本发明涉及隔热涂料领域，尤其涉及一种玻璃节能透明气凝胶涂料。
背景技术：
由于全球变暖、温室气体排放日趋严重，节能降耗、减少co2气体排放己成为世界各国共同的目标。其中，建筑耗能最严重的是玻璃，玻璃面积占总建筑面积的10％～15％，而通过玻璃散热达到70％。普通玻璃对红外和紫外线的阻隔远远不够，人们采取了多种措施来解决玻璃隔热问题，比如采用隔热贴膜、热反射膜、low-e玻璃、中空玻璃等等，但其节能隔热性能仍然满足不了要求。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是提供一种玻璃节能透明气凝胶涂料，透明度，隔热效果显著。
一种玻璃节能透明气凝胶涂料，包括以下重量份数的原料：
优选地，所述成膜剂为水性丙烯酸树脂、聚丙烯、聚氨酯或苯丙乳液。
优选地，所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、十二碳醇酯或丙二醇丁醚。
优选地，所述硅酸盐为硅酸钠、硅酸钙、硅酸镁或硅酸钾。
优选地，所述金属化合物为氧化镁、氧化锌、氧化铝、氧化钙、碳化铝或碳化硅。
优选地，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷或聚甲基苯基硅氧烷。
优选地，所述固化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或二乙氨基丙胺。
优选地，所述分散剂为聚乙烯蜡、聚α-甲基苯乙烯或白油。
优选地，还包括紫外线吸收剂，所述紫外线吸收剂为2,4-二羟基二苯甲酮、2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并三唑或双(2,2,6,6-四甲基-4-啶基)癸二酸酯。
优选地，所述紫外线吸收剂的重量份数为0.3～0.6份。
本发明提供的一种玻璃节能透明气凝胶涂料，各原料之间相互配伍使得涂料与玻璃之间存在良好的键合，从而使得涂料耐水性强，可承受150次以上的水洗；还具有高的透明度和显著的隔热效果，可用于建筑或设备的保温、隔热。另外，采用上述原料制得的玻璃节能透明气凝胶涂料粒度分布均匀、性能稳定，透光性和隔热性能良好，具有生产能耗较小，生产成本低，对环境无污染，使用寿命长的特点。
具体实施方式
本发明公开了一种玻璃节能透明气凝胶涂料，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所述类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及引用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明提供的一种玻璃节能透明气凝胶涂料，包括以下重量份数的原料：
上述技术方案中，各原料之间相互配伍使得涂料与玻璃之间存在良好的键合，从而使得涂料耐水性强，可承受150次以上的水洗；还具有高的透明度和显著的隔热效果，可用于建筑或设备的保温、隔热。另外，采用上述原料制得的玻璃节能透明气凝胶涂料粒度分布均匀、性能稳定，透光性和隔热性能良好，具有生产能耗较小，生产成本低，对环境无污染，使用寿命长的特点。
二氧化硅气凝胶是一种具有无规则三维网络状骨架结构的多孔介质非晶态材料，其能够增强玻璃的隔热效果。在本发明的实施例中，为了避免玻璃表面被污染物污染影响玻璃的洁净效果，二氧化硅气凝胶为疏水性二氧化硅气凝胶；在其他实施例中，疏水性二氧化硅气凝胶为十三氟辛基三乙氧基硅烷改性的二氧化硅气凝胶；在另外的实施例中，
在本发明的实施例中，为了使得玻璃表面为超疏水，而又不影响玻璃的透明度，二氧化硅气凝胶的粒径为80～150nm。
在本发明中，二氧化硅气凝胶的重量份数为8～20份；在本发明的实施例中，二氧化硅气凝胶的重量份数为12～16份；在其他实施例中，二氧化硅气凝胶的重量份数为13～15份。
