一种隔热保温的涂料及其制备方法、涂覆制品和应用与流程

1.本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种隔热保温的涂料及其制备方法、涂覆制品和应用。


背景技术：

2.随着生活水平的提高，人们对汽车玻璃的隔热、隔光、保温等性能的要求越来越高。近年来随着全球不断变暖，世界各种频繁出现极端的高温天气，汽车内的乘客需要容忍高温的烘烤，为了保持车内温度，只能长时间开启空调制冷，这样会增加汽车的动力负荷，造成能源的大量浪费，如何开发具有高效隔热保温的车用玻璃成为目前继续解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于隔热保温的涂料及其制备方法、涂覆制品和应用，以改善现有车用玻璃存在的问题。
4.本发明的第一方面提供一种涂料，包括以下组分：丙烯酸酯预聚物、丙烯酸酯单体、光引发剂、填料、隔热保温介质，所述填料包括偶联剂改性的玻璃微珠、偶联剂改性的玻璃微珠与聚乙烯或聚丙烯的复合材料中的至少一种。
5.所述偶联剂改性的玻璃微珠的表面可形成偶联界面，以有效地改善玻璃微珠与涂料中其他组分之间的相容性。
6.所述偶联剂改性的玻璃微珠为玻璃微珠与偶联剂在乙醇溶液中混合反应后的产物。
7.根据本发明的一些实施例，所述偶联剂改性的玻璃微珠为玻璃微珠与偶联剂在55
‑
70℃的乙醇溶液中混合，经反应30
‑
120min，经降温、过滤后得到。
8.根据本发明的一些实施例，所述偶联剂包括铝酸酯偶联剂、硅烷类偶联剂和钛酸酯偶联剂中的至少一种。
9.根据本发明的一些实施例，所述硅烷类偶联剂包括3
‑
(2,3
‑
环丙氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
10.根据本发明的一些实施例，所述玻璃微珠包括中空玻璃微珠和多孔玻璃微珠中的至少一种。优选地，所述玻璃微珠为中空玻璃微珠。
11.进一步优选地，所述玻璃微珠的粒径为10
‑
100μm。
12.根据本发明的一些实施例，所述偶联剂改性的玻璃微珠与聚乙烯或聚丙烯的复合材料中所述偶联剂改性的玻璃微珠与所述聚乙烯或聚丙烯的重量比为1：(1
‑
5)。
13.根据本发明的一些实施例，所述偶联剂改性的玻璃微珠与所述聚乙烯的重量比为1：2.5。
14.根据本发明的一些实施例，所述偶联剂改性的玻璃微珠与所述聚丙烯的重量比为1：2.5。
15.根据本发明的一些实施例，所述填料还包括氢氧化铝、滑石粉、消光粉、抗刮蜡粉、
沉淀硫酸钡、膨润土中的至少一种。
16.根据本发明的一些实施例，所述丙烯酸预聚物包括聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、水性聚酯内烯酸酯、氨基丙烯酸酯、丙烯酸化聚丙烯酸酯、丙烯酸酯共聚物中的至少一种。
17.根据本发明的一些实施例，所述丙烯酸预聚物包括聚氨酯丙烯酸酯。
18.根据本发明的一些实施例，所述丙烯酸酯单体包括丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)异冰片基丙烯酸酯、二缩三丙醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、(丙氧化)新戊二醇二丙烯酸酯、异葵基丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸双(二乙二醇)二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一种。
19.根据本发明的一些实施例，所述丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸酯羟乙酯和新戊二醇二丙烯酸酯。
20.根据本发明的一些实施例，所述隔热保温介质包括氧化锡锑、氧化铟锡、铝掺氧化锌中的至少一种。
21.根据本发明的一些实施例，所述隔热保温介质包括氧化锡锑。
