专利名称：：透明导电隔热纳米复合涂料的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种纳米复合涂料，尤其涉及一种可用于玻璃表面涂刷的透明导电隔热纳米复合涂料。技术背景研发一种可涂于建筑玻璃、汽车玻璃表面的透明导电隔热纳米复合涂料，以增强建筑玻璃及汽车玻璃的防静电和隔热效果，是国内外涂料行业的追求目标。中国发明专利CN1249321A于2000年04月05日公开了一种可涂于建筑物外墙或金属表面的水性反辐射隔热涂料，由丙烯酸合成乳液、反辐射陶瓷填料、隔热硅酸盐空心填料、颜填料、涂料助剂、稀释剂水组成。该涂料组分中使用的是普通无机隔热粉，制成的涂料虽具有隔热性但不具有透明性和导电性。中国发明专利CN1563231A于2005年01月12日公开了一种可涂于玻璃、透明树脂、金属及水泥表面的纳米透明隔热复合涂料，该涂料由聚氨酯树脂，聚硅氧烷树脂，聚丙烯酸树脂，纳米铟锡氧化物(ITO)粉体，纳米锡锑氧化物(ATO)粉体，涂料助剂和稀释剂等组成。该涂料中使用的是纳米铟锡氧化物(ITO)和纳米锑锡氧化物(AT0)制成的涂料带有兰色，只具有隔热性和透明性未见有导电性。世界知识产权组织WIPO国际公布号为WO2000/009446的国际专利申请于2000年02月24日公开了一种透明导电纳米复合涂料及制备方法。该涂料组分中使用的是纳米铟锡氧化物(ITO)，在组分中未见有使用纳米锌镓氧化物(GZO)。
发明内容本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的涂料虽具有隔热性但不具有透明性和导电性、或只具有隔热性和透明性未见有导电性、或虽具有透明性和导电性和隔热性但只限于使用锑锡氧化物(ATO)和铟锡氧化物(ITO)的缺陷，提出一种具有隔热性和透明性和导电性的纳米复合涂料。本发明的纳米复合涂料无色透明，具有更加透明性和导电隔热性能，可用于建筑玻璃、汽车玻璃表面。为了解决上述技术问题，本发明提出的透明导电隔热纳米复合涂料，组成及重量份如下高分子树脂40-70纳米导电隔热粉体湿浆8-22涂料助剂5-15稀释剂10-50其中，高分子树脂为水性聚氨酯树脂或油性聚氨酯树脂；纳米导电隔热粉体湿浆为粒径范围为10-20nm、固含量20-3()n/。的纳米锌镓氧化物GZO水性湿浆，或粒径范围为10-20nm、固含量为20-30%的纳米锌镓氧化物GZO油性湿浆。所述涂料助剂至少包括流平剂、消泡剂和固化剂中的一种，其中流平剂为丙烯酸共聚物或非反应型聚醚改性聚硅氧垸；消泡剂为非硅酮含疏水粒子矿物油混合物或改性聚硅氧烷，固化剂为羟基树脂、固化用多异氰酸脂或德国拜尔生产的固化剂3390或3370中的一种。所述稀释剂为水、环己酮、乙醇、丁酮或乙酰丙酮，不含其他有机溶剂。本发明上述水性聚氨酯树脂和油性聚氨酯树脂可以在市场购买获得。纳米锌镓氧化物GZO水性和油性湿桨，可以在市场购买获得也可自制，本发明优选自制的锌镓氧化物GZO水性和油性湿浆，锌镓氧化物GZO水性和油性湿桨的制备方法如下1、水性锌镓氧化物GZO湿浆的制备将重量份为5-30份纳米锌镓氧化物GZO粉体，重量份为40-70份水，重量份为l-2份聚合物型阴离子分散剂混合，在高速分散机、球磨机上分散一定时间，可获得一种粒径10-20nm，固含量20-30%的纳米锌镓氧化物GZO的水性湿浆。2、油性锌镓氧化物GZO的制备将重量份为5-30份纳米锌镓氧化物GZO粉体，重量份为40-70份丁酮或乙酰丙酮、重量^^为l-2份聚合物型阴离子分散剂和其他助剂混合，在高速分散机、球磨机上分散一定时间，可获得一种粒径10-20nm，固含量20-30%的纳米锌镓氧化物GZO的油性湿浆，其中纳米锌镓氧化物GZO的湿浆为一种酮类溶剂。