一种水性玻璃导电阻燃涂料的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种水性玻璃导电阻燃涂料，其特征在于，各组分按照重量百分比组成如下：SnCl4晶体10-20%；SbCl3固体5-10%；聚乙烯吡咯烷酮（5g/L）5-10%；无水乙醇与N，N-二甲基甲酰胺的体积比为1:20-1:2的混合溶剂30-50%；水性聚氨酯5-15%；聚硅氧烷0.5-3%；非离子聚氨酯增稠剂0.5-3%；硅烷偶联剂0.5-3%；异氰酸酯类固化剂5-10%。本发明的水性玻璃涂料中添加了纳米级的导电阻热金属氧化物（氧化锡锑），这种金属氧化物能够很好的吸收和反射红外光，阻隔来自太阳光和室内取暖设施和人体自身的大部分热辐射，并可屏蔽一定量的紫外线，且导电性、阻燃性、热交换效率高。
【专利说明】一种水性玻璃导电阻燃涂料
[0001]
【技术领域】： 本发明属于无机材料和功能材料制备工艺【技术领域】，具体涉及一种水性玻璃导电阻燃 涂料。
[0002] 技术背景： 隔热涂料是近几年发展起来的一种具有隔热、防晒、节能、环保、施工简易、工期短、见 效快的功能性涂料。隔热漆从特性原理分类主要有三种，隔绝传导型隔热涂料、反射型隔热 涂料和福射型隔热涂料。
[0003] 水性玻璃涂料是一种使用在玻璃上的功能性建筑涂料，直接涂刷在玻璃表面，形 成一层薄膜，具有阻隔红外线和紫外线的功能，同时可见光的透光率较高。该种涂料首先在 日本发明，目前在日本国内已经全面普及和推广，其代表品牌为好瑞佳透明玻璃隔热涂料。 在国内，这几年玻璃隔热涂料也迅速的发展起来，目前国内已经有一些厂家生产用于玻璃 的保温隔热涂料。
[0004] 玻璃隔热涂料分水性和油性两种，最先上市的是油性玻璃隔热涂料，该种涂料由 于其特有的保温隔热性能，上市后就占据了一定的市场。近几年研究的水性玻璃保温隔热 涂料在具备保温隔热特性的同时对环保有着重大的意义，与油性保温隔热涂料相比，明显 减少了向空气中排放有机溶剂的量，因此即将成为一种新型的建筑节能保温隔热产品，并 被广泛应用。
[0005] 水性玻璃涂料为浅蓝色无毒、无刺激、耐酸碱的液体，是以金属氧化物纳米材料作 为隔热填料，该薄膜可以有效的阻隔红外线和紫外线，并对可见光有较高的透过率。但现有 水性玻璃隔热涂料由于树脂及纳米金属氧化物生产厂家不同，产品质量不稳定等原因，因 此，存在隔热效果一般、产品质量不稳定、在玻璃表面附着力不好等缺点。
[0006] SnO2是η型宽禁带半导体材料，因其特殊的气敏，透光和导电特性，成为制备气敏 元件，透明电极的理想材料，从而在构造气敏传感器、发光二极管、平板显示器和薄膜太阳 能电池等方面得到广泛的应用。但纯SnO 2的电阻通常较高，一般通过在SnO2中掺入少量Sb ，In或Pb等离子来降低SnO2的电阻率并保持其良好的可见光透过率，掺杂SnO2以其优良 的光学、电学性能和高的化学稳定性，被广泛地应用于太阳能电池、液晶显示、电致发光等 领域中。
[0007] -维材料比零维和二维材料具有更优越的物理和电学性能，对SnO2 -维结构进行 掺杂，可以提高电子传输和光子激发效率，改善SnO2材料传感器的气体敏感度等。如何生 产一种隔热效果好、产品质量稳定、在玻璃表面附着力好的导电阻燃涂料，是本发明要解决 的技术问题。
[0008]
【发明内容】
： 本发明提供了一种水性玻璃导电阻燃涂料，其特征在于，各组分按照重量百分比组成 如下： SnCl4 晶体 10-20% ; SbCl3 固体 5-10% ; 聚乙烯吡咯烷酮（5 g/L) 5-10%; 无水乙醇与N，N-二甲基甲酰胺的体积比为1:20-1:2的混合溶剂30-50% ; 水性聚氨酯5-15% ; 聚娃氧烧0. 5-3% ; 非离子聚氨酯增稠剂〇. 5-3% ; 硅烷偶联剂0. 5-3% ; 异氰酸酯类固化剂5-10%。