为了提高涂层与玻璃之间的粘结强度，在本发明的实施例中，成膜剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、十二碳醇酯或丙二醇丁醚。
本发明中，成膜剂的重量份数为80～120份；在本发明的实施例中，成膜剂的重量份数为90～110份；在其他实施例中，成膜剂的重量份数为95～105份。
成膜助剂能够提高涂层的均匀性和稳定性。在本发明的实施例中，成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、十二碳醇酯或丙二醇丁醚。
在本发明中，成膜助剂的重量份数为1～3份；在本发明的实施例中，成膜助剂的重量份数为1.5～2.5份；在其他实施例中，成膜助剂的重量份数为1.8～2.2份。
碳纤维用于提高玻璃的隔热性能。在本发明中，碳纤维的重量份数为2～5份；在本发明的实施例中，碳纤维的重量份数为2.5～4.5份；在其他实施例中，碳纤维的重量份数为3～4份。
硅酸盐能够进一步增加涂层的粗糙度，便于使得玻璃表面形成超疏水。在本发明的实施例中，硅酸盐为硅酸钠、硅酸钙、硅酸镁或硅酸钾。
在本发明中，硅酸盐的重量份数为0.5～1.5份；在本发明的实施例中，硅酸盐的重量份数为0.7～1.3份；在其他实施例中，硅酸盐的重量份数为0.8～1.2份。
金属化合物一方面能够提高玻璃的导热效率，另一方面还能够提高玻璃层的尺寸稳定性。在本发明的实施例中，金属化合物为氧化镁、氧化锌、氧化铝、氧化钙、碳化铝或碳化硅。
在本发明中，金属化合物的重量份数为2～5份；在本发明的实施例中，金属化合物的重量份数为2.5～4.5份；在其他实施例中，金属化合物的重量份数为3～4份。
流平剂用以改善涂料的流平性，使得涂料具有合适的表面张力和降低表面张力梯度的能力。在本发明的实施例中，流平剂为聚二甲基硅氧烷或聚甲基苯基硅氧烷。
在本发明中，流平剂的重量份数为0.3～0.8份；在本发明的实施例中，流平剂的重量份数为0.4～0.7份；在其他实施例中，流平剂的重量份数为0.5～0.6份。
在本发明的实施例中，固化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或二乙氨基丙胺，该固化剂能够提高涂料的尺寸稳定性。
在本发明中，固化剂的重量份数为0.5～1份；在本发明的实施例中，固化剂的重量份数为0.6～0.9份；在其他实施例中，固化剂的重量份数为0.7～0.8份。
分散剂能够提高各个原料之间的均匀性。在本发明的实施例中，分散剂为聚乙烯蜡、聚α-甲基苯乙烯或白油。
在本发明中，分散剂的重量份数为2～7份；在本发明的实施例中，分散剂的重量份数为3～6份；在其他实施例中，分散剂的重量份数为4～5份。
在本发明的实施例中，涂料中还包括紫外线吸收剂，紫外线吸收剂为2,4-二羟基二苯甲酮、2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并三唑或双(2,2,6,6-四甲基-4-啶基)癸二酸酯。上述紫外线吸收剂能够使得涂料具有吸收紫外线功能，从而使得玻璃具有防紫外线的功能和耐老化性能。
在本发明的实施例中，紫外线吸收剂的重量份数为0.3～0.6份；在其他实施例中，紫外线吸收剂的重量份数为0.35～0.55份；在另外的实施例中，紫外线吸收剂的重量份数为0.4～0.5份。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的玻璃节能透明气凝胶涂料进行详细描述。
实施例1
玻璃节能透明气凝胶涂料中包括重量份数为8份的二氧化硅气凝胶、重量份数为95份的水性丙烯酸树脂、重量份数为1.8份的十二碳醇酯、重量份数为2份的碳纤维、重量份数为0.7份的硅酸钾、重量份数为2份的氧化镁、重量份数为0.5份的聚二甲基硅氧烷、重量份数为0.7份的二乙烯三胺、重量份数为7份的聚乙烯蜡、重量份数为0.4份的双(2,2,6,6-四甲基-4-啶基)癸二酸酯。
