隔热浆料及其制备方法与水性隔热玻璃涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种隔热浆料及其制备方法与使用该隔热浆料的水性隔热玻璃涂料及其制备方法。

背景技术：

经过30多年的高速经济发展，我国已成为世界第二大经济体，但同时也造成了极大的能源消耗和浪费。中国既有建筑近400亿平方米，95％不属于节能建筑，国家建筑节能新标准规定，新建建筑节能必须达到50％。目前我国建筑能耗占总能耗的40％，通过门窗损失的能量为46％，所以建筑节能首先要从门窗抓起。近年来，建筑物广泛采用大型窗户和玻璃幕墙，这也增加了建筑物夏季制冷和冬季取暖的能耗，因此透明隔热玻璃涂料的研究和使用意义重大，其中，透明隔热玻璃涂料中高性能的选择性屏蔽材料可以使玻璃对光谱具有选择性透过功能，在能透过大部分可见光而不影响采光的前提下，又能阻挡红外光、远红外光、紫外光，阻断热辐射,从而通过对门窗玻璃使用隔热涂料产品，可以减少夏季太阳光的热量进入室内，提高空调的制冷效率，降低冬天室内热量通过玻璃溢出提高空调或其他取暖设备的采暖效率，达到节能的目的。

目前市场上，水性玻璃隔热涂料所用隔热浆料主要选用ATO或ITO选择性屏蔽材料所制备的水性隔热浆料，这两种隔热浆料都存在一定缺陷，即只能阻隔紫外光及近红外的长波部分，而对于近红外的短波部分，特别是在波长小于900nm的区域隔热性能不足，其遮蔽系数基本上低于0.75。

因此，如何实现在可见光部分有高透过率，同时又能满足在紫外线和红外线长短波部分均有高阻隔率，是目前开发水性玻璃隔热涂料应该解决的首要问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种隔热浆料，选用纳米氧化石墨烯和纳米ATO为主要隔热材料，可以有效加强红外光区辐射的反射，弥补单纯纳米ATO对近红外短波部分隔热性能不足的缺陷。

本发明的另一目的在于提供一种隔热浆料的制备方法，工艺操作简单，所制得的隔热浆料对紫外线和红外线长短波部分均有高阻隔率。

本发明的另一目的在于提供一种使用上述隔热浆料的水性隔热玻璃涂料，可以克服其他水性隔热涂料透明性不够，隔热效果不佳特别是对近红外短波部分隔热性能不理想的缺点，并能够保持长久稳定均匀。

本发明的另一目的在于提供一种水性隔热玻璃涂料的制备方法，工艺操作简单，所制得的水性隔热玻璃涂料对近红外短波部分的隔热性能良好，并能够保持长久稳定均匀。

为实现上述目的，本发明提供一种隔热浆料，其配方包括的组分及重量百分比如下：

纳米氧化石墨烯分散液 47.0-53.0％；

纳米ATO分散液 47.4-52.45％；

硅氧烷偶联剂 0.05-0.10％；

其中，所述纳米氧化石墨烯分散液包括纳米氧化石墨烯、第一分散剂及去离子水，所述纳米氧化石墨烯分散液中的纳米氧化石墨烯、第一分散剂、去离子水在所述隔热浆料中的重量百分比分别为1.5-4.0％、1.0-1.5％、44.5-47.5％；

所述纳米ATO分散液包括纳米ATO、第二分散剂及去离子水，所述纳米ATO分散液中的纳米ATO、第二分散剂及去离子水在所述隔热浆料中的重量百分比分别为0.750-2.75％、0.5-1.0％、46.15-48.70％。

所述第一分散剂为十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮；所述第二分散剂为TEGO Dispers755W或TEGO Dispers752W；所述硅氧烷偶联剂为3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷。

本发明还提供一种隔热浆料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、制备纳米氧化石墨烯分散液，按所述隔热浆料的配方，以预计制得的隔热浆料的总重量为基准，分别按重量比例称取纳米氧化石墨烯1.5-4.0％、第一分散剂1.0-1.5％、及去离子水44.5-47.5％，将称好的纳米氧化石墨烯和第一分散剂加到该步骤称取好的去离子水中混合，然后先经过研磨机研磨，再采用超声波分散，得到纳米氧化石墨烯分散液；

