专利名称：纳米玻璃隔热涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种涂料，特别是涉及一种用于建筑节能的纳米玻璃隔热涂料及其制 备方法。
背景技术：
纳米玻璃隔热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。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。水性纳米玻璃保温隔热涂料为浅蓝色无毒、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，采用先进的有机无机杂化技术制备而成，制备工艺简单，施工方 便，在常温下，该涂料20min即可成膜、表干，5 7天左右完全固化，成膜后在玻璃表面形成 一层8 IOum的浅蓝色薄膜，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。水性纳米玻璃隔热涂料具有以下的特点(1)以水作为溶剂，VOC含量很低，不含 芳香类化合物，甲醛与重金属含量低，使用上安全、环保，对生态不会引起破坏；(2)粘度较 低，淋涂或采用其他方法施工时，可以依靠涂料的重力和流平性得到较薄的均勻涂层；(3) 具有优异的耐水性和抗划伤性，涂膜的硬度可达到4H;4、涂膜耐冲击性较好，且具有一定 的弹性，安全系数较高。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。
发明内容
本发明实施例提供一种纳米玻璃隔热涂料及其制备方法，是一种水性纳米玻璃隔 热涂料，可解决现有水性玻璃隔热涂料的隔热效果不好的缺点，实现了产品质量稳定，而且 提高纳米玻璃隔热涂料在玻璃表面的附着力。本发明解决技术问题是通过下述技术方案实现的本发明实施例提供一种玻璃隔热涂料，该隔热涂料包含多元醇A组分和固化剂B组分两个组分，所述多元醇A组分与固化剂B组分按质 量比10 1的比例混合后制成该隔热涂料；
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其中，所述多元醇A组分是以纳米氧化锡锑浆料和水性聚氨酯按质量比4 1 1 1的比例混合分散后，加入占多元醇A组分和固化剂B组分总质量1.7 15%的助剂， 在400r/min 450r/min的转速下分散60分钟，制得的多元醇A组分；其中，助剂包括附 着力促进剂、润湿剂、流平剂、消泡剂和增稠剂；所述多元醇A组分所用的纳米氧化锡锑浆料是以纳米氧化锡锑、按体积比1 1 混合形成的水和无水乙醇的混合物、聚合物阴离子分散剂为原料，将纳米氧化锡锑、水和无 水乙醇的混合物、聚合物阴离子分散剂按质量比为1 4 0.15的比例混合形成混合体 系，调节混合体系的PH值为11，在转速为6000r/min的条件下分散3小时，用功率为1000W 的超声发生器进行超声分散10分钟后，制得的固含量为20%的水性纳米氧化锡锑浆料；所述固化剂B组分采用异氰酸酯类固化剂。本发明实施例还提供一种纳米玻璃隔热涂料的制备方法，包括制备多元醇A组分制备多元醇A组分所用的纳米氧化锡锑浆料以纳米氧化锡锑、水和无水乙醇按体积比1 1混合后形成的混合物、聚合物阴离 子分散剂为原料；将所述纳米氧化锡锑、水和无水乙醇的混合物、聚合物阴离子分散剂按质量比为 1:4: 0. 15的比例混合形成混合体系，调节混合体系的pH值为11，在转速为6000r/min 的条件下分散3小时，用超声发生器进行超声分散10分钟后，制得固含量为20%的水性纳 米氧化锡锑浆料；制备多元醇A组分以水性聚氨酯、助剂和上述制得的纳米氧化锡锑浆料为原料，其中，助剂包括附 着力促进剂、润湿剂、流平剂、消泡剂和增稠剂；将水性聚氨酯与纳米氧化锡锑浆料按质量比4 1 1 1的比例混合分散后， 再加入助剂中的附着力促进剂、润湿剂、流平剂、消泡剂和增稠剂，在400r/min 450r/min 的转速下分散60分钟，制得多元醇A组分，将多元醇A组分放置至少12小时后与作为固化 剂B组分按质量比为10 1的比例混合，分散15分钟后制得纳米玻璃隔热涂料。通过上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例的纳米玻璃隔热 涂料采用多元醇A组分和固化剂B组分混合而成，其中，多元醇A组分由纳米氧化锡锑浆料 与水性聚氨酯混合分散后加入助剂制成。