22.根据本发明的一些实施例，所述光引发剂包括苯偶姻醚类光引发剂、苯偶酰缩酮类光引发剂、苯乙酮类光引发剂、二苯酮类光引发剂、苯甲酸酯类光引发剂、巴斯夫光引发剂中的至少一种。
23.根据本发明的一些实施例，所述涂料还包括助剂，所述助剂包括流平剂、消泡剂、附着力促进剂、光敏增感剂、润湿分散剂中的至少一种。
24.根据本发明的一些实施例，所述涂料，按重量份数计，包括以下组分：20
‑
60份的丙烯酸酯预聚物、30
‑
50份的丙烯酸酯单体、2
‑
8份的光引发剂、5
‑
12份的填料、8
‑
20份的隔热保温介质。
25.根据本发明的一些实施例，按重量份数计，所述涂料中助剂的量为1
‑
4份。
26.本发明的第二方面提供上述的涂料的制备方法，包括以下步骤：
27.(1)将丙烯酸酯预聚物、丙烯酸酯单体、光引发剂混合；
28.(2)将上述混合后的产物与隔热保温介质、填料混合，得所述涂料。
29.根据本发明的一些实施例，所述制备方法，包括以下步骤：
30.(1)将丙烯酸酯预聚物、丙烯酸酯单体、光引发剂混合、在40
‑
60℃下恒温搅拌至均匀；
31.(2)将上述混合后的产物与隔热保温介质、填料混合，在室温下搅拌至均匀、过滤，得所述涂料。
32.根据本发明的一些实施例，所述制备方法，包括以下步骤：
33.(1)将改性的玻璃微珠与聚乙烯混合、注塑，得玻璃微珠复合材料。
34.(2)将丙烯酸酯预聚物、丙烯酸酯单体、光引发剂混合、在40
‑
60℃下恒温搅拌至均匀；
35.(3)将上述混合后的产物和隔热保温介质、玻璃微珠复合材料混合，在室温下搅拌至均匀、过滤，得所述涂料。
36.根据本发明的一些实施例，所述制备方法还包括，在步骤(3)之前还包括，在混合后产物中加入助剂。
37.本发明的第三方面提供一种涂覆制品，包括通过将上述的涂料固化作为涂层得到的固化组合物。
38.上述的涂料的固化方法为：将上述的涂料放入刮涂机中，然后刮涂于汽车玻璃板上，厚度控制在8
‑
10μm；采用2支功率为9
‑
10kw的汞灯固化，固化速度为15
‑
25m/min，作为隔热底漆。
39.本发明的第四方面提供上述的涂料在制备汽车玻璃或玻璃幕墙中的应用。
40.相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
41.(1)本发明的涂料，采用丙烯酸酯预聚物、丙烯酸酯单体、光引发剂、填料、隔热保温介质为组分，无污染、无刺激性气味、无voc释放、对人体和环境无害；
42.(2)本发明的涂料，通过丙烯酸酯预聚物、丙烯酸酯单体、光引发剂、偶联剂改性的玻璃微珠、隔热保温介质的相互作用，得到无眩光、防雾、良好的隔热及保温性能的涂层；
43.(3)本发明涂料的制备方法简单、重复性好、可控性强、容易实现工业化。
具体实施方式
44.为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
45.以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
46.实施例1
47.一种涂料，包括：50g的聚氨酯丙烯酸酯、15g的甲基丙烯酸酯羟乙酯、15g的新戊二醇二丙烯酸酯、5g的ciba184光引发剂、2g的byk350流平剂、0.8g的pm
‑
2附着力促进剂、0.2g的byk055消泡剂、6g的氧化锡锑粉末、6g的经钛酸酯改性的空心玻璃微珠。
48.上述涂料的制备方法，包括以下步骤：
49.(1)将聚氨酯丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、新戊二醇丙烯酸酯、ciba184光引发剂混合，在55℃下搅拌至混合均匀；然后加入流平剂、附着力促进剂、消泡剂，在常温下搅拌至混合均匀，得混合后的产物；
50.(2)在混合后的产物中加入氧化锡锑粉末、改性的中空玻璃微珠，搅拌至混合均匀，得所述涂料。
51.实施例2
52.一种涂料，包括：50g的聚氨酯丙烯酸酯、15g的甲基丙烯酸酯羟乙酯、15g的新戊二醇二丙烯酸酯、5g的ciba184光引发剂、2g的byk350流平剂、0.8g的pm
‑