步骤2、制备ATO分散液，按所述隔热浆料的配方，按所述隔热浆料的配方，以预计制得的隔热浆料的总重量为基准，分别按重量比例称取纳米ATO0.750-2.75％、第二分散剂0.5-1.0％、及去离子水46.15-48.70％，将称取好的纳米ATO、第二分散剂加到该步骤称取好的去离子水中混合，然后先经过研磨机研磨，再采用超声波分散，得到ATO分散液；

步骤3、按所述隔热浆料的配方，按所述隔热浆料的配方，以预计制得的隔热浆料的总重量为基准，按重量比例称取硅氧烷偶联剂0.05-0.10％，将称取好的硅氧烷偶联剂与制得的纳米氧化石墨烯分散液及ATO分散液混合均匀，得到隔热浆料；

其中，所述步骤1和步骤2任意顺序进行。

所述步骤1中，经过研磨机研磨2-3h，采用超声波分散的超声波功率为75-125W，超声频率为30-50Khz，超声时间为10-15min；

所述步骤2中，经过研磨机研磨1-2h，采用超声波分散的超声波功率为500-1000W，超声频率为30-50Khz，超声时间为0.5-1h。

所述第一分散剂为十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮；所述第二分散剂为TEGO Dispers755W或TEGO Dispers752W。

本发明还提供一种上述隔热浆料的水性隔热玻璃涂料，其配方包括的组份及重量百分比如下：

所述水性丙烯酸树脂的固含量为35％-50％，分子量为22000-35000；

所述消泡剂为TEGO Airex902w、EFKA2526或海明斯德谦7580；

所述紫外光吸收剂具有水溶性，所述紫外光吸收剂为添加剂PR020；

所述润湿分散剂为Disponer W-519及Dispers 750W中的至少一种；

所述增稠剂为陶氏化学DR-72及德谦RHEOLATE 420中的至少一种

本发明还提供一种水性隔热玻璃涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤10、按所述水性隔热玻璃涂料的配方，以预计制得的水性隔热玻璃涂料的总重量为基准，按重量比例称取水性丙烯酸树脂35.0-55.0％、隔热浆料35.0-55.0％、消泡剂0.2-0.5％、润湿分散剂0.01-0.03％，将称取好的的水性丙烯酸树脂置于容器中，在低速搅拌下将称取好的隔热浆料、消泡剂、润湿分散剂按顺序依次加入，然后在中速搅拌下分散，确保分散均匀；

步骤20、按所述水性隔热玻璃涂料的配方，以预计制得的水性隔热玻璃涂料的总重量为基准，按重量比例称取去离子水0-30％、紫外光吸收剂0.1-0.3％，在低速搅拌下缓慢加入该步骤称取好的去离子水及紫外光吸收剂，并使用增稠剂调整粘度到55-60KU；

步骤30、将调好粘度的物料过滤后灌装至内壁有防腐涂层的铁桶或塑料桶中，得到水性隔热玻璃涂料。

所述水性丙烯酸树脂的固含量为35％-50％，分子量为22000-35000；

所述消泡剂为TEGO Airex902w、EFKA2526或海明斯德谦7580；

所述紫外光吸收剂具有水溶性，所述紫外光吸收剂为添加剂PR020；

所述润湿分散剂为Disponer W-519及Dispers 750W中的至少一种；

所述增稠剂为陶氏化学DR-72及德谦RHEOLATE 420中的至少一种

所述步骤10-20中，低速搅拌的搅拌转速为300-500r/min；

所述步骤10中，中速搅拌的搅拌转速为1000-1200r/min，中速搅拌下分散的时间为5-8min。

本发明的有益效果：本发明的隔热浆料，选用了纳米氧化石墨烯和纳米ATO为主要隔热材料，利用纳米ATO本身所具有的特殊光学性能，即在红外光区长波部分和紫外光区具有很高的阻隔率，在可见光区具有很高的透过率，同时结合纳米氧化石墨烯所具有的高隔热效率，可以有效加强红外光区辐射的反射，弥补纳米ATO对近红外短波部分区域隔热性能不足的缺陷。本发明的隔热浆料的制备方法，工艺操作简单，所制得的隔热浆料在可见光部分有高透过率，同时又能满足在紫外线和红外线长短波部分均有高阻隔率。本发明的水性隔热玻璃涂料，使用上述水性透明的隔热浆料，并同时采用了透明度高、附着力强的水性丙烯酸树脂，能在不影响玻璃采光前提下冬季达到节能保温效果，夏季达到节能降温效果，可以解决现有透明性不够、隔热效果不佳的问题，特别是解决对近红外短波区域隔热性能不理想的问题，并保持长久稳定均匀。本发明的水性隔热玻璃涂料的制备方法，工艺操作简单，所制得的水性隔热玻璃涂料对近红外短波部分的隔热性能良好，并能够保持长久稳定均匀。

