技术领域
本发明涉及一种化工涂料，尤其涉及一种隔热涂料及其制备方法。
背景技术：
热玻璃的应用领域非常广泛，但现有的隔热玻璃存在以下缺陷：隔热保温性能不完善、工艺复杂、成本高。如现有的隔热玻璃中广泛的使用了Ag纳米薄膜或F掺杂的SnO2薄膜(FTO)等作为隔热涂层，其制造工艺中必须使用化学气相沉积(CVD)方法，其使用的仪器昂贵，从而提高了隔热涂料的成本。
在已公开的专利文献中，记载有一些隔热涂料，Sb掺杂的SnO2(ATO)由于其自身的载流子浓度等因素的影响，使其等离子体截止频率处于近红外区，因此对近红外区的辐射有较好的反射和吸收作用，但ATO中含有的Sb元素是有一定毒性的重金属元素。而Sn掺杂的In2O3(ITO)则具有相当高的红外阻隔效果和高度的可见光透明性，但是In元素属于贵重的金属元素，在地球上的存储量很有限，且In元素的使用还提高了原料的成本，导致无法广泛使用。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种制备成本低的复合隔热涂料及其制备方法，以克服现有技术的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种隔热涂料，其按涂料重量100份计包括以下组份：
硫化物 5-12份；
ATO和/或ITO 0-15份；
分散剂 1-3份；
溶剂 33-53份；
成膜剂 40-58份。
优选的，所述溶剂包括以下组分的一种或多种：水、醇类和酮类。
优选的，所述醇类为以下组分的一种或多种：乙醇，甲醇，正丙醇，异丙醇，正丁醇和叔丁醇。
优选的，所述酮类为丙酮。
优选的，所述硫化物的化学式可表示为：M1±xS，所述x值满足如下条件：0≤x≤1；所述M可以代表Cu、Pb、Fe、Ni、Ag、Co、Sn、Cu和Fe。
优选的，所述硫化物为以下组分的一种或多种：Cu的硫化物、Pb的硫化物、Fe的硫化物、Ag的硫化物、Ni的硫化物、Co的硫化物、Sn的硫化物、Cu和Fe的硫化物。
优选的，所述硫化物为Cu的硫化物。
优选的，所述分散剂为以下组分的一种或多种：Hydropalat 3275、Hydropalat 5040和十二烷基苯磺酸钠SDBS。
本发明实施例还提供了一种隔热涂料的制备方法，其步骤如下：将硫化物5-12份、ATO和/或ITO 0-15份、分散剂1-3份；溶剂33-53份，进行混合使之形成混合物；在搅拌和超声条件下对混合物分散10-15分钟；在550-650转速条件下对混合物球磨分散10-12小时，形成隔热浆料；在搅拌条件下向上述隔热浆料加入40-58份的成膜剂，获得隔热涂料。
与现有技术相比，本发明的优点包括：
本发明所提供的隔热涂料及其制备方法，因该隔热涂料中包含有金属硫化物，减少了隔热涂料中ATO和/或ITO的使用量，也保证了隔热涂料的透光及隔热性能，降低了涂料的原料成本；同时该隔热涂料制备工艺简单，对设备要求低，降低了生产成本。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例的一个方面提供了一种隔热涂料，其按涂料重量100份计包括以下组份：
硫化物 5-12份；
ATO和/或ITO 0-15份；
分散剂 1-3份；
溶剂 33-53份；
成膜剂 40-58份。
优选的，所述溶剂包括以下组分的一种或多种：水、醇类和酮类。
优选的，所述醇类为以下组分的一种或多种：乙醇，甲醇，正丙醇，异丙醇，正丁醇和叔丁醇。
优选的，所述酮类为丙酮。
优选的，所述硫化物的化学式可表示为：M1±xS，所述x值满足如下条件：0≤x≤1；所述M可以代表Cu、Pb、Fe、Ni、Ag、Co、Sn、Cu和Fe。
