CN101864230B - 一种红外屏蔽型玻璃隔热涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种红外屏蔽型玻璃隔热涂料。它是采用包括重量百分含量如下的各原料制得的：有机硅改性丙烯酸聚合物乳液40～50％，纳米半导体材料17～25％，分子桥0.1～1.5％，分散剂0.5～0.7％。该涂料提升了涂层对可见光的透过率，使得涂层的透光率高达90％。涂层达到了高红外反射率与屏蔽率：其对红外线的反射率高达85％，涂层高红外反射率具有高隔热效果；涂层高红外屏蔽率使得红外夜视仪不能透视该涂膜玻璃，保护室内隐私。此外，本发明涂料具有较低的传热系数，其传热量低于太阳光能量的29％。

Description

一种红外屏蔽型玻璃隔热涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种玻璃涂料，尤其涉及一种红外屏蔽型玻璃隔热涂料及其制备方法。

背景技术

经济的持续快速发展，带来能源、资源问题的日益突出，保护环境、节能减排、合理利用资源，发展低碳循环经济已经成为举国关注的重大主题。

建筑行业历来是耗能最多的领域之一，据不完全统计，我国建筑设施采暖和降温的能耗，已达全国能源总量的30％以上。所谓建筑节能就是在保持居室温度合宜，清爽舒适的前提下，通过科学选材、合理设计、性能优化等途径，降低建筑居室持续采暖和降温的能耗率。实践证明，我国从结构设计、外墙保温，屋面及地面保温等方面入手实施建筑节能，已经取得了相当多的成功经验。作为用于采光的玻璃等维护结构的节能技术，显得日益重要。建筑玻璃使用面积大，约占整个围护结构面积的25％；导热系数高，约为墙体结构的3.32倍和屋顶结构的5倍。

目前我国大量使用了镀膜玻璃、贴膜玻璃，低辐射玻璃(LOW-E玻璃)等，但是据报道，隔热效果最好的镀膜玻璃，其传热量为太阳光能量的39％，隔热量仅为61％；其节能效果有进一步提高的空间。上述的这些玻璃还存在透光率低的问题，例如，LOW-E玻璃中因为含有金属银离子，导致其透光率较低，仅为63～68％；现有的透明玻璃涂料，大多采用改性丙烯酸氟硅树脂、交联剂制成，使用其处理后的玻璃透光率也仅为75％。同时，现有的玻璃涂料对红外线的反射率和屏蔽率低，如其对红外线的反射率仅为30％左右，而且价格昂贵，从而制约了其广泛的应用和普及。

发明内容

本发明的目的在于提供一种红外屏蔽型玻璃隔热涂料，该涂料具有高的可见光透过率，低传热系数。

本发明的另一目的在于提供上述涂料的制备方法，该方法简单易行。

本发明的第一目的是这样实现的：

一种红外屏蔽型玻璃隔热涂料，它是采用包括重量百分含量如下的各原料制得的：有机硅改性丙烯酸聚合物乳液40～50％，纳米半导体材料17～25％，分子桥0.1～1.5％，分散剂0.5～0.7％。

上述涂料各组分的重量百分含量优选为：有机硅改性丙烯酸聚合物乳液45％，纳米半导体材料25％，分子桥1％，分散剂0.6％。

上述红外屏蔽型玻璃隔热涂料中添加有助剂，其余量为去离子水；所述助剂包括重量百分含量为0.1～0.2％的成膜助剂、0.3～0.4％的消泡剂、0.5～0.6％的pH值稳定剂、0.2～0.3％的流平剂、0.1％的润湿剂、0.1％的防霉剂和0.1％的增稠剂等。

上述纳米半导体材料采用纳米Sb掺杂SnO₂半导体粉体和纳米In掺杂SnO₂半导体粉体按重量比为1∶1的配比的混合。

上述分散剂采用全氟基羧酸或氟二醇与1，2-丙二醇或聚丙烯酸酯中的两种任意混合而成，其优选采用重量配比为1:1的比例混合。

上述分子桥，选用钛酸酯醇与硅烷类两种任意混合而成，其优选采用重量配比为1:1的比例混合。其中，硅烷类分子桥优选采用甲、乙、丙、丁、辛基硅烷或/和聚二甲基硅烷分子桥等。

本发明的另一目的是这样实现的：一种上述涂料的制备方法，它是采用上述重量百分含量的各原料，按下述步骤进行的：

将纳米半导体材料、水、分散剂、分子桥、有机硅改性丙烯酸聚合物乳液和助剂，用超声波振荡法混合，剪切分散，调整粘度至60～70KU，即制得成品。

上述的有机硅改性丙烯酸聚合物乳液、纳米Sb掺杂SnO₂半导体粉体、纳米In掺杂SnO₂半导体粉体、分散剂、分子桥、助剂等等原料，均为市售产品。

本发明具有如下所述的有益效果：

1、本发明以高分子材料与纳米半导体材料为主要原料，采用分子桥界面修饰改性技术制得该红外屏蔽型玻璃隔热涂料，该涂料提升了涂层对可见光的透过率，使得涂层的透光率高达90％。涂层达到了高红外反射率与屏蔽率：其对红外线的反射率高达85％，涂层高红外反射率具有高隔热效果；涂层高红外屏蔽率使得红外夜视仪不能透视该涂膜玻璃，保护室内隐私。此外，本发明涂料具有较低的传热系数，其传热量低于太阳光能量的29％。