2附着力促进剂、0.2g的byk055消泡剂、6g的氧化锡锑粉末、6g的经铝酸酯改性的空心玻璃微珠。
53.上述涂料的制备方法，包括以下步骤：
54.(1)将聚氨酯丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、新戊二醇丙烯酸酯、ciba184光引发剂混合，在55℃下搅拌至混合均匀；然后加入流平剂、附着力促进剂、消泡剂，在常温下搅拌至混合均匀，得混合后的产物；
55.(2)在混合后的产物中加入氧化锡锑粉末、中空玻璃微珠，搅拌至混合均匀，得所
述涂料。
56.实施例3
57.一种涂料，包括：50g的聚氨酯丙烯酸酯、15g的甲基丙烯酸酯羟乙酯、15g的新戊二醇二丙烯酸酯、5g的ciba184光引发剂、2g的byk350流平剂、0.8g的pm
‑
2附着力促进剂、0.2g的byk055消泡剂、6g的氧化锡锑粉末、6g的经3
‑
(2,3
‑
环丙氧)丙基三甲氧基硅烷改性的空心玻璃微珠。
58.上述涂料的制备方法，包括以下步骤：
59.(1)将聚氨酯丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、新戊二醇丙烯酸酯、ciba184光引发剂混合，在55℃下搅拌至混合均匀；然后加入流平剂、附着力促进剂、消泡剂，在常温下搅拌至混合均匀，得混合后的产物；
60.(2)在混合后的产物中加入氧化锡锑粉末、中空玻璃微珠，搅拌至混合均匀，得所述涂料。
61.实施例4
62.一种涂料，每100g的涂料包括：50g的聚氨酯丙烯酸酯、15g的甲基丙烯酸酯羟乙酯、15g的新戊二醇二丙烯酸酯、5g的ciba184光引发剂、2g的byk350流平剂、0.8g的pm
‑
2附着力促进剂、0.2g的byk055消泡剂、6g的氧化锡锑粉末、6g的经甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性的空心玻璃微珠。
63.上述涂料的制备方法，包括以下步骤：
64.(1)将聚氨酯丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、新戊二醇丙烯酸酯、ciba184光引发剂混合，在55℃下搅拌至混合均匀；然后加入流平剂、附着力促进剂、消泡剂，在常温下搅拌至混合均匀，得混合后的产物；
65.(2)在混合后的产物中加入氧化锡锑粉末、改性的中空玻璃微珠，搅拌至混合均匀，得所述涂料。
66.实施例5
67.一种涂料，每100g的涂料包括：35g的聚氨酯丙烯酸酯、15g的甲基丙烯酸酯羟乙酯、15g的新戊二醇二丙烯酸酯、5g的ciba184光引发剂、2g的byk350流平剂、0.8g的pm
‑
2附着力促进剂、0.2g的byk055消泡剂、6g的氧化锡锑粉末、21g的玻璃微珠复合材料(其中经钛酸酯改性的空心玻璃微珠与聚丙烯的质量比为2:5)。
68.上述涂料的制备方法，包括以下步骤：
69.(1)将聚氨酯丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、新戊二醇丙烯酸酯、ciba184光引发剂混合，在55℃下搅拌至混合均匀；然后加入流平剂、附着力促进剂、消泡剂，在常温下搅拌至混合均匀，得混合后的产物；
70.(2)在混合后的产物中加入氧化锡锑粉末、玻璃微珠复合材料，搅拌至混合均匀，得所述涂料。
71.实施例6
72.一种涂料，每100g的涂料包括：35g的聚氨酯丙烯酸酯、15g的甲基丙烯酸酯羟乙酯、15g的新戊二醇二丙烯酸酯、5g的ciba184光引发剂、2g的byk350流平剂、0.8g的pm
‑
2附着力促进剂、0.2g的byk055消泡剂、6g的氧化锡锑粉末、21g的玻璃微珠复合材料(其中经钛酸酯改性的空心玻璃微珠与聚丙烯的质量比为2:5)。
73.上述涂料的制备方法，包括以下步骤：
74.(1)将聚氨酯丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、新戊二醇丙烯酸酯、ciba184光引发剂混合，在55℃下搅拌至混合均匀；然后加入流平剂、附着力促进剂、消泡剂，在常温下搅拌至混合均匀，得混合后的产物；