[0009] 上述的一种水性玻璃导电阻燃涂料，其特征在于，中间物是一种含SnxSb yOz-维微 纳米物相的锡锑氧化物，一维微纳米物相的代表性物相为Sn918Sb ltl9O2。
[0010] 上述的一种水性玻璃导电阻燃涂料，其特征在于，其制备方法包括如下步骤： (1)配制反应原料：称量SnCl4晶体用去离子水配成0. 1-0. 3mol/L的溶液，按照按照 SbCl3 = SnCl4的原子数为4-6%的比例秤取SbCl3固体，量取聚乙烯吡咯烷酮与锡盐、锑盐制 成混合溶液，以无水乙醇与N，N-二甲基甲酰胺作溶剂，在搅拌条件下用氢氧化钠调节溶液 pH=9-ll，使反应物析出形成胶体或悬浮液。
[0011] (2)制多元醇组分：将纳米氧化锡锑浆料与水性聚氨酯按质量比3 :4的比例混 合，用超声波发生器控制功率1000-1500W进行超声分散10 -20min。再加入聚硅氧烷、非 离子聚氨酯增稠剂、硅烷偶联剂，在400- 450r/min的转速下分散60-80min，制得多元醇组 分； (3)制作涂料：将多元醇组分放置至少12小时后与异氰酸酯类固化剂按质量比为10 : 1的比例混合，分散15分钟后制得水性玻璃涂料。
[0012] 发明的有益效果： 本发明的水性玻璃涂料采用多元醇组分和固化剂组分混合而成，由于多元醇组分是由 纳米氧化锡锑浆料与水性聚氨酯混合分散，并加入各种助剂制成，而由于水性玻璃涂料中 添加了纳米级的导电阻热金属氧化物(氧化锡锑)，这种金属氧化物能够很好的吸收和反射 红外光，阻隔来自太阳光和室内取暖设施和人体自身的大部分热辐射，并可屏蔽一定量的 紫外线，且导电性、阻燃性、热交换效率高，具有较高的可见光透过率，使得该水性玻璃涂料 可以广泛应用于汽车及各类建筑物的玻璃上，成本较低，可广泛应用。该水性玻璃涂料的制 备方法简单，施工方便，成本低，具有经济、快捷、环保、安全等优点，易于工业化生产。
[0013] 具体实施方法： 实施例1 : (1)配制反应原料：称量SnCl4晶体20%用去离子水配成0. lmol/L的溶液，按照按照 SbCl3 = SnCl4的原子数为4%的比例秤取SbCl3固体10%，量取10%的聚乙烯吡咯烷酮（5 g/ L)与锡盐、锑盐制成混合溶液，以50%的无水乙醇与N，N-二甲基甲酰胺的体积比为1:10的 溶剂溶解，在搅拌条件下用氢氧化钠调节溶液pH=9,使反应物析出形成胶体或悬浮液。
[0014] (2)制多元醇组分：将纳米氧化锡锑浆料与水性聚氨酯按质量比3 :4的比例混 合，用超声波发生器控制功率1000W进行超声分散10 min。再加入聚硅氧烷2%、非离子聚 氨酯增稠剂2%、硅烷偶联剂2%，在400r/min的转速下分散60min，制得多元醇组分； (3)制作涂料：将多元醇组分放置至少12小时后与异氰酸酯类固化剂按质量比为10 : 1的比例混合，分散15分钟后制得水性玻璃涂料。
[0015] 实施例2: (I)配制反应原料：称量SnCl4晶体20%用去离子水配成0. 2mol/L的溶液，按照按照 SbCl3 = SnCl4的原子数为5%的比例秤取SbCl3固体10%，量取10%的聚乙烯吡咯烷酮（5 g/ L)与锡盐、锑盐制成混合溶液，以50%的无水乙醇与N，N-二甲基甲酰胺的体积比为1:15的 溶剂溶解，在搅拌条件下用氢氧化钠调节溶液pH=10,使反应物析出形成胶体或悬浮液。
