专利名称：隔热涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及化工涂料，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Sr^2 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SnA (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h元素属于贵重的金属元素，在地球上的存储量很有限，且^元素的使用还提高了原料的成本，导致无法广泛使用。
发明内容
本发明的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。本发明提出一种隔热涂料，按涂料重量100份计包括以下组份硫化物5-10份、 ATO和/或ITO 0-10份、分散剂1-2份、溶剂33-49份、成膜剂45-55份。优选地，所述溶剂包括以下组分的一种或多种水、醇类和酮类。优选地，所述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。优选地，所述酮类为丙酮。优选地，所述硫化物的化学式可表示为M1±XS，所述χ值满足如下条件0 < χ < 1 ； 所述 M 可以代表 Cu、Hk Fe、Ni、Ag、Co、Sn、Cu 和 Fe。优选地，所述硫化物为以下组分的一种或多种Cu的硫化物、1 的硫化物、狗的硫化物、Ni的硫化物、Ag的硫化物、Sn的硫化物、Co的硫化物、Cu和！^的硫化物。 优选地，所述硫化物为Cu的硫化物。优选地，所述分散剂为以下组分的一种或多种=Hydropalat 3275、 Hydropalat5040和十二烷基苯磺酸钠SDBS。优选地，所述成膜剂为水溶性有机聚合物。优选地，所述水溶性有机聚合物包括以下组分的一种或多种聚乙烯醇、水性聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、醇酸树脂和聚丙烯酸树脂。优选地，所述水溶性有机聚合物为水性聚氨酯。本发明另提出一种隔热涂料的制备方法，其步骤如下将硫化物5-10份、ATO和/或ITO 0-10份、分散剂1_2份；溶剂33_49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45-55 份的成膜剂，获得隔热涂料。本发明所提供的一种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。
图1是实施例1所制备的隔热涂料的光谱效果图；图2是实施例4所制备的隔热涂料的光谱效果图；图3是实施例5所制备的隔热涂料的光谱效果图；图4是实施例5所制备的隔热涂料中Cu1.4S粒子的粒径分布图；图5是实施例6所制备的隔热涂料中AT0/CUl.4S混合粒子的透射电镜图；图6是实施例6所制备的隔热涂料的光谱效果图。
具体实施例方式下面通过多个实施例对本发明所述涂料、及其制备与使用的方法，以及所述涂料的各种性能效果作进一步详细的说明。实施例1按以下表1中指定的各组分进行以下操作将5份硫化物(CUl.4S)、10份ATO和/ 或ITO (5份ΑΤΟ、5份ΙΤ0)、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)，形成均勻隔热涂料，将该涂料均勻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，其测量结果见表1。实施例2按照下表1中指定的各组分含量和工艺条件重复实施例1的方法，本实施例中的隔热涂料薄膜的红外阻隔率的测量结果参见表1。实施例3按照下表1中指定的各组分含量和工艺条件重复实施例1的方法，本实施例中的隔热涂料薄膜的红外阻隔率的测量结果参见表1。实施例4按照下表1中指定的各组分含量和工艺条件重复实施例1的方法，本实施例中的隔热涂料薄膜的红外阻隔率的测量结果参见表1。实施例5按照下表1中指定的各组分含量和工艺条件重复实施例1的方法，本实施例中的隔热涂料薄膜的红外阻隔率的测量结果参见表1。实施例6
按照下表1中指定的各组分含量和工艺条件重复实施例1的方法，本实施例中的隔热涂料薄膜的红外阻隔率的测量结果参见表1。实施例7按照下表1中指定的各组分含量和工艺条件重复实施例1的方法，本实施例中的隔热涂料薄膜的红外阻隔率的测量结果参见表1。实施例8按照下表1中指定的各组分含量和工艺条件重复实施例1的方法，本实施例中的隔热涂料薄膜的红外阻隔率的测量结果参见表1。实施例9按照下表1中指定的各组分含量和工艺条件重复实施例1的方法，本实施例中的隔热涂料薄膜的红外阻隔率的测量结果参见表1。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。从上述实施例和附图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ΑΤΟ、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，混合均勻后；在搅拌状态下加入氨水，最后加入硫脲溶液，均勻搅拌30min后得到前体溶液。将此前体溶液在70°C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CUl.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χ满足如下条件χ < 1 ；所述M代表Cu、Ag、Pb、Fe、Co、Ni、Sn、Cu 和!^e ；如Cu和！^的硫化物01 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。应当理解的是，本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实施例仅是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。表 权利要求
1.一种隔热涂料，按涂料重量100份计包括以下组份硫化物ATO 禾口 / 或 ITO5-10 份；0-10 份； 1-2 份； 33-49 份； 45-55 份。分散剂溶剂成膜剂
2.根据权利要求1所述的隔热涂料，其特征在于，所述溶剂包括以下组分的一种或多种水、醇类和酮类。
3.根据权利要求2所述的隔热涂料，其特征在于，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。
4.根据权利要求2所述的隔热涂料，其特征在于，所述酮类为丙酮。
5.根据权利要求1所述的隔热涂料，其特征在于，所述硫化物的化学式可表示为 M1±XS，所述χ值满足如下条件0彡χ彡1 ；所述M可以代表Cu、PbJe、Ni、Ag、Co、Sn、Cu和 Fe。
6.根据权利要求5所述的隔热涂料，其特征在于，所述硫化物为以下组分的一种或多种Cu的硫化物、1 的硫化物、!^e的硫化物、Ag的硫化物、M的硫化物、Co的硫化物、Sn的硫化物、Cu和！^的硫化物。
7.根据权利要求6所述的隔热涂料，其特征在于，所述硫化物为Cu的硫化物。
8.根据权利要求1所述的隔热涂料，其特征在于，所述分散剂为以下组分的一种或多种Hydropalat 3275、Hydropalat 5040 和十二烧基苯磺酸钠 SDBS。
9.根据权利要求1所述的隔热涂料，其特征在于，所述成膜剂为水溶性有机聚合物。
10.根据权利要求9所述的隔热涂料，其特征在于，所述水溶性有机聚合物包括以下组分的一种或多种聚乙烯醇、水性聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、醇酸树脂和聚丙烯酸树脂。
11.根据权利要求10所述隔热涂料，其特征在于，所述水溶性有机聚合物为水性聚氨
12. 一种隔热涂料的制备方法，其步骤如下将硫化物5-10份、ATO和/或ITO 0-10份、分散剂1_2份；溶剂33-49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45-55份的成膜剂，获得隔热涂料。
全文摘要
本发明公开了一种隔热涂料及其制备方法，按涂料重量100份计，该隔热涂料包括以下组份硫化物5-10份、ATO和/或ITO 0-10份、分散剂1-2份、溶剂33-49份、成膜剂45-55份。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硫化物，减少了涂料中ATO和/或ITO的使用量，同时保证了隔热涂料的光学及隔热性能，降低了涂料的原料成本，且该隔热涂料制备工艺简单，对设备要求低，降低了生产成本。
文档编号C09D5/00GK102241900SQ20111013660
公开日2011年11月16日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者李冬松, 陈立桅 申请人:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所