱塗料各實施例的配方tableseeoriginaldocumentpage9三、本發明水性透明導電隔熱納米複合塗料和油性透明導電隔熱納米複合塗料隔熱性、透明性和導電性的效果實施例按照有關國家標準GB1729-79、GB/T6739-1996、GB/T1720-79、GB1768-79、GB/T1732-93、GB/T1731-93、GB/T1733-93和GB1735-79，對本發明上述實施例1-8製備獲得的透明導電隔熱納米複合塗料的基本性能進行測定，結果如圖l-2和表3所示，即實施例1-8製成的玻璃表面塗層硬度達到H3H;附著力為3級；耐水性、耐熱性良好；透光性能為塗層厚度為3-5微米時，可見光透過率大於85%;對于波長1200-2500nm區間紅外線的反射率在70%以上；玻璃表面塗層厚度為3-5微米時導電性能比電阻為1(f10S歐姆.cm。tableseeoriginaldocumentpage9權利要求1.一種透明導電隔熱納米複合塗料，其特徵在於，該塗料的組成及重量份如下高分子樹脂40-70納米導電隔熱粉體溼漿8-22塗料助劑5-15稀釋劑10-50其中，高分子樹脂為水性聚氨酯樹脂或油性聚氨酯樹脂；納米導電隔熱粉體溼漿為粒徑範圍為10-20nm、固含量20-30％的納米鋅鎵氧化物GZO水性溼漿，或粒徑範圍為10-20nm、固含量為20-30％的納米鋅鎵氧化物GZO油性溼漿。2、根據權利要求1所述的透明導電隔熱納米複合塗料，其特徵在於，納米鋅鎵氧化物GZO水性溼槳的溶劑為水，納米鋅鎵氧化物GZO油性溼漿的溶劑為乙醇或丁酮或乙醯丙酮。3、根據權利要求l所述的透明導電隔熱納米複合塗料，其特徵在於，稀釋劑為水、乙醇、環己酮或丁酮或乙醯丙酮。4、根據權利要求1或2或3所述的透明導電隔熱納米複合塗料，其特徵在於，塗料助劑至少包括流平劑、消泡劑和固化劑中的一種，其中流平劑為丙烯酸共聚物或非反應型聚醚改性聚矽氧垸；消泡劑為非矽酮含疏水粒子礦物油混合物或改性聚矽氧烷，固化劑為羥基樹脂、固化用多異氰酸脂或德國拜爾生產的固化劑型號為3390或3370中的一種。5、根據權利要求l所述的透明導電隔熱納米複合塗料，其特徵在於，該塗料的組成及重量份如下水性聚氨酯樹脂40-70納米鋅鎵氧化物GZO溼漿8-22塗料助劑5-8稀釋劑10-50其中納米鋅鎵氧化物GZO溼漿的粒徑範圍為10-20nm，固含量為20-30%，溶劑為水；塗料助劑包括流平劑和消泡劑，流平劑為丙烯酸共聚物或非反應型聚醚改性聚矽氧垸；消泡劑為非矽酮含疏水粒子礦物油混合物或改性聚矽氧烷；稀釋劑為水。6、根據權利要求l所述的透明導電隔熱納米複合塗料，其特徵在於，該塗料的組成及重量份如下油性聚氨酯樹脂40-70納米鋅鎵氧化物GZ0溼漿8-22塗料助劑5-15稀釋劑10-20其中納米鋅鎵氧化物GZO溼漿的粒徑範圍為10-20nm,固含量20-30%，溶劑為酮類或醇類；塗料助劑包括固化劑、流平劑和消泡劑，其中流平劑為丙烯酸共聚物或非反應型聚醚改性聚矽氧烷；消泡劑為非矽酮含疏水粒子礦物油混合物或改性聚矽氧垸，固化劑為羥基樹脂或固化用多異氰酸脂；稀釋劑為環己酮或醇類。全文摘要本發明公開了一種用於玻璃表面的透明導電隔熱納米複合塗料，該塗料由高分子樹脂，納米鋅鎵氧化物GZO粉體，塗料助劑和稀釋劑等組成。該塗料具有透明度好，附著力強，導電性好隔紅外紅外線能力強等特點，特別適合於建築玻璃和汽車玻璃。文檔編號C09D7/12GK101240144SQ20071003735公開日2008年8月13日申請日期2007年2月9日優先權日2007年2月9日發明者丁基哲,李佳怡,李學成申請人:上海滬正納米科技有限公司