优选的，所述硫化物为以下组分的一种或多种：Cu的硫化物、Pb的硫化物、Fe的硫化物、Ag的硫化物、Ni的硫化物、Co的硫化物、Sn的硫化物、Cu和Fe的硫化物。
优选的，所述硫化物为Cu的硫化物。
优选的，所述分散剂为以下组分的一种或多种：Hydropalat 3275、Hydropalat 5040和十二烷基苯磺酸钠SDBS。
本发明实施例的一个方面还提供了一种隔热涂料的制备方法，其步骤如下：将硫化物5-12份、ATO和/或ITO 0-15份、分散剂1-3份；溶剂33-53份，进行混合使之形成混合物；在搅拌和超声条件下对混合物分散10-15分钟；在550-650转速条件下对混合物球磨分散10-12小时，形成隔热浆料；在搅拌条件下向上述隔热浆料加入40-58份的成膜剂，获得隔热涂料。
实施例1
按以下各组分进行以下操作：将5份硫化物(Cu1.4S)、10份 ATO和/或ITO(5份ATO、5份ITO)、1份分散剂(1份Hydropalat 3275)、35份溶剂(35份水)混合使之形成混合物；在搅拌和超声条件下对混合物分散10分钟；然后在550转速条件下对混合物球磨分散10小时，形成隔热浆料。
在剧烈搅拌下向上述隔热浆料中加入49％的成膜剂(30％的水性聚氨酯、10％的聚乙烯醇和9％的聚乙烯醇缩丁醛)，形成均匀隔热涂料，将该涂料均匀地刷涂在玻璃表面形成涂料薄膜，然后测试薄膜的红外阻隔率和可见透光率。
对上述实施例制备的隔热涂料的粒子直径的测量是通过激光动态光散射仪进行测量的。
上述实施例中所用的醇类为以下组分一种或多种：乙醇，甲醇，正丙醇，异丙醇，正丁醇和叔丁醇，所用的酮类为丙酮。所述SDBS为十二烷基苯磺酸钠。
从上述实施例可知隔热涂料的各种理化性能参数，其粒子直径小，红外阻隔率高、可见透光率高。该隔热涂料中因包含有硫化物，降低了隔热涂料中的ATO和/或ITO的含量，降低了隔热涂料的原料成本；同时该隔热涂料制备工艺简单，对设备要求低，降低了隔热涂料的生产成本。
上述所有实施例中的原材料ATO、ITO和分散剂可以购买的方式直接获得，或根据现有文献中的记载进行制备而得。所述金属硫化物以铜为例可采用以下方法制备而得：将铜盐溶于去离子水中，加入一定量的三乙醇胺，混合均匀后；在搅拌状态下加入氨水，最后加入硫脲溶液，均匀搅拌30min后得到前体溶液。将此前体溶液在70℃的环境中加热2h，离心分离出黑褐色粉末，洗涤数次，干燥待用，元素分析其成分为Cu1.4S。
其中，上述可溶性铜盐类可以为氯化铜、硝酸铜、硫酸铜、或醋酸铜。其他金属的硫化物的制备也可以使用相应的氯化物，硝酸盐，硫酸盐，醋酸盐等来制备。
上述制备得到的Cu1.4S还可以通过在H2/N2、H2/Ar、N2/Ar，N2气氛中或在真空中退火的方式实现化学计量比的变化。
本发明的硫化物除了上述实施例中涉及的几个，还包括其他很多中，只要化学式满足为：M1±xS，所述x满足如下条件：0≤x≤1；所述M代表Cu、Ag、Pb、Fe、Co、Ni、Sn、Cu和Fe；如Cu和Fe的硫化物CuFeS2都可作为本发明的隔热涂料中的硫化物原材料。因为硫化物中常会产生金属原子或硫原子的空位，这些空位由自由载流子占据，硫化物体系中的这些自由载流子和ITO、ATO中的自由载流子类似，对红外辐射有很强的吸收和反射作用，而对可见光范围的辐射又较好的透过作用；另外对于部分硫化物来说，其禁带跃迁处于近红外区，因而在近红外区会产生较强的吸收作用。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。