本发明涉及节能材料技术领域，具体涉及一种用于玻璃的节能涂料及其制备方法。
背景技术：
面对日益严峻的能源危机，全球都在大力提倡节能减排。据统计，建筑能耗占人类能源消耗的30-40％，因此，提高建筑物保温隔热性能对于节约能源具有非常重要的意义。近年来，玻璃幕墙广泛被现代建筑所采用，玻璃幕墙所导致的光污染和能耗问题也越来越严峻。为此，各国建筑界都在不断地研发建筑玻璃节能方案。目前所使用的建筑玻璃节能方案主要包括采用中空玻璃、镀膜热反射玻璃和各种隔热玻璃贴膜。然而，这些节能方案的成本都较高。
实践证明，在建筑物玻璃上使用专用的节能涂料，可以有效地降低玻璃传热系数，隔热、隔紫外线，从而降低能耗、减少光污染。因此，提供一种原料成本低、制备工艺简单的玻璃专用节能涂料成为业内急需解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种用于玻璃的节能涂料及其制备方法，具有优良隔热性、附着力、耐磨性、硬度，抗老化性能好，制备方法简单易行，成本低廉，施工工艺简单，为玻璃的节能工作及节能改造提供性能优良的建筑材料，在不影响采光的前提下，削减红外线和紫外线，保温隔热，可以满足常规建筑的节能需要。
本发明提供了如下的技术方案：一种用于玻璃的节能涂料，包括以下份计的原料：
纳米级颗粒30～40份、防水隔热粉20～30份、中空玻璃微珠10～20份、填料5～10份、丙烯酸树脂5～10份、水玻璃2～8份、有机溶剂2～8份、消泡剂2～6份、固化剂1～5份、偶联剂1～3份、改性胶体型流变增稠剂1～3份和余量的去离子水；
所述纳米级颗粒包括以下份计的原料：纳米氧化钴10～20份、纳米氧化锆10～15份、纳米三氧化钼2～8份；
所述填料包括以下份计的原料：坡缕石粉1～5份、海泡石粉1～3份、聚氯化铝1~2份；
所述改性胶体型流变增稠剂包括以下份计的原料：聚乙烯醇0.2～0.8份、丙烯酰胺0.2～0.8份、过硫酸盐引发剂溶液0.2～0.4份、亚硫酸氢钠0.2～0.4份、正甲基丙烯酰胺0.1～0.3份和余量的水。
优选地，包括以下份计的原料：纳米级颗粒35份、防水隔热粉25份、中空玻璃微珠15份、填料7份、丙烯酸树脂7份、水玻璃5份、有机溶剂5份、消泡剂4份、固化剂3份、改性胶体型流变增稠剂2份和余量的去离子水；
所述纳米级颗粒包括以下份计的原料：纳米氧化钴15份、纳米氧化锆12份、纳米三氧化钼5份；
所述填料包括以下份计的原料：坡缕石粉3份、海泡石粉2份、聚氯化铝1份；
所述改性胶体型流变增稠剂包括以下份计的原料：聚乙烯醇0.5份、丙烯酰胺0.5份、过硫酸盐引发剂溶液0.3份、亚硫酸氢钠0.3份、正甲基丙烯酰胺0.2份和余量的水。
优选地，所述纳米氧化钴、纳米氧化锆和纳米三氧化钼的粒径为2~10nm。
优选地，所述有机溶剂为甲醇或者乙醇。
优选地，所述防水隔热粉包括以下份计的原料：活性碳酸钙10～20份、珍珠岩粉5～8份和云母粉5～7份。
优选地，所述消泡剂为硅酮改性合成物，所述固化剂为异氰酸酯类，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
优选地，所述丙烯酸树脂为水性丙烯酸树脂，制备方法为：在装有电动搅拌装置的烧瓶中，依次加入二羟甲基丙酸、异氰酸酯与丙烯酸多元醇在50~70℃搅拌反应1小时得到。
本发明还提供一种用于玻璃的节能涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、制备改性胶体型流变增稠剂
首先，在反应容器中按照配比加入水和聚乙烯醇，以200~300r/min条件下搅拌20~30min，并逐步加热升温至80~90℃；
其次，待聚乙烯醇完全融解后，自然冷却至50~60℃，然后依次按照配比加入丙烯酰胺、亚硫酸氢钠及正甲基丙烯酰胺，然后继续升温至70~80℃，升温过程中以90~100r/min保持搅拌，最后加入过硫酸盐引发剂溶液，反应1~1.5小时后得到所述改性胶体型流变增稠剂，备用；
（2）、制备填料
按照配比称取坡缕石粉、海泡石粉、聚氯化铝，将坡缕石粉和海泡石粉放入清水中浸泡1~2h，过滤干燥得到粗粉，向粗粉中加入3~8倍重量份的乙醇溶液，以200~300r/min搅拌30~40min，并保持温度为60~80℃，搅拌结束后过滤干燥到的精粉，将精粉与聚氯化铝混合均匀后得到所述填料，备用；
（3）、制备成品