附图说明

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图中，

图1为本发明的隔热浆料的制备方法的流程示意图；

图2为本发明的水性隔热玻璃涂料的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。

本发明首先提供一种隔热浆料，其配方包括的组分及重量百分比如下：

纳米氧化石墨烯分散液 47-53％；

纳米ATO分散液 47.4-52.45％；

硅氧烷偶联剂 0.05-0.10％；

其中，所述纳米氧化石墨烯分散液包括纳米氧化石墨烯、第一分散剂、去离子水，所述纳米氧化石墨烯分散液中的纳米氧化石墨烯、第一分散剂及去离子水在所述隔热浆料中的重量百分比分别为1.5-4.0％、1.0-1.5％、44.5-47.5％；

所述纳米ATO分散液包括纳米ATO、第二分散剂及去离子水，所述纳米ATO分散液中的纳米ATO、第二分散剂及去离子水在所述隔热浆料中的重量百分比分别为0.750-2.75％、0.5-1.0％、46.15-48.70％。

具体地，所述第一分散剂可选自十六烷基三甲基溴化铵(TAB)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等；所述第二分散剂可选自TEGO Dispers755W、TEGO Dispers752W等；所述硅氧烷偶联剂可选用3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷。

本发明的隔热浆料，选用了纳米氧化石墨烯和纳米ATO为主要隔热材料，利用纳米ATO本身所具有的特殊光学性能，即在红外光区长波部分和紫外光区具有很高的阻隔率，在可见光区具有很高的透过率，同时结合纳米氧化石墨烯所具有的高隔热效率，可以有效加强红外光区辐射的反射，弥补纳米ATO对近红外短波部分区域隔热性能不足的缺陷。

请参阅图1，所述隔热浆料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、制备纳米氧化石墨烯分散液，按所述隔热浆料的配方，以预计制得的隔热浆料的总重量为基准，分别按重量比例称取纳米氧化石墨烯1.5-4.0％、第一分散剂1.0-1.5％、及去离子水44.5-47.5％，将称好的纳米氧化石墨烯和第一分散剂加到该步骤称取好的去离子水中混合，然后先经过研磨机研磨，再采用超声波分散，得到纳米氧化石墨烯分散液；

步骤2、制备ATO分散液，按所述隔热浆料的配方，按所述隔热浆料的配方，以预计制得的隔热浆料的总重量为基准，分别按重量比例称取纳米ATO0.750-2.75％、第二分散剂0.5-1.0％、及去离子水46.15-48.70％，将称取好的纳米ATO、第二分散剂加到该步骤称取好的去离子水中混合，然后先经过研磨机研磨，再采用超声波分散，得到ATO分散液；

步骤3、按所述隔热浆料的配方，按所述隔热浆料的配方，以预计制得的隔热浆料的总重量为基准，按重量比例称取硅氧烷偶联剂0.05-0.10％，将称取好的硅氧烷偶联剂与制得的纳米氧化石墨烯分散液及ATO分散液混合均匀，得到隔热浆料；

其中，所述步骤1和步骤2任意顺序进行。

具体地，所述步骤1中，经过研磨机研磨2-3h，采用超声波分散的超声波功率为75-125W，超声频率为30-50Khz，超声时间为10-15min；

具体地，所述步骤2中，经过研磨机研磨1-2h，采用超声波分散的超声波功率为500-1000W，超声频率为30-50Khz，超声时间为0.5-1h。

具体地，所述第一分散剂可选自十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮等；所述第二分散剂可选自TEGO Dispers755W、TEGO Dispers752W等。