实施例2
玻璃节能透明气凝胶涂料中包括重量份数为12份的二氧化硅气凝胶、重量份数为105份的苯丙乳液、重量份数为2.2份的2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、重量份数为5份的碳纤维、重量份数为1.3份的硅酸钙、重量份数为3份的氧化锌、重量份数为0.6份的聚甲基苯基硅氧烷、重量份数为0.8份的乙二胺、重量份数为4份的聚α-甲基苯乙烯、重量份数为0.5份的双(2,2,6,6-四甲基-4-啶基)癸二酸酯。
实施例3
玻璃节能透明气凝胶涂料中包括重量份数为20份的二氧化硅气凝胶、重量份数为90份的聚氨酯、重量份数为2.5份的丙二醇丁醚、重量份数为2.5份的碳纤维、重量份数为0.8份的硅酸镁、重量份数为4份的氧化铝、重量份数为0.3份的聚二甲基硅氧烷、重量份数为0.5份的二乙氨基丙胺、重量份数为2份的聚乙烯蜡、重量份数为0.35份的2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并三唑。
实施例4
玻璃节能透明气凝胶涂料中包括重量份数为16份的二氧化硅气凝胶、重量份数为110份的聚氨酯、重量份数为1.5份的2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、重量份数为4.5份的碳纤维、重量份数为0.5份的硅酸钙、重量份数为2.5份的氧化钙、重量份数为0.4份的聚甲基苯基硅氧烷、重量份数为0.6份的三乙烯四胺、重量份数为3份的聚α-甲基苯乙烯、重量份数为0.55份的双(2,2,6,6-四甲基-4-啶基)癸二酸酯。
实施例5
玻璃节能透明气凝胶涂料中包括重量份数为15份的二氧化硅气凝胶、重量份数为80份的聚丙烯、重量份数为1份的2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、重量份数为3份的碳纤维、重量份数为1.5份的硅酸钠、重量份数为4.5份的碳化铝、重量份数为0.7份的聚二甲基硅氧烷、重量份数为0.9份的二乙烯三胺、重量份数为6份的聚乙烯蜡、重量份数为0.3份的2,4-二羟基二苯甲酮。
实施例6
玻璃节能透明气凝胶涂料中包括重量份数为13份的二氧化硅气凝胶、重量份数为120份的聚丙烯、重量份数为3份的十二碳醇酯、重量份数为4份的碳纤维、重量份数为1.2份的硅酸镁、重量份数为5份的碳化硅、重量份数为0.8份的聚甲基苯基硅氧烷、重量份数为1份的己二胺、重量份数为5份的白油、重量份数为0.6份的2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并三唑。
实施例7
玻璃节能透明气凝胶涂料中包括重量份数为14份的二氧化硅气凝胶、重量份数为100份的水性丙烯酸树脂、重量份数为2份的丙二醇丁醚、重量份数为3.5份的碳纤维、重量份数为1份的硅酸钠、重量份数为3.5份的碳化硅、重量份数为0.55份的聚二甲基硅氧烷、重量份数为0.75份的乙二胺、重量份数为4.5份的白油、重量份数为0.45份的2,4-二羟基二苯甲酮。
对实施例1～7制得的玻璃节能透明气凝胶涂料的导热系数、透明度、耐水洗、隔热性能进行测试，其中导热系数、透明度、耐水洗的结果见表1，隔热性能的结果见表2。
透明度：7块玻璃上均喷涂1μm厚的实施例1～7的玻璃节能透明气凝胶涂料。
隔热性能：将实施例1～7的制得的玻璃节能透明气凝胶涂料涂覆在普通玻璃上，并利用隔热膜性能测试仪，在仪器左右两端各放置2块玻璃，其一端固定为普通玻璃(空白对照组)，另一端分别为放置涂有实施例1～7涂有玻璃节能透明气凝胶涂料的玻璃，另一块为空白玻璃，加热相同时间后，记录温度变化。
表1实施例1～7的导热系数、透明度、耐水洗的实验结果
表2实施例1～7和空白对照组的隔热性能实验结果
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。