75.(2)在混合后的产物中加入氧化锡锑粉末、玻璃微珠复合材料，搅拌至混合均匀，得所述涂料。
76.对比例1
77.一种涂料，每100g的涂料包括：50g的聚氨酯丙烯酸酯、15g的甲基丙烯酸酯羟乙酯、15g的新戊二醇二丙烯酸酯、5g的ciba184光引发剂、2g的byk350流平剂、0.8g的pm
‑
2附着力促进剂、0.2g的byk055消泡剂、6g的氧化锡锑粉末、6g的空心玻璃微珠。
78.上述涂料的制备方法，包括以下步骤：
79.(1)将聚氨酯丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、新戊二醇丙烯酸酯、ciba184光引发剂混合，在55℃下搅拌至混合均匀；然后加入流平剂、附着力促进剂、消泡剂，在常温下搅拌至混合均匀，得混合后的产物；
80.(2)在混合后的产物中加入氧化锡锑粉末、中空玻璃微珠，搅拌至混合均匀，得所述涂料。
81.产品效果测试1、硬度、附着力、红外阻隔率、可见光透过率、耐人工老化性能测试
82.将实施例1
‑
6以及对比例1提供的涂料分别应用于汽车玻璃板表面，厚度控制在10μm，采用功率为9.8kw的汞灯固化，固化速度为20m/min。分别对固化后汽车玻璃板的硬度、附着力、红外阻隔率、可见光透过率、耐人工老化性能进行测试。测试标准以及测试结果如表1所示。
83.依据表1，本发明实施例1
‑
6所提供的涂料应用于汽车玻璃板，具有较好的机械性能、附着力、采光度以及隔热性，与对比文件1相比，本发明1
‑
6提供的涂料具有更优的机械性能与隔热性。
84.表1 本发明实施例提供的涂料的测试标准及测试结果
[0085][0086]
注：*为漆膜无明显黄变、脱层、粉化。
[0087]
2、隔热性能测试
[0088]
用50mm厚的聚苯乙烯泡沫板制成外围尺寸为0.25
×
0.25
×
0.25m的保温箱，保温箱的上表面裁出两个对称的0.15
×
0.15m的长方形孔洞，分别作为测试片和空白样板的测试位置。
[0089]
实验环境：室内测试，测量时紧闭门窗，保证风速为0，将保温箱置于环境温度中2h以上，使保温箱与环境温度平衡，尽量减少试验误差。
[0090]
测试步骤：
[0091]
(1)将实施例1
‑
6所制备的待测保温涂料分别刷在0.2
×
0.2
×
0.005m规格的玻璃上，室温干燥，干膜厚度为0.45mm左右，作为测试片；
[0092]
(2)将测试片置于红外灯的正下方，调整红外灯与测试片的距离为35cm；
[0093]
(3)取一块未刷涂料的玻璃作为空白样板，将空白样板置于空白样板的测试位置，用热触式热电偶贴于试片的背面，开启红外灯开始计时，同时记下起始温度，每隔1min记录一次空白样板的背面温度，15min后每隔3min记录一次；直到空白样板背面温度不再变化，此时的背面温度即为空白样板的平衡温度。
[0094]
(4)将实施例1
‑
6的测试片分别置于测试片的测试位置，用热触式热电偶贴于测试片的背面(朝向保温箱内侧的一面)，开启红外灯开始计时，同时记下起始温度，每隔1min记录一次测试片的背面温度，15min后每隔3min记录一次；直到测试片背面温度不再变化，此时的背面温度即为测试片的平衡温度。
[0095]
(5)将测试片的平衡温度减去空白样板的平衡温度，得测试片的温度差；空白样板为未刷涂料的玻璃，保温性能较差，在红外灯下方照射的时间越长，空白样板背面对红外光的吸收率较高；而保温性能较好的涂层，可以降低玻璃背面对红外光的吸收率，使得其背面的温度与空白样板背面的温度形成温度差，该温度差越高，则说明该涂料的保温性能越好。
[0096]
经测试，实施例1
‑
6提供的涂料的温度差分别为12℃、11℃、8℃、11℃、15℃、13℃，表明，实施例1
‑
6提供的涂料具有较好的保温性能。
[0097]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方法，都包含在本发明的保护范围之内。