本发明优选一种水性透明导电隔热纳米复合涂料，该涂料的组成及重量份如下水性聚氨酯树脂40-70纳米锌镓氧化物GZO湿浆8-22涂料助剂5-8稀释剂10-50其中纳米锌镓氧化物GZO湿浆的粒径范围为10-20nm，固含量为20-30%，溶剂为水；涂料助剂包括流平剂和消泡剂，流平剂为丙烯酸共聚物或非反应型聚醚改性聚硅氧烷；消泡剂为非硅酮含疏水粒子矿物油混合物或改性聚硅氧垸;稀释剂为水。本发明另外优选一种油性透明导电隔热纳米复合涂料，该涂料的组成及重量份如下油性聚氨酯树脂40-70纳米锌镓氧化物GZO湿桨8-22涂料助剂5-15稀释剂10-20其中纳米锌镓氧化物GZO湿桨的粒径范围为10-20nm,固含量20-30%，溶剂包括固化剂、流平剂和消泡剂，其中流平剂为丙烯酸共聚物或非反应型聚醚改性聚硅氧垸；消泡剂为非珠酮含疏水粒子矿物油混合物或改性聚硅氧烷，固化剂为羟基树脂或固化用多异氰酸脂。；稀释剂为酮类或醇类。本发明水性透明导电隔热纳米复合涂料制备工艺为先制得纳米锌镓氧化物GZO水性湿桨，再按配方添加水性聚氨酯树脂混合，放入球磨机中活化12小时后，再添加涂料助剂即可获得水性透明导电隔热纳米复合涂料。本发明油性透明导电隔热纳米复合涂料制备工艺为先制得纳米锌镓氧化物GZO丁酮或乙酰丙酮为溶剂的湿浆，在按配方添加油性聚氨酯树脂混合，放入球磨机中活化12小时后，再添加涂料助剂中的流平剂、消泡剂，再添加涂料助剂中的固化剂、稀释剂，即可获得油性透明导电隔热纳米复合涂料。相对于现有技术，对本发明透明导电隔热纳米复合涂料的基本性能进行测定结果证明，本发明涂料所制成的玻璃表面涂层硬度达到H3H;附着力为3级；耐水性、耐热性良好；透光性能为涂层厚度为3-5微米时，可见光透过率大于85%;对于波长800-2500nm区间红外线的反射率在70。/。以上；玻璃表面涂层厚度为3-5微米时导电性能比电阻为10、10S欧姆.cm。即本发明涂料具有透明度好，附着力强，导电性好隔红外红外线能力强等特点。图1为水性和油性GZO透明导电隔热纳米复合涂料在玻璃表面涂层厚度为3-5微米时不同锌镓氧化物的固含量对涂膜光谱透过性影响分析图。图2为水性和油性GZO透明导电隔热纳米复合涂料在玻璃表面涂层厚度为3-5微米时不同锌镓氧化物的固含量对涂膜导电效果评价图。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。本发明以下实施例中使甩的纳米锌镓氧化物GZO，呈浅灰色，其组成为氧化锌ZnO97.5%，氧化镓Ga2032.5%。一、本发明水性透明导电隔热纳米复合涂料的制备实施例如下-(1)制备30o/。水性纳米锌镓氧化物GZO湿浆取一次粒径20nrn以下的纳米锌镓氧化物GZO粉体重量份为30份，去离子水重量份69.4份，分散剂重量份0.6份，放入高速旋转的分散机上分散一定时间，制得固含量为30%，粒径为20nrn以下的锌镓氧化物GZO水性湿浆。(2)制备水性纳米锌镓氧化物GZO透明导电隔热涂料各实施例1-4中组分的配比如表1所示，按配方添加水性聚氨酯树脂混合，放入球磨机中活化12小时后，添加涂料助剂中的流平剂和消泡剂，再添加稀释剂水，即获得水性透明导电隔热纳米复合涂料。表1.制备水性纳米锌镓氧化物GZO透明导电隔热涂料各实施例的配方组分实新,1-41234固含量为30%GZO水性湿浆50403020水性聚氨酯树脂48586878流平剂1111消泡剂1111稀释剂10101010二、本发明油性透明导电隔热纳米复合涂料的制备实施例如下(1)制备固含量为30%的油性纳米锌镓氧化物GZO湿浆取一次粒径为20纳米以下的纳米锌镓氧化物GZO粉体重量份为30份，乙酰丙酮重量份为67份，分散剂重量份3份，放入高速旋转的分散机上分散一定时间，获得固含量为30%，粒径20以下的锌镓氧化物GZO油性湿浆。(2)制备油性纳米锌镓氧化物GZO透明导电隔热涂料各实施例5-8中组分的配比如表2所示，按配方添加油性聚氨酯树脂混合，放入球磨机中活化12小时后，添加涂料助剂中的流平剂和消泡剂，而后添加涂料助剂中的固化剂，再添加稀释剂乙酰丙酮，即获得油性透明导电隔热纳米复合涂料。