由于在作为玻璃清漆的多元醇A组分中添加纳米 级的金属氧化物(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，且具有较高 的可见光透过率，使得该纳米玻璃隔热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。该隔热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。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。实施例一本实施例提供一种纳米玻璃隔热涂料，可涂刷在玻璃上成膜，起到阻隔热量和紫外线的功能，该隔热涂料包含多元醇A组分和固化剂B组分；其中，多元醇A组分是以纳米氧化锡锑浆料和水性聚氨酯按质量比4 1 1 1 的比例混合后，在800r/min的转速下分散30min后，加入占多元醇A组分和固化剂B组分 总质量1. 7 15%的助剂，在400r/min 450r/min的转速下分散60分钟，制得的多元醇 A组分；其中，助剂包括附着力促进剂、润湿剂、流平剂、消泡剂和增稠剂；所述多元醇A组分中所用的纳米氧化锡锑浆料是以纳米氧化锡锑、按体积比1 1 混合形成的水和无水乙醇的混合物、聚合物阴离子分散剂为原料，将纳米氧化锡锑、水和无 水乙醇的混合物、聚合物阴离子分散剂按质量比为1 4 0.15的比例混合形成混合体 系，调节混合体系的PH值为11，在转速为6000r/min的条件下分散3小时，用功率为1000W 的超声发生器进行超声分散10分钟后，制得的固含量为20%的水性纳米氧化锡锑浆料。固化剂B组分采用异氰酸酯类固化剂，如采用bayhydur XP2655等。将制得的多元醇A组分放置至少12小时后与作为固化剂B组分的异氰酸酯类固 化剂按质量比为10 1的比例混合，分散15分钟后即制得纳米玻璃隔热涂料。上述多元醇A组分中所用的助剂中的润湿剂采用Surfynol 104系列的非离子表 面活性剂，润湿剂用量为占多元醇A组分和固化剂B组分总质量的0. 5 2% ；所用的流 平剂采用无溶剂型改性聚硅氧烷，流平剂用量为占多元醇A组分和固化剂B组分总质量的 0. 1 3% ；所用的增稠剂采用非离子聚氨酯增稠剂，增稠剂用量为占多元醇A组分和固化 剂B组分总质量的0. 1 2%;所用的消泡剂采用聚醚改性硅氧烷，消泡剂用量为占多元醇 A组分和固化剂B组分总质量的0. 5 3% ；附着力促进剂采用硅烷偶联剂，附着力促进剂 的用量为组成纳米玻璃隔热涂料的多元醇A组分和固化剂B组分的总质量的0. 5 5%，附 着力促进剂可保证涂刷后的附着力。下面结合具体的制备过程，对上述玻璃隔热涂料的制备方法作进一步说明制备纳米氧化锡锑浆料以纳米氧化锡锑(纳米ΑΤΟ)、水+无水乙醇(按体积比为1 1混合)、聚合物阴 离子分散剂为原料，按纳米氧化锡锑(纳米ΑΤΟ)、水+无水乙醇(体积比为1 1混合)的 混合物、聚合物阴离子分散剂按质量比为1 4 0.15的比例混合形成混合体系，用氢氧 化钠溶液调节形成的混合体系的PH值为11，在高速分散机(可采用上海普申化工机械有限 公司生产的JSF-400搅拌砂磨分散多用机)上用6000r/min的转速分散3小时，然后用功 率为1000W的超声发生器(可采用中科院东海研究站生产的1000W的超声发生器)进行超 声分散lOmin，制得固含量为20%的水性纳米ATO浆料即为纳米氧化锡锑浆料，备用；可进 一步用粒度测定仪检测水性纳米ATO浆料的粒径分布；制备多元醇A组分多元醇A组分取一定量的水性聚氨酯，加入上述制得的纳米ATO浆料，水性聚氨 酯、纳米ATO浆料按质量比4 3混合，可同时加入水对水性聚氨酯进行稀释，则按水性聚 氨酯、纳米ATO浆料、水的质量比为4 3 1取各原料，在800r/min的转速下分散30min， 加入附着力促进剂、润湿剂、流平剂和消泡剂，在400r/min的转速下分散30分钟，再加入增 稠剂，在450r/min的转速下分散30分钟，制得多元醇A组分，放置；固化剂B组分采用异氰酸酯类固化剂，如采用bayhydur XP2655等；将多元醇A组分和固化剂B组分按多元醇A组分与固化剂B组分的质量比为10 1的比例混合，分散15min，混合均勻后，用200目的滤布过滤后即得到纳米玻璃隔热 涂料。用上述制得的纳米玻璃隔热涂料在干净的玻璃板上面淋涂涂膜，涂膜在80°C条件 下烘干3小时，对膜的相关性能进行检测，见后面表1。