一種含納米顆粒的透明隔熱塗料及其製備方法
2023-12-03 18:30:01 1
專利名稱：一種含納米顆粒的透明隔熱塗料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種含納米顆粒的透明隔熱塗料及其製備方法。塗料在玻璃上刷塗成膜後可 保證良好的透光性，並具有優異的隔熱性能；屬於環保節能新材料。
背景技術：
近年來，隨著我國經濟飛速發展，城市建設日新月異，每天都有新的建築拔地而起。建 築物的玻璃窗口及透明頂棚等在太陽光的熱輻射下，溫度逐漸升高，會增加空調的使用率， 使得能耗增高。根據美國能源部統計數據，空調製冷能量的30% 50%是消耗在從窗戶透過 的太陽能。另外，太陽光中的紫外線還會加速建築物內家具和物品的老化失效，甚至對人體 造成危害。針對上述太陽光熱輻射的弊端，傳統的解決方案是使用金屬鍍膜熱反射玻璃和各 種熱反射貼膜等產品達到隔熱降溫的目的。然而，這些解決方法存在透光性不理想和成本較 高等問題。本項目製備一種含納米氧化物透明隔熱塗料，將其塗覆於玻璃表面後在保證充分 透光的前提下，起到阻隔紫外、紅外線進而隔熱的作用。
目前，國內外已有一些透明隔熱塗料的研究。其中透明隔熱性能較好的是含納米氧化銦 錫(ITO)的隔熱塗層，它在保證一定的透光率前提下很好地解決了玻璃的隔熱問題。納米ITO 製成的膜有很高的紅外屏蔽效果和較高的透光性，已部分投入實際應用。然而，此材料價格 昂貴，難以得到普及。另外，有些添加了空心微珠和納米顆粒的塗料，儘管其導熱係數小， 對於紫外及近紅外線都具有很好的反射性，有著良好的隔熱性，但由於空心微珠自身的不透 明性，使塗層透光性能得不到滿足。文獻研究表明，許多納米氧化物顆粒，如氧化鋁、氧化 矽、氧化鈦、氧化鋅、氧化鈰、氧化鐵、ATO等對紫外及近紅外線都具有一定的屏蔽性，可 以隔絕部分太陽輻照的熱量。同時，這些納米顆粒在增強塗層的耐磨、耐候性和自潔性等方 面都有較好的作用。因此，將納米氧化物材料按照一定的配比添加到塗料中得到含納米顆粒 的透明隔熱塗料，並刷塗於玻璃上，將得到透光性好，隔熱效率高，具有優異綜合性能的隔 熱塗層。
發明內容
現有透明隔熱技術多採用納米ITO粉體作為添加物，但生產投資大，成本高，塗層的綜 合性能也不夠理想。為克服上述缺點，本發明公開一種含納米顆粒的透明隔熱塗料及其製備方法，將氧化鋁、氧化矽、氧化鈦、氧化鋅、氧化鈰、氧化鐵、ATO等納米級粉體漿料和消 泡劑、分散劑、流平劑加入到一定pH值的水性丙烯酸乳液中，通過機械攪拌鍾、高速攪拌和 超聲振蕩得到透明隔熱塗料。該塗料可應用在建築玻璃、汽車玻璃等需要隔絕太陽輻照熱量 同時又必需保證一定光線透過率的場合。一種含納米顆粒的透明隔熱塗料及其製備方法，其特徵在於，按照如下步驟進行A) 將5 20份氧化鋁、氧化矽、氧化鈦、氧化鋅、氧化鈰、氧化鐵、ATO等納米級粉 體漿料和5~40份去離子水加入到50 90份水性丙烯酸乳液中，用鹼液將pH值調節在5.5 9.0之間；B) 將含有納米氧化物的水性丙烯酸乳液機械攪拌30 60分鐘，並同時加入1 5份的消 泡劑、分散劑、流平劑；隨後用高速攪拌機攪拌20 40分鐘，最後超聲振蕩30 60分鐘， 即得到含納米顆粒的透明隔熱塗料。