表2.制备油性纳米锌镓氧化物GZO透明导电隔热涂料各实施例的配方<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>三、本发明水性透明导电隔热纳米复合涂料和油性透明导电隔热纳米复合涂料隔热性、透明性和导电性的效果实施例按照有关国家标准GB1729-79、GB/T6739-1996、GB/T1720-79、GB1768-79、GB/T1732-93、GB/T1731-93、GB/T1733-93和GB1735-79，对本发明上述实施例1-8制备获得的透明导电隔热纳米复合涂料的基本性能进行测定，结果如图l-2和表3所示，即实施例1-8制成的玻璃表面涂层硬度达到H3H;附着力为3级；耐水性、耐热性良好；透光性能为涂层厚度为3-5微米时，可见光透过率大于85%;对于波长1200-2500nm区间红外线的反射率在70%以上；玻璃表面涂层厚度为3-5微米时导电性能比电阻为1(f10S欧姆.cm。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>权利要求1.一种透明导电隔热纳米复合涂料，其特征在于，该涂料的组成及重量份如下高分子树脂40-70纳米导电隔热粉体湿浆8-22涂料助剂5-15稀释剂10-50其中，高分子树脂为水性聚氨酯树脂或油性聚氨酯树脂；纳米导电隔热粉体湿浆为粒径范围为10-20nm、固含量20-30％的纳米锌镓氧化物GZO水性湿浆，或粒径范围为10-20nm、固含量为20-30％的纳米锌镓氧化物GZO油性湿浆。2、根据权利要求1所述的透明导电隔热纳米复合涂料，其特征在于，纳米锌镓氧化物GZO水性湿桨的溶剂为水，纳米锌镓氧化物GZO油性湿浆的溶剂为乙醇或丁酮或乙酰丙酮。3、根据权利要求l所述的透明导电隔热纳米复合涂料，其特征在于，稀释剂为水、乙醇、环己酮或丁酮或乙酰丙酮。4、根据权利要求1或2或3所述的透明导电隔热纳米复合涂料，其特征在于，涂料助剂至少包括流平剂、消泡剂和固化剂中的一种，其中流平剂为丙烯酸共聚物或非反应型聚醚改性聚硅氧垸；消泡剂为非硅酮含疏水粒子矿物油混合物或改性聚硅氧烷，固化剂为羟基树脂、固化用多异氰酸脂或德国拜尔生产的固化剂型号为3390或3370中的一种。5、根据权利要求l所述的透明导电隔热纳米复合涂料，其特征在于，该涂料的组成及重量份如下水性聚氨酯树脂40-70纳米锌镓氧化物GZO湿浆8-22涂料助剂5-8稀释剂10-50其中纳米锌镓氧化物GZO湿浆的粒径范围为10-20nm，固含量为20-30%，溶剂为水；涂料助剂包括流平剂和消泡剂，流平剂为丙烯酸共聚物或非反应型聚醚改性聚硅氧垸；消泡剂为非硅酮含疏水粒子矿物油混合物或改性聚硅氧烷；稀释剂为水。6、根据权利要求l所述的透明导电隔热纳米复合涂料，其特征在于，该涂料的组成及重量份如下油性聚氨酯树脂40-70纳米锌镓氧化物GZ0湿浆8-22涂料助剂5-15稀释剂10-20其中纳米锌镓氧化物GZO湿浆的粒径范围为10-20nm,固含量20-30%，溶剂为酮类或醇类；涂料助剂包括固化剂、流平剂和消泡剂，其中流平剂为丙烯酸共聚物或非反应型聚醚改性聚硅氧烷；消泡剂为非硅酮含疏水粒子矿物油混合物或改性聚硅氧垸，固化剂为羟基树脂或固化用多异氰酸脂；稀释剂为环己酮或醇类。全文摘要本发明公开了一种用于玻璃表面的透明导电隔热纳米复合涂料，该涂料由高分子树脂，纳米锌镓氧化物GZO粉体，涂料助剂和稀释剂等组成。该涂料具有透明度好，附着力强，导电性好隔红外红外线能力强等特点，特别适合于建筑玻璃和汽车玻璃。文档编号C09D7/12GK101240144SQ20071003735公开日2008年8月13日申请日期2007年2月9日优先权日2007年2月9日发明者丁基哲,李佳怡,李学成申请人:上海沪正纳米科技有限公司