对干燥后涂膜的外观、铅笔硬度(GB/T6739-2006)、附着力(GB/T9286-1998)、耐 水性(GB/T1733-1993)、隔热效果进行实验室检测，检测方法以国标为依据。实施例二本实施例提供一种纳米玻璃隔热涂料，可涂刷在玻璃上成膜，起到阻隔热量和紫 外线的功能，该隔热涂料包含多元醇A组分和固化剂B组分；各组分及用量与实施例一中给出的基本相同，不同的是多元醇A组分所用的水性 聚氨酯、纳米ATO浆料的比例按质量比为4 2，可同时加入水对水性聚氨酯进行稀释，则按 水性聚氨酯、纳米ATO浆料、水的质量比为4 2 2取各原料，多元醇A组分制备方法同 上述实施例一，在此不再重复。制备纳米玻璃隔热涂料，所得的涂料相同的方法涂膜后，对涂膜相关性能检测，见 后面表1。实施例三本实施例提供一种纳米玻璃隔热涂料，可涂刷在玻璃上成膜，起到阻隔热量和紫 外线的功能，该隔热涂料包含多元醇A组分和固化剂B组分；各组分及用量与实施例一中给出的基本相同，不同的是多元醇A组分所用的水性 聚氨酯、纳米ATO浆料的比例按质量比为4 1，可同时加入水对水性聚氨酯进行稀释，则按 水性聚氨酯、纳米ATO浆料、水的质量比为4 1 3取各原料，多元醇A组分制备方法同 上述实施例一，在此不再重复。制备纳米玻璃隔热涂料，所得的涂料相同的方法涂膜后，对涂膜相关性能检测，见 后面表1。实施例四本实施例提供一种纳米玻璃隔热涂料，可涂刷在玻璃上成膜，起到阻隔热量和紫 外线的功能，该隔热涂料包含多元醇A组分和固化剂B组分；各组分及用量与实施例一中给出的基本相同，不同的是多元醇A组分所用的水性 聚氨酯、纳米ATO浆料的比例按质量比为4 4，多元醇A组分制备方法同上述实施例一，在 此不再重复。制备纳米玻璃隔热涂料，所得的涂料相同的方法涂膜后，对涂膜相关性能检测，见 后面表1。表1实施例一 实施例四涂膜相关性能检测结果 从表中数据可知，当ATO浆料与聚氨酯比例为1 1时，涂膜表面不够平整，而且 涂膜硬度和耐水都有所下降，这可能是由于成膜物质没有完全覆盖玻璃表面造成的。当ATO 浆料的含量较少时，涂膜的隔热效果一般，所以可确定ATO与水性聚氨酯比例为3 4为最 佳配比。按照实施例一的原料配比制备所得的涂料进行综合性能的检测，检测结果如下表 2。表2纳米玻璃隔热涂料检测结果 综上所述，本发明实施例的纳米玻璃隔热涂料采用多元醇A组分和固化剂B组分 混合而成，由于多元醇A组分是由纳米氧化锡锑浆料与水性聚氨酯混合分散，并加入润湿 齐U、流平剂、增稠剂和消泡剂等各种助剂制成，而纳米玻璃隔热涂料由于中添加了纳米级的 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，且具有较高的可 见光透过率，使得该纳米玻璃隔热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。该纳米玻璃隔热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。可广泛应用于建筑物玻璃门窗、玻璃幕墙、汽车玻璃等。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，
8任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范 围为准。
权利要求
一种纳米玻璃隔热涂料，其特征在于，该隔热涂料包含多元醇A组分和固化剂B组分两个组分，所述多元醇A组分与固化剂B组分按质量比10∶1的比例混合后制成该隔热涂料；其中，所述多元醇A组分是以纳米氧化锡锑浆料和水性聚氨酯按质量比4∶1～1∶1的比例混合分散后，加入占多元醇A组分和固化剂B组分总质量1.7～15％的助剂，在400r/min～450r/min的转速下分散60分钟，制得的多元醇A组分；其中，助剂包括附着力促进剂、润湿剂、流平剂、消泡剂和增稠剂；所述多元醇A组分所用的纳米氧化锡锑浆料是以纳米氧化锡锑、按体积比1∶1混合形成的水和无水乙醇的混合物、聚合物阴离子分散剂为原料，将纳米氧化锡锑、水和无水乙醇的混合物、聚合物阴离子分散剂按质量比为1∶4∶0.15的比例混合形成混合体系，调节混合体系的pH值为11，在转速为6000r/min的条件下分散3小时，用功率为1000W的超声发生器进行超声分散10分钟后，制得的固含量为20％的水性纳米氧化锡锑浆料；所述固化剂B组分采用异氰酸酯类固化剂。
