一种超亲水自清洁的高透明玻璃隔热涂料的制备方法与流程

本发明涉及隔热涂料技术领域，特别是涉及一种超亲水自清洁的高透明玻璃隔热涂料的制备方法。

背景技术：

目前，比较主流的节能隔热产品有镀膜热反射玻璃，真空玻璃，中空玻璃等，但这些隔热产品都存在着不同的问题，未能很好解决玻璃表面隔热问题。近年来，隔热涂料因其较高的可见光透过率及选择性屏蔽红外光和紫外光的性能而备受关注。授权公告号为cn102876197b的中国发明专利公开了一种具有隔热自清洁功能的玻璃涂料，其主要由成膜树脂、纳米掺锑二氧化锡（ato）粉粒、纳米tio2粉粒、分散剂、成膜助剂等组分组成。其中纳米ato~tio2复合浆料的制备方法是采取现有技术常规操作，将纳米ato粉粒，二氧化钛粉粒，蒸馏水和分散剂进行研磨分散，然后调解ph值后进一步分散，这种方法是将纳米掺锑二氧化锡（ato）粉粒和纳米tio2粉粒直接简单混合，制造出来的ato~tio2复合浆料因ato和tio2不能稳定紧密均匀相处而容易生成沉淀，从而引起涂料不均匀，影响涂料的隔热效果及其他效果。

因此，针对现有技术中的存在问题，亟需提供一种不容易生成沉淀、性能稳定持久有效的剥离隔热涂料技术显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供不容易生成沉淀、性能稳定持久有效的超亲水自清洁的高透明剥离隔热涂料的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种超亲水自清洁的高透明玻璃隔热涂料的制备方法，包括有以下步骤：

（1）制备tio2/ato复合功能纳米粉粒

1.1将氧化锡和氯化锑加入到浓硫酸中搅拌成胶状物；

1.2缓慢加入双氧水，继续搅拌；

1.3加入四氯化钛，继续搅拌；

1.4加入柠檬酸和十二烷基磺酸钠，搅拌一定时间后转移至聚四氟乙烯水热釜中反应；

1.5将水热釜中的产物进行离心处理后烘干；

（2）制备tio2/ato复合水性浆料

2.1将tio2/ato复合功能纳米粉粒、硅烷偶联剂及去离子水球磨；

（3）制备玻璃隔热涂料

3.1将tio2/ato复合水性浆料辅以鳌合分散剂高速剪切分散剂超声分散制得。

优选的，按质量分计算，步骤（1）原料用量如下：

氧化锡10~15份

氯化锑6~8份

浓硫酸6~8份

30%双氧水25~30份

四氯化钛10~15份

柠檬酸2~4份

十二烷基磺酸钠1~2份。

优选的，步骤1.4中，反应釜升温至170℃~200℃，反应12~16小时。

优选的，步骤2.1中，室温下，将tio2/ato复合功能纳米粉粒40~50质量份，kh570硅烷偶联剂1~2质量份和40~50质量份的去离子水放入球磨机中进行球磨，转速为5000~6000r/min，球磨时间为4~12小时。

优选的，步骤3.1中，tio2/ato复合水性浆料40~50质量份、10~30质量份的wpu8340和2~4质量份的乙撑双硬脂酸酰胺加入到20~30质量份的去离子水中，搅拌的情况下加入2~4质量份的增稠剂ca908，2~5质量份的成膜助剂sg-505和2~3质量份的流平剂tb-120，用氨水调节ph值至7~9，先高速分散再超声分散，分散均匀制得具有超亲水作用的聚氨酯透明隔热玻璃涂料。

更优选的，用氨水调节ph值后以1000~2500r/min转速分散60~120min，再超声分散20~40min。

更优选的，分散时，滴加消泡剂。

本发明的有益效果：

相对于现有技术将纳米二氧化钛粉料和氧化锡锑在溶液中的直接混合，本发明以四氯化钛、氧化锡和氯化锑为原料，浓硫酸和双氧水为氧化剂，柠檬酸为助剂，十二烷基磺酸钠为表面活性剂，利用共沉淀和水热的方法制备得到tio2/ato复合的功能纳米复合粉粒，使用tio2/ato复合功能纳米粉粒、硅烷偶联剂及去离子水球磨获得的tio2/ato复合水性浆料稳定性好，不易生成沉淀，持久保持良好的隔热性、亲水性和透光性能。其中，tio2/ato复合水性浆料以水性聚氨酯为成膜物质，辅以鳌合分散剂分散，结合高速剪切分散与超声分散制得的涂料不仅具有良好的成膜性能，还有较高的红外阻隔性能，红外阻隔率可达80%以上，可见光透过率可达70%以上，且具有超亲水自清洁性，水滴角小于10̊。