2、本发明涂料为水性涂料，更低碳、更环保、更节能。

3、本发明涂料整体性能优异：耐酸碱性，如处于重量百分比为2%的亚硫酸溶液中经96小时无异常；耐水性，置于水环境下96小时无异常；耐洗刷性，可洗刷高达5000以上；抗粘污性低于10%；以外，本发明涂料还具有优异的耐候性、防霉功能与阻燃功能等，其性能指标分别提升了50%～100%；且相比同类产品，其成本降低了20%以上。

4、本发明涂料不仅可对已有建筑物玻璃进行涂装改性，还适宜于新一代的LOW-E玻璃的在线生产。可将该涂料在浮法玻璃生产线退火后的低温段100～250℃区间内直接实施高压无气喷涂，并控制至少80℃时涂层固化时间不少于45分钟，然后冷却即可。

5、本发明中涂料的制备方法简单易行。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

一种红外屏蔽型玻璃隔热涂料，它是采用包括重量百分含量如下的各原料制得的：

纳米半导体材料：纳米Sb掺杂SnO₂半导体粉体12.5%，和纳米In掺杂SnO₂半导体粉体，12.5%；全氟基羧酸与1,2-丙二醇按重量比为1:1的配比的分散剂，0.6%；钛酸酯醇和甲基硅烷按重量比为1:1的配比的分子桥，1.0%；有机硅改性丙烯酸聚合物乳液，45％；市售的十二碳醇酯(成膜助剂)0.1％，产品型号为BIT20的市售杀菌剂0.1％，市售的硅酮消泡剂0.3％，产品型号为Amp-95的市售pH值稳定剂0.5％，产品型号为L436的市售流平剂0.2％，产品型号为CF-10的市售润湿剂0.1％，产品型号为LXE的市售防霉剂0.1％和产品型号为CP-117的市售增稠剂0.1％等助剂；其余量为去离子水。

该涂料制造方法为：

将纳米半导体材料、去离子水、分散剂、分子桥、有机硅改性丙烯酸聚合物乳液和成膜助剂、消泡剂、pH值稳定剂、流平剂、润湿剂、防霉剂和增稠剂等助剂，用超声波振荡法混合，剪切分散，调整粘度至67KU，即制得成品。

实施例2～11

采用如下表所述的各原料及其重量配比关系，并采用与实施例1相同的制备方法，制备本发明涂料；其中，助剂均选用市售产品。

Claims (7)

1.一种红外屏蔽型玻璃隔热涂料，它是采用包括重量百分含量如下的各原料制得的：有机硅改性丙烯酸聚合物乳液40～50％，纳米半导体材料17～25％，分子桥0.1～1.5％，分散剂0.5～0.7％；所述分散剂采用全氟基羧酸或氟二醇与1，2-丙二醇或聚丙烯酸酯的两种任意混合；所述分子桥采用钛酸酯醇与硅烷类两种任意混合；所述硅烷类采用甲基硅烷、乙基硅烷、丙基硅烷、丁基硅烷、辛基硅烷或/和聚二甲基硅烷；所述的纳米半导体材料采用纳米Sb掺杂SnO₂半导体粉体和纳米In掺杂SnO₂半导体粉体按重量比为1：1的配比的混合。

2.如权利要求1所述的红外屏蔽型玻璃隔热涂料，它是采用包括重量百分含量如下的各原料制得的：有机硅改性丙烯酸聚合物乳液45％，纳米半导体材料25％，分子桥1％，分散剂0.6％。

3.如权利要求1或2所述的红外屏蔽型玻璃隔热涂料，它添加有助剂，其余量为去离子水；所述助剂包括重量百分含量为0.1～0.2％的成膜助剂、0.3～0.4％的消泡剂、0.5～0.6％的pH值稳定剂、0.2～0.3％的流平剂、0.1％的润湿剂、0.1％的防霉剂和0.1％的增稠剂。

4.如权利要求1或2所述的红外屏蔽型玻璃隔热涂料，所述分散剂采用重量配比为1:1的全氟基羧酸或氟二醇与1，2-丙二醇或聚丙烯酸酯的混合；所述分子桥采用重量配比为1:1的钛酸酯醇与硅烷类的混合。

5.如权利要求3所述的红外屏蔽型玻璃隔热涂料，所述分散剂采用重量配比为1:1的全氟基羧酸或氟二醇与1，2-丙二醇或聚丙烯酸酯的混合；所述分子桥采用重量配比为1:1的钛酸酯醇与硅烷类的混合。

6.如权利要求3所述的红外屏蔽型玻璃隔热涂料的制备方法，它是采用所述重量百分含量的所述各原料，按下述步骤进行的，将所述有机硅改性丙烯酸聚合物乳液、纳米半导体材料、分子桥、分散剂，以及助剂和去离子水，用超声波振荡法混合，剪切分散，调整粘度至60～70KU，即制得成品。

7.如权利要求5所述的红外屏蔽型玻璃隔热涂料的制备方法，它是采用所述重量百分含量的所述各原料，按下述步骤进行的：

将所述有机硅改性丙烯酸聚合物乳液、纳米半导体材料、分子桥、分散剂，以及助剂和去离子水，用超声波振荡法混合，剪切分散，调整粘度至60～70KU，即制得成品。