2.如权利要求1所述的纳米玻璃隔热涂料，其特征在于，所述多元醇A组分所用的纳米 氧化锡锑浆料中调节混合体系的PH值为11是采用氢氧化钠溶液作为pH调节剂。
3.如权利要求1所述的纳米玻璃隔热涂料，其特征在于，所述多元醇A组分中加入助剂 中的润湿剂采用非离子表面活性剂，其结构为炔二醇结构，其用量为占多元醇A组分和固 化剂B组分总质量的0. 5 2%。
4.如权利要求1所述的纳米玻璃隔热涂料，其特征在于，所述多元醇A组分中加入助剂 中的流平剂采用无溶剂型改性聚硅氧烷，其用量为占多元醇A组分和固化剂B组分总质量 的0. 1 3%。
5.如权利要求1所述的纳米玻璃隔热涂料，其特征在于，所述多元醇A组分中加入助剂 中的增稠剂采用非离子聚氨酯增稠剂，其用量为占多元醇A组分和固化剂B组分总质量的 0. 1 2% ；所述多元醇A组分中加入助剂中的消泡剂采用聚醚改性硅氧烷，其用量为占多元醇A 组分和固化剂B组分总质量的0. 5 3% ；
6.如权利要求1所述的纳米玻璃隔热涂料，其特征在于，所述多元醇A组分中加入助剂 中的附着力促进剂采用硅烷偶联剂，附着力促进剂的用量为占多元醇A组分和固化剂B组 分总质量的0.5 5%。
7.—种纳米玻璃隔热涂料的制备方法，其特征在于，包括制备多元醇A组分制备多元醇A组分所用的纳米氧化锡锑浆料以纳米氧化锡锑、水和无水乙醇按体积比1 1混合后形成的混合物、聚合物阴离子分 散剂为原料；将所述纳米氧化锡锑、水和无水乙醇的混合物、聚合物阴离子分散剂按质量比为 1:4: 0. 15的比例混合形成混合体系，调节混合体系的pH值为11，在转速为6000r/min 的条件下分散3小时，用超声发生器进行超声分散10分钟后，制得固含量为20%的水性纳 米氧化锡锑浆料；制备多元醇A组分以水性聚氨酯、助剂和上述制得的纳米氧化锡锑浆料为原料，其中，助剂包括附着力 促进剂、润湿剂、流平剂、消泡剂和增稠剂；将水性聚氨酯与纳米氧化锡锑浆料按质量比4 1 1 1的比例混合分散后，再加 入助剂中的附着力促进剂、润湿剂、流平剂、消泡剂和增稠剂，在400r/min 450r/min的转 速下分散60分钟，制得多元醇A组分，将多元醇A组分放置至少12小时后与作为固化剂B 组分按质量比为10 1的比例混合，分散15分钟后制得纳米玻璃隔热涂料。
8.如权利要求7所述的纳米玻璃隔热涂料的制备方法，其特征在于，所述制备纳米氧 化锡锑浆料中的调节混合体系的PH值为11采用的pH调节剂为氢氧化钠溶液；所述用超声波发生器进行超声分散10分钟中所用的超声波发生器的功率为1000W。
9.如权利要求7所述的纳米玻璃隔热涂料的制备方法，其特征在于，所述制备多元醇A 组分步骤中，所用的附着力促进剂的用量为占所述占多元醇A组分和固化剂B组分总质量 的0. 5 5% ；所用的润湿剂采用非离子表面活性剂，润湿剂用量为占多元醇A组分和固化 剂B组分总质量的0. 5 2% ；所用的流平剂采用无溶剂型改性聚硅氧烷，流平剂用量为占 多元醇A组分和固化剂B组分总质量的0. 1 3% ；所用的增稠剂采用非离子聚氨酯增稠 剂，增稠剂用量为占多元醇A组分和固化剂B组分总质量的0. 1 2% ；所用的消泡剂采用 聚醚改性硅氧烷，消泡剂用量为占多元醇A组分和固化剂B组分总质量的0. 5 3%。
10.如权利要求7所述的玻璃隔热涂料的制备方法，其特征在于，所述方法中所用的固 化剂B组分为异氰酸酯类固化剂。
全文摘要
本发明公开一种玻璃隔热涂料及其制备方法，属涂料领域。该涂料包含A、B两个组分，多元醇A组分由水性聚氨酯与纳米氧化锡锑浆料按4∶1～1∶1的质量比混合而成；固化剂用异氰酸酯类固化剂；A、B组分的质量比为10∶1，多元醇A组分中纳米氧化锡锑浆料是以纳米氧化锡锑、水和无水乙醇(按体积比1∶1混合)的混合物、聚合物阴离子分散剂为原料制备而成的固含量为20％的水性氧化锡锑浆料；纳米玻璃隔热涂料是以水性聚氨酯、纳米氧化锡锑浆料、水、附着力促进剂、润湿剂、流平剂、增稠剂、消泡剂和异氰酸酯类固化剂为原料制得的纳米玻璃隔热涂料。该涂料制备简单，成本低，隔热性能好，具有经济、环保、安全等优点。
文档编号C03C17/32GK101885943SQ20101023778
公开日2010年11月17日 申请日期2010年7月23日 优先权日2010年7月23日
发明者刘东华, 李晓慧, 赵雅文, 郭祥恩 申请人:富思特制漆(北京)有限公司