附图说明

利用附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1为实施例1所制得的tio2/ato复合功能纳米粒子的x射线衍射（xrd）图；

图2为实施例1所制得的tio2/ato复合水性浆料的透射电子显微镜(tem)电子图像；

图3为实施例1所制得的透明隔热涂料通过提拉法涂覆在玻璃上的光学谱图，其中a为原始未涂覆涂料的玻璃，b为涂覆有透明隔热涂料的玻璃；

图4为实施例1所制得的透明隔热涂料通过提拉法涂覆在玻璃上的水滴角测试，其中a为原始未涂覆涂料的玻璃，b为涂覆有透明隔热涂料的玻璃。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例的一种超亲水自清洁的高透明玻璃隔热涂料的制备方法如下：

（1）将10质量份的氧化锡，6质量份的氯化锑，先加入6质量份的浓硫酸，搅拌成胶装物，缓慢加入25质量份的30%双氧水继续搅拌，然后加入10质量份的四氯化钛搅拌一定时间后，再加入2质量份的柠檬酸和1质量份的十二烷基磺酸钠搅拌一定时间后将混合物转移至聚四氟乙烯水热釜中，升温至170℃，反应12小时后，将得到的产物通过离心和烘干即可得到tio2/ato复合功能纳米粉粒。

（2）室温下，将tio2/ato复合功能纳米粉粒40质量份，kh570硅烷偶联剂1质量份和40质量份的去离子水放入球磨机中进行球磨，转速为5000r/min，球磨时间为4小时，得到tio2/ato复合水性浆料。

（3）在室温条件及磁力搅拌下，tio2/ato复合功能纳米粒子水性浆料40质量份、10质量份的wpu8340（水性聚氨酯中的一种）和2质量份的乙撑双硬脂酸酰胺（ebs）加入到20质量份的去离子水中，搅拌的情况下加入2质量份的增稠剂ca908，2质量份的成膜助剂sg-505，2质量份的流平剂tb-120，利用氨水调节ph值至7，以1000r/min转速分散60min，再超声分散20min，滴加消泡剂，分散均匀制得具有超亲水作用的聚氨酯透明隔热玻璃涂料。

其中，氧化锡、氯化锑、浓硫酸、30%双氧水、四氯化钛、柠檬酸、十二烷基磺酸钠、kh570硅烷偶联剂、wpu8340、乙撑双硬脂酸酰胺、增稠剂ca908、成膜助剂sg-505、流平剂tb-120、氨水和消泡剂均可以从市面上购买获得。

实施例2

本实施例的主要技术方案与实施例1基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1不同的是：

（1）按质量分计算，氧化锡15份，氯化锑8份，浓硫酸8份，双氧水30份、四氯化钛15份，柠檬酸4份和十二烷基磺酸钠2份。

水热釜中，升温至200℃，反应16小时后。

（2）tio2/ato复合功能纳米粉粒50份，kh570硅烷偶联剂2份，去离子水50份放，转速为6000r/min，球磨时间为12小时，得到tio2/ato复合水性浆料。

（3）tio2/ato复合水性浆料50份、30份wpu8340、4份的乙撑双硬脂酸酰胺（ebs）、30份去离子水、4份增稠剂ca908、5份的成膜助剂sg-505、3份流平剂tb-120，ph值调至9，以2500r/min转速分散120min，再超声分散40min，滴加消泡剂。

实施例3

本实施例的主要技术方案与实施例1基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1不同的是：

（1）按质量份计算，氧化锡12份，氯化锑7份，双氧水（30%）27份，四氯化钛12份、柠檬酸3份、十二烷基磺酸钠2份；

水热釜中，升温至185℃，反应14小时后，将得到的产物通过离心和烘干即可得到tio2/ato复合功能纳米粉粒；

（2）tio2/ato复合功能纳米粒子45质量份，kh570硅烷偶联剂2质量份、45质量份的去离子水，球磨转速为5500r/min，球磨时间为8小时，得到tio2/ato复合功能纳米粒子浆料；

（3）在室温条件及磁力搅拌下，tio2/ato复合水性浆料45质量份、20质量份的wpu8340、3质量份的乙撑双硬脂酸酰胺（ebs）、25质量份的去离子水、3质量份的增稠剂ca908、3质量份的成膜助剂sg-505和3质量份的流平剂tb-120，ph值调至8，以2000r/min转速分散90min，再超声分散30min，滴加消泡剂，分散均匀制得具有超亲水作用的聚氨酯透明隔热玻璃涂料。

最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案说明而非对权利要求保护范围的限制。本领域的普通技术人员参照较佳实施例应当理解，并可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，但属于本发明技术方案的实质相同和保护范围。