将步骤（1）得到的改性胶体型流变增稠剂和步骤（2）得到的填料混合后加入反应容器，并按照配比加入剩余原料，充分混合后在800~900r/min条件下搅拌30~60min，并保持温度为60~80℃，自然冷却后得到的成品即为所述用于玻璃的节能涂料。
本发明的有益效果：具有优良隔热性、附着力、耐磨性、硬度，抗老化性能好，制备方法简单易行，成本低廉，施工工艺简单，为玻璃的节能工作及节能改造提供性能优良的建筑材料，在不影响采光的前提下，削减红外线和紫外线，保温隔热，可以满足常规建筑的节能需要，具体如下：
（1）、本发明适用于建筑的节能改造，施工后的玻璃具有很好的遮阳性、保温隔热性，可见光透过率高，遮阳系数低，隔热效果好的特点，且在自然条件或外界烘干的条件下进行固化，进而达到坚固、美观、平整的效果；
（2）、本发明中不含甲醛，游离tdi及二甲苯等有毒物质，其在生产过程和使用过程中不会造成环境污染和人体损害；
（3）、本发明中添加的纳米氧化钴、纳米氧化锆、纳米三氧化钼、水玻璃、中空玻璃微珠、坡缕石粉和海泡石粉，在各个组分的协同作用下，不仅起到了自清洁的作用，而且在高温处理后晶型不发生转变，从而保证了制备的自清洁钢化玻璃具有良好的自清洁效果；
（4）、本发明中添加活性碳酸钙、珍珠岩粉和云母粉作为防水隔热粉，提高了防水和隔热性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种用于玻璃的节能涂料，包括以下份计的原料：
纳米级颗粒30份；
防水隔热粉20份；
中空玻璃微珠10份；
填料5份；
丙烯酸树脂5份；
水玻璃2份；
有机溶剂2份；
消泡剂2份；
固化剂1份；
偶联剂1份；
改性胶体型流变增稠剂1份；
余量的去离子水；
所述纳米级颗粒包括以下份计的原料：纳米氧化钴10份、纳米氧化锆10份、纳米三氧化钼2份；
所述填料包括以下份计的原料：坡缕石粉1份、海泡石粉1份、聚氯化铝1份；
所述改性胶体型流变增稠剂包括以下份计的原料：聚乙烯醇0.2份、丙烯酰胺0.2份、过硫酸盐引发剂溶液0.2份、亚硫酸氢钠0.2份、正甲基丙烯酰胺0.1份和余量的水。
其中，所述纳米氧化钴、纳米氧化锆和纳米三氧化钼的粒径为2nm，所述有机溶剂为甲醇。
其中，所述防水隔热粉包括以下份计的原料：活性碳酸钙10份、珍珠岩粉5份和云母粉5份。
其中，所述消泡剂为硅酮改性合成物，所述固化剂为异氰酸酯类，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
其中，所述丙烯酸树脂为水性丙烯酸树脂，制备方法为：在装有电动搅拌装置的烧瓶中，依次加入二羟甲基丙酸、异氰酸酯与丙烯酸多元醇在50℃搅拌反应1小时得到。
本实施例中还提供一种用于玻璃的节能涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、制备改性胶体型流变增稠剂
首先，在反应容器中按照配比加入水和聚乙烯醇，以200r/min条件下搅拌20min，并逐步加热升温至80℃；
其次，待聚乙烯醇完全融解后，自然冷却至50℃，然后依次按照配比加入丙烯酰胺、亚硫酸氢钠及正甲基丙烯酰胺，然后继续升温至70℃，升温过程中以90r/min保持搅拌，最后加入过硫酸盐引发剂溶液，反应1小时后得到所述改性胶体型流变增稠剂，备用；
（2）、制备填料
按照配比称取坡缕石粉、海泡石粉、聚氯化铝，将坡缕石粉和海泡石粉放入清水中浸泡1h，过滤干燥得到粗粉，向粗粉中加入3倍重量份的乙醇溶液，以200r/min搅拌30min，并保持温度为60℃，搅拌结束后过滤干燥到的精粉，将精粉与聚氯化铝混合均匀后得到所述填料，备用；
（3）、制备成品
将步骤（1）得到的改性胶体型流变增稠剂和步骤（2）得到的填料混合后加入反应容器，并按照配比加入剩余原料，充分混合后在800r/min条件下搅拌30min，并保持温度为60℃，自然冷却后得到的成品即为所述用于玻璃的节能涂料
实施例2
一种用于玻璃的节能涂料，包括以下份计的原料：
纳米级颗粒40份；
防水隔热粉30份；
中空玻璃微珠20份；
填料10份；
丙烯酸树脂10份；
水玻璃8份；
有机溶剂8份；
消泡剂6份；
固化剂5份；
偶联剂3份；
改性胶体型流变增稠剂3份；
余量的去离子水；
所述纳米级颗粒包括以下份计的原料：纳米氧化钴20份、纳米氧化锆15份、纳米三氧化钼8份；
所述填料包括以下份计的原料：坡缕石粉5份、海泡石粉3份、聚氯化铝2份；
所述改性胶体型流变增稠剂包括以下份计的原料：聚乙烯醇0.8份、丙烯酰胺0.8份、过硫酸盐引发剂溶液0.4份、亚硫酸氢钠0.4份、正甲基丙烯酰胺0.3份和余量的水。