A)中所述氧化鋁、氧化矽、氧化鈦、氧化鋅、氧化鈰、氧化鐵、ATO等納米級粉體顆 粒的粒徑分布、在10 80納米之間。A)中所述分散劑為十二垸基硫酸鈉、聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮。A) 中所述鹼液為乙醇胺、氨水或氫氧化鈉溶液。B) 中所述消泡劑為聚矽氧垸或聚醚共聚物。 B)中所述分散劑為磺酸鹽或羧酸鹽。B)中所述流平劑為聚醚改性聚矽氧烷或水性含氟流平劑。本發明製備了一種含納米顆粒的透明隔熱塗料。納米顆粒在塗料中分散均勻穩定，刷塗 於玻璃表後仍保持良好的透光性，夏天可顯著降低建築室內溫度，冬天有助維持室內較高的 溫度，具有顯著的實用價值。本發明的優點和積極效果是本發明成本低、製備工藝簡單，得到的透明塗層透光性好， 隔熱性能優異；耐久性和耐洗刷性好，有較好的自潔性，不易老化；膜層壽命長，穩定性好， 維護簡單，具有環保節能的經濟效益和社會效益。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明加以詳細說明，但本實施例並不用於限制本發明，凡是採用本 發明的相似方法及其相似變化，均應列入本發明的保護範圍。將5份氧化鋁、氧化鈰、氧化鐵、ATO納米級粉體漿料和20份去離子水加入到72份水乙醇胺溶液將pH值調節在8.0;將含有納米氧化物的水性丙烯酸乳液機 械攪拌60分鐘，並同時加入3份的消泡劑、分散劑、流平劑；隨後用高速攪拌機攪拌20分 鍾，最後超聲振蕩30分鐘，即得到含納米顆粒的透明隔熱塗料。將上述含納米顆粒的透明隔熱塗料刷塗在透明玻璃上，可見光透過率大於80%，隔熱測 試中測試系統內外溫差為3 5攝氏度。實施例2:將20份氧化鋁、氧化矽、ATO納米級粉體漿料和30份去離子水加入到45份水性丙烯酸 乳液中，用氨水溶液將pH值調節在9.0;將含有納米氧化物的水性丙烯酸乳液機械攪拌50分 鍾，並同時加入5份的消泡劑、分散劑、流平劑；隨後用高速攪拌機攪拌30分鐘，最後超聲 振蕩50分鐘，即得到含納米顆粒的透明隔熱塗料。將上述含納米顆粒的透明隔熱塗料刷塗在透明玻璃上，可見光透過率大於80%，隔熱測 試中測試系統內外溫差為5 8攝氏度。實施例3:將10份氧化鋁、氧化鈦、氧化鋅納米級粉體漿料和40份去離子水加入到45份水性丙烯 酸乳液中，用氨水溶液將pH值調節在8.5;將含有納米氧化物的水性丙烯酸乳液機械攪拌30 分鐘，並同時加入5份的消泡劑、分散劑、流平劑；隨後用高速攪拌機攪拌40分鐘，最後超 聲振蕩30分鐘，即得到含納米顆粒的透明隔熱塗料。將上述含納米顆粒的透明隔熱塗料刷塗在透明玻璃上，可見光透過率大於75%，隔熱測 試中測試系統內外溫差為2 4攝氏度。 實施例4:將S份氧化鋁、氧化矽、氧化鈰、氧化鐵納米級粉體漿料和20份去離子水加入到70份 水性丙烯酸乳液中，用氨水溶液將？11值調節在5.5;將含有納米氧化物的水性丙烯酸乳液機 械攪拌30分鐘，並同時加入2份的消泡劑、分散劑、流平劑；隨後用高速攪拌機攪拌20分 鍾，最後超聲振蕩60分鐘，即得到含納米顆粒的透明隔熱塗料。將上述含納米顆粒的透明隔熱塗料刷塗在透明玻璃上，可見光透過率大於78%，隔熱測 試中測試系統內外溫差為2 4攝氏度。 