[0016] (2)制多元醇组分：将纳米氧化锡锑浆料与水性聚氨酯按质量比3 :4的比例混 合，用超声波发生器控制功率1500W进行超声分散15min。再加入聚硅氧烷2%、非离子聚氨 酯增稠剂1%、硅烷偶联剂2%，在450r/min的转速下分散70min，制得多元醇组分； (3)制作涂料：将多元醇组分放置至少12小时后与异氰酸酯类固化剂按质量比为10 : 1的比例混合，分散15分钟后制得水性玻璃涂料。
[0017] 实施例3: (1)配制反应原料：称量SnCl4晶体20%用去离子水配成0. 3mol/L的溶液，按照按照 SbCl3 = SnCl4的原子数为6%的比例秤取SbCl3固体10%，量取10%的聚乙烯吡咯烷酮（5 g/ L)与锡盐、锑盐制成混合溶液，以50%的无水乙醇与N，N-二甲基甲酰胺的体积比为1:20的 溶剂溶解，在搅拌条件下用氢氧化钠调节溶液PH=IL使反应物析出形成胶体或悬浮液。
[0018] (2)制多元醇组分：将纳米氧化锡锑浆料与水性聚氨酯按质量比3 :4的比例混 合，用超声波发生器控制功率1500W进行超声分散20min。再加入聚硅氧烷2%、非离子聚氨 酯增稠剂〇. 5%、硅烷偶联剂2%，在450r/min的转速下分散80min，制得多元醇组分； (3)制作涂料：将多元醇组分放置至少12小时后与异氰酸酯类固化剂按质量比为10 : 1的比例混合，分散15分钟后制得水性玻璃涂料。
[0019] 制备水性玻璃涂料，见后面表2。
[0020] 表2水性玻璃涂料检测结果
【权利要求】
1. 一种水性玻璃导电阻燃涂料，其特征在于，各组分按照重量百分比组成如下： SnCl4 晶体 10-20% ; SbCl3 固体 5-10% ; 聚乙烯吡咯烷酮（5 g/L) 5-10% ; 无水乙醇与N，N-二甲基甲酰胺的体积比为1:20-1:2的混合溶剂30-50% ; 水性聚氨酯5-15% ; 聚娃氧烧0. 5-3% ; 非离子聚氨酯增稠剂〇. 5-3% ; 硅烷偶联剂0. 5-3% ; 异氰酸酯类固化剂5-10%。
2. 如权利要求1所述的一种水性玻璃导电阻燃涂料，其特征在于，中间物是一种含 SnxSbyOz -维微纳米物相的锡锑氧化物，一维微纳米物相的代表性物相为Sn918Sb1(l902。
3. 如权利要求1所述的一种水性玻璃导电阻燃涂料，其特征在于，其制备方法包括如 下步骤： (1)配制反应原料：称量SnCl4晶体用去离子水配成0. 1-0. 3mol/L的溶液，按照按照 SbCl3:SnCl4的原子数为4-6%的比例秤取SbCl3固体，量取聚乙烯吡咯烷酮与锡盐、锑盐制 成混合溶液，以无水乙醇与N，N-二甲基甲酰胺作溶剂，在搅拌条件下用氢氧化钠调节溶液 pH=9-l 1，使反应物析出形成胶体或悬浮液，（2)制多元醇组分：将纳米氧化锡锑浆料与水性 聚氨酯按质量比3 :4的比例混合，用超声波发生器控制功率1000-1500W进行超声分散10 -20min，再加入聚硅氧烷、非离子聚氨酯增稠剂、硅烷偶联剂，在400- 450r/min的转速下 分散60-80min，制得多元醇组分； (3)制作涂料：将多元醇组分放置至少12小时后与异氰酸酯类固化剂按质量比为10 : 1的比例混合，分散15分钟后制得水性玻璃涂料。
【文档编号】C09D5/24GK104371520SQ201310346638
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年8月12日 优先权日:2013年8月12日
【发明者】刘泽华 申请人:青岛博研达工业技术研究所(普通合伙)