其中，所述纳米氧化钴、纳米氧化锆和纳米三氧化钼的粒径为10nm，所述有机溶剂为乙醇。
其中，所述防水隔热粉包括以下份计的原料：活性碳酸钙20份、珍珠岩粉8份和云母粉7份。
其中，所述消泡剂为硅酮改性合成物，所述固化剂为异氰酸酯类，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
其中，所述丙烯酸树脂为水性丙烯酸树脂，制备方法为：在装有电动搅拌装置的烧瓶中，依次加入二羟甲基丙酸、异氰酸酯与丙烯酸多元醇在50~70℃搅拌反应1小时得到。
本实施例中还提供一种用于玻璃的节能涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、制备改性胶体型流变增稠剂
首先，在反应容器中按照配比加入水和聚乙烯醇，以300r/min条件下搅拌30min，并逐步加热升温至90℃；
其次，待聚乙烯醇完全融解后，自然冷却至60℃，然后依次按照配比加入丙烯酰胺、亚硫酸氢钠及正甲基丙烯酰胺，然后继续升温至80℃，升温过程中以100r/min保持搅拌，最后加入过硫酸盐引发剂溶液，反应1.5小时后得到所述改性胶体型流变增稠剂，备用；
（2）、制备填料
按照配比称取坡缕石粉、海泡石粉、聚氯化铝，将坡缕石粉和海泡石粉放入清水中浸泡2h，过滤干燥得到粗粉，向粗粉中加入8倍重量份的乙醇溶液，以300r/min搅拌40min，并保持温度为80℃，搅拌结束后过滤干燥到的精粉，将精粉与聚氯化铝混合均匀后得到所述填料，备用；
（3）、制备成品
将步骤（1）得到的改性胶体型流变增稠剂和步骤（2）得到的填料混合后加入反应容器，并按照配比加入剩余原料，充分混合后在900r/min条件下搅拌60min，并保持温度为80℃，自然冷却后得到的成品即为所述用于玻璃的节能涂料。
实施例3
一种用于玻璃的节能涂料，包括以下份计的原料：
纳米级颗粒35份；
防水隔热粉25份；
中空玻璃微珠15份；
填料7.5份；
丙烯酸树脂7.5份；
水玻璃5份；
有机溶剂5份；
消泡剂4份；
固化剂3份；
偶联剂2份；
改性胶体型流变增稠剂2份；
余量的去离子水；
所述纳米级颗粒包括以下份计的原料：纳米氧化钴15份、纳米氧化锆12.5份、纳米三氧化钼5份；
所述填料包括以下份计的原料：坡缕石粉3份、海泡石粉2份、聚氯化铝1.5份；
所述改性胶体型流变增稠剂包括以下份计的原料：聚乙烯醇0.5份、丙烯酰胺0.5份、过硫酸盐引发剂溶液0.3份、亚硫酸氢钠0.3份、正甲基丙烯酰胺0.2份和余量的水。
其中，所述纳米氧化钴、纳米氧化锆和纳米三氧化钼的粒径为6nm，有机溶剂为乙醇。
其中，所述防水隔热粉包括以下份计的原料：活性碳酸钙15份、珍珠岩粉6.5份和云母粉6份。
其中，所述消泡剂为硅酮改性合成物，所述固化剂为异氰酸酯类，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
其中，所述丙烯酸树脂为水性丙烯酸树脂，制备方法为：在装有电动搅拌装置的烧瓶中，依次加入二羟甲基丙酸、异氰酸酯与丙烯酸多元醇在60℃搅拌反应1小时得到。
本发明还提供一种用于玻璃的节能涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、制备改性胶体型流变增稠剂
首先，在反应容器中按照配比加入水和聚乙烯醇，以250r/min条件下搅拌25min，并逐步加热升温至85℃；
其次，待聚乙烯醇完全融解后，自然冷却至55℃，然后依次按照配比加入丙烯酰胺、亚硫酸氢钠及正甲基丙烯酰胺，然后继续升温至75℃，升温过程中以95r/min保持搅拌，最后加入过硫酸盐引发剂溶液，反应1小时后得到所述改性胶体型流变增稠剂，备用；
（2）、制备填料
按照配比称取坡缕石粉、海泡石粉、聚氯化铝，将坡缕石粉和海泡石粉放入清水中浸泡1.5h，过滤干燥得到粗粉，向粗粉中加入5倍重量份的乙醇溶液，以250r/min搅拌35min，并保持温度为70℃，搅拌结束后过滤干燥到的精粉，将精粉与聚氯化铝混合均匀后得到所述填料，备用；
（3）、制备成品
将步骤（1）得到的改性胶体型流变增稠剂和步骤（2）得到的填料混合后加入反应容器，并按照配比加入剩余原料，充分混合后在850r/min条件下搅拌45min，并保持温度为70℃，自然冷却后得到的成品即为所述用于玻璃的节能涂料。
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。