實施例5:將5份氧化鋁、氧化矽、氧化鈦、氧化鐵納米級粉體漿料和4份去離子水加入到90份水 ,性丙烯酸乳液中，用氨水溶液將？11值調節在6.5;將含有納米氧化物的水性丙烯酸乳液機械 攪拌50分鐘，並同時加入l份的消泡劑、分散劑、流平劑；隨後用高速攪拌機攪拌30分鐘，5最後超聲振蕩30分鐘，即得到含納米顆粒的透明隔熱塗料。將上述含納米顆粒的透明隔熱塗料刷塗在透明玻璃上，可見光透過率大於75%，隔熱測 試中測試系統內外溫差為1 3攝氏度。實施例6:將15份氧化鈦、氧化鋅、氧化鐵、ATO納米級粉體漿料和10份去離子水加入到70份水 性丙烯酸乳液中，用氨水溶液將pH值調節在7.5;將含有納米氧化物的水性丙烯酸乳液機械 攪拌60分鐘，並同時加入5份的消泡劑、分散劑、流平劑；隨後用高速攪拌機攪拌20分鐘， 最後超聲振蕩30分鐘，即得到含納米顆粒的透明隔熱塗料。將上述含納米顆粒的透明隔熱塗料刷塗在透明玻璃上，可見光透過率大於80%，隔熱測 試中測試系統內外溫差為4 7攝氏度。
權利要求
1.一種含納米顆粒的透明隔熱塗料及其製備方法，其特徵在於，按照如下步驟進行A)將5～20份氧化鋁、氧化矽、氧化鈦、氧化鋅、氧化鈰、氧化鐵、ATO等納米級粉體漿料和4～40份去離子水加入到50～90份水性丙烯酸乳液中，用鹼液將pH值調節在5.5～9.0之間；B)將含有納米氧化物的水性丙烯酸乳液機械攪拌30～60分鐘，並同時加入1～5份的消泡劑、分散劑、流平劑；隨後用高速攪拌機攪拌20～40分鐘，最後超聲振蕩30～60分鐘，即得到含納米顆粒的透明隔熱塗料。
2. 根據權利要求1所述的一種含納米顆粒的透明隔熱塗料及其製備方法，其特徵在於 A)中所述氧化鋁、氧化矽、氧化鈦、氧化鋅、氧化鈰、氧化鐵、ATO等納米級粉體顆粒的 粒徑分布在10 80納米之間。
3. 根據權利要求1所述的一種含納米顆粒的透明隔熱塗料及其製備方法，其特徵在於A) 中所述鹼液為乙醇胺、氨水或氫氧化鈉溶液。
4. 根裾權利要求1所述的一種含納米顆粒的透明隔熱塗料及其製備方法，其特徵在於-B) 中所述消泡劑為聚矽氧垸或聚醚共聚物。
5. 根據權利要求1所述的一種含納米顆粒的透明隔熱塗料及其製備方法，其特徵在於 B)中所述分散劑為磺酸鹽或羧酸鹽。
6. 根據權利要求1所述的一種含納米顆粒的透明隔熱塗料及其製備方法，其特徵在於 B)中所述流平劑為聚醚改性聚矽氧烷或水性含氟流平劑。
全文摘要
本發明公開了一種含納米顆粒的透明隔熱塗料及其製備方法。將氧化鋁、氧化矽、氧化鈦、氧化鋅、氧化鈰、氧化鐵、ATO等納米級粉體漿料加入到水性丙烯酸乳液中，調節pH值為5.5～9.0之間，機械攪拌30～60分鐘，並同時加入消泡劑、分散劑、流平劑。隨後用高速攪拌機攪拌20～40分鐘，最後超聲振蕩30～60分鐘得到透明隔熱塗料。本發明成本低、製備工藝簡單，得到的塗料刷塗成膜後膜層透光性好，隔熱性能優異；有較好的自潔性，不易老化，耐久性和耐洗刷性好；膜層壽命長，穩定性好，維護簡單。
文檔編號C09D133/00GK101629040SQ200910054700
公開日2010年1月20日 申請日期2009年7月13日 優先權日2009年7月13日
發明者源 黎 申請人:源 黎