本发明还提供一种使用上述隔热浆料的水性隔热玻璃涂料，其配方包括的组份及重量百分比如下：

具体地，所述水性丙烯酸树脂的固含量为35％-50％，分子量为22000-35000。

具体地，所述消泡剂可以是TEGO Airex902w、EFKA2526、海明斯德谦7580中的一种。

具体地，所述紫外光吸收剂紫外光吸收剂是水溶性的广谱紫外光吸收剂，可以是添加剂PR020。

具体地，所述润湿分散剂可以为Disponer W-519及Dispers 750W中的至少一种。

具体地，所述增稠剂可以为陶氏化学DR-72及德谦RHEOLATE 420中的至少一种。

本发明的水性隔热玻璃涂料，使用上述水性透明的隔热浆料，并同时采用了透明度高、附着力强的水性丙烯酸树脂，能在不影响玻璃采光前提下冬季达到节能保温效果，夏季达到节能降温效果，可以克服其他水性隔热涂料透明性不够，隔热效果不佳特别是对近红外短波区域隔热性能不理想的缺点，并保持长久稳定均匀。

请参阅图2，基于上述水性隔热玻璃涂料，本发明还提供一种水性隔热玻璃涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤10、按所述水性隔热玻璃涂料的配方，以预计制得的水性隔热玻璃涂料的总重量为基准，按重量比例称取水性丙烯酸树脂35.0-55.0％、隔热浆料35.0-55.0％、消泡剂0.2-0.5％、润湿分散剂0.01-0.03％，将称取好的的水性丙烯酸树脂置于容器中，在低速搅拌下将称取好的隔热浆料、消泡剂、润湿分散剂按顺序依次加入，然后在中速搅拌下分散，确保分散均匀；

步骤20、按所述水性隔热玻璃涂料的配方，以预计制得的水性隔热玻璃涂料的总重量为基准，按重量比例称取去离子水0-30％、紫外光吸收剂0.1-0.3％，在低速搅拌下缓慢加入该步骤称取好的去离子水及紫外光吸收剂，并使用增稠剂调整粘度到55-60KU；

步骤30、将调好粘度的物料过滤后灌装至内壁有防腐涂层的铁桶或塑料桶中，得到水性隔热玻璃涂料。

具体地，所述水性丙烯酸树脂的固含量为35％-50％，分子量为22000-35000。

具体地，所述消泡剂可以是TEGO Airex902w、EFKA2526、海明斯德谦7580中的一种。

具体地，所述紫外光吸收剂紫外光吸收剂是水溶性的广谱紫外光吸收剂，可以是添加剂PR020。

具体地，所述润湿分散剂可以为Disponer W-519及Dispers 750W中的至少一种。

具体地，所述增稠剂可以为陶氏化学DR-72及德谦RHEOLATE 420中的至少一种。

具体地，所述步骤10-20中，低速搅拌的搅拌转速为300-500r/min；

具体地，所述步骤10中，中速搅拌的搅拌转速为1000-1200r/min，中速搅拌下分散的时间为5-8min。

本发明的水性隔热玻璃涂料的制备方法，使用上述纳米ATO-纳米氧化石墨烯复合的水性透明的隔热浆料，并与一种透明度高、附着力强的水性丙烯酸树脂以及紫外光吸收剂、水性消泡剂及去离子水等制成水性隔热玻璃涂料，所制得的水性隔热玻璃涂料能在不影响玻璃采光前提下冬季达到节能保温效果，夏季达到节能降温效果，可以克服其他水性隔热涂料透明性不够，隔热效果不佳特别是对近红外短波区域隔热性能不理想的缺点，并保持长久稳定均匀。

综上所述，本发明的隔热浆料，选用了纳米氧化石墨烯和纳米ATO为主要隔热材料，利用纳米ATO本身所具有的特殊光学性能，即在红外光区长波部分和紫外光区具有很高的阻隔率，在可见光区具有很高的透过率，同时结合纳米氧化石墨烯所具有的高隔热效率，可以有效加强红外光区辐射的反射，弥补纳米ATO对近红外短波部分区域隔热性能不足的缺陷。本发明的隔热浆料的制备方法，工艺操作简单，所制得的隔热浆料在可见光部分有高透过率，同时又能满足在紫外线和红外线长短波部分均有高阻隔率。本发明的水性隔热玻璃涂料，使用上述水性透明的隔热浆料，并同时采用了透明度高、附着力强的水性丙烯酸树脂，能在不影响玻璃采光前提下冬季达到节能保温效果，夏季达到节能降温效果，可以解决现有透明性不够、隔热效果不佳的问题，特别是解决对近红外短波区域隔热性能不理想的问题，并保持长久稳定均匀。本发明的水性隔热玻璃涂料的制备方法，工艺操作简单，所制得的水性隔热玻璃涂料对近红外短波部分的隔热性能良好，并能够保持长久稳定均匀。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。