CN105199519A - 透明窗体的隔热保温涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及透明窗体的隔热保温涂料及其制备方法，甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、硅烷偶联剂、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾制备改性有机硅树脂；纳米二氧化钛、纳米锡锑氧化制成隔热液；隔热液、改性有机硅树脂、流平剂、消泡剂、杀菌剂、有机溶剂在混合得到保温隔热涂料；该涂料用于透明窗体材料的隔热保温涂料，涂料兼具良好的隔热性能、减反射性能和优良的耐候性、抗划伤性，不分底、面漆，只要在被涂表面涂刷100um即可达到设计技术指标要求；制备工艺简单，适合于各类玻璃镀膜加工生产线、手工玻璃涂膜以及各类膜材料涂膜生产线。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及透明窗体的隔热保温涂料及其制备方法。
背景技术
当前我国用于建筑门窗玻璃节能的材料主要有Low-E玻璃，也有一些玻璃节能涂料，但是技术并不成熟，主要是不能达到很高的耐温性、耐候性强要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于透明窗体材料的隔热保温涂料及其制备方法，采用该方法制备性能稳定的透明隔热涂料，制备工艺简单、生产加工方便。该隔热涂料主要应用于各种类型的建筑节能玻璃、隔热膜材料的隔热保温性能提升加工，隔热保温效果显著。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案为，透明窗体的隔热保温涂料，由以下方法制备所得：
（1）制备改性有机硅树脂
将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、硅烷偶联剂、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾加入有机溶剂中，进行聚合反应制成预聚体，将预聚料加入带有高速搅拌机的反应釜中进行高速分散20~40min，水浴加热升温到60~100℃，滴加纤维增强剂，25分钟后滴加完毕，将反应温度控制在85±10℃之间，反应1.5~2小时，然后冷却，制备成透明隔热涂料用改性有机硅树脂；
改性有机硅树脂中各组分的使用量的重量份数为：甲基丙烯酸甲酯5-8份，甲基丙烯酸10-20份，丙烯酸丁酯5-10份，丙烯酸乙酯10-15份，硅烷偶联剂1-10份，有机溶剂30-50份，十二烷基硫酸钠2-8份，过硫酸钾5-15份，纤维增强剂2-8份；
（2）隔热液的制备
将纳米二氧化钛、纳米锡锑氧化物分别加入添加有分散剂和消泡剂的有机溶剂中，形成混合溶液，在超声波分散器中高速分散20-60分钟，制成隔热液；
以上材料在隔热液中使用量的重量份数为：纳米二氧化钛10-20份，纳米锡锑氧化物8-32份，分散剂0.4-3.6份，消泡剂0.1-1.5份，有机溶剂40-60份；
（3）制备保温隔热涂料
将制备好的隔热液、改性有机硅树脂、流平剂、消泡剂、杀菌剂、有机溶剂在常温下混合均匀，得到保温隔热涂料；涂料中各组分使用量的重量份数为：隔热液分散体10-40份，改性有机硅树脂15-25份，消泡剂0.1-1.5份，杀菌剂0.1-1.5份，有机溶剂30-50份。
步骤（1）中，所述纤维增强剂型号为ST-1。
步骤（2）中，所述纳米二氧化钛、纳米锡锑氧化物的粒径为10-80nm。
步骤（1）、步骤（2）和步骤（3）中，所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、正丁醇、醋酸丁酯或丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种混合物。
步骤（2）中，所述分散剂选自Disperbyk-110、Disperbyk-111、Disperbyk-160、Disperbyk-180、LD-124和TEG0-700中的一种或多种。
步骤（2）和步骤（3）中，所述消泡剂为有机硅消泡剂或聚醚消泡剂。
本发明提供的透明窗体的隔热保温涂料搅拌后呈均匀状态，无硬块；表面干燥时间小于0.5小时，耐水性96h无异常，耐碱性48h无 异常，耐洗刷性大于2000次，使用寿命 15年以上。具有较强的附着力、易干燥、使用寿命长、隔热保温性能好等特点。
本发明提供的透明窗体的隔热保温涂料及其制备方法，改性有机硅树脂应用于玻璃或膜材料的具有良好粘接性能、高硬度、高透吗的有机硅溶液；从而制得均匀稳定的用于透明窗体材料的隔热保温涂料，涂料兼具良好的隔热性能、减反射性能和优良的耐候性、抗划伤性，不分底、面漆，只要在被涂表面涂刷100um即可达到设计技术指标要求。制备工艺简单，适合于各类玻璃镀膜加工生产线、手工玻璃涂膜以及各类膜材料涂膜生产线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，并不限制本发明的内容。
实施例中所使用的原材料及试剂均可从市场购得。
实施例
1
（1）制备改性有机硅树脂
将如下材料混合均匀制备成欲聚合料：
表1制备改性有机硅树脂原料用量
| 原料名称 | 数量 | 单位 |
| 甲基丙烯酸甲酯 | 31 | g |
| 甲基丙烯酸 | 72.5 | g |
| 丙烯酸丁酯 | 36.5 | g |
| 丙烯酸乙酯 | 60.5 | g |
| 硅烷偶联剂 | 26 | g |
| 无水乙醇 | 195 | g |
| 十二烷基硫酸钠 | 23 | g |
| 过硫酸钾 | 35.5 | g |
| 纤维增强剂ST-1 | 20 | g |
将以上原料加入带有高速搅拌机的反应釜中进行高速分散25min，水浴加热升温到75℃，滴加纤维增强剂ST-1，25分钟后滴加完毕，将反应温度控制在80℃，反应100min，然后冷却，制备成透明隔热涂料用改性有机硅树脂。
（2）隔热液的制备：
制备500g隔热液，需要的各组分用量具体如下：
表2 制备隔热液原料用量
| 原料名称 | 数量 | 单位 |
| 纳米二氧化钛 | 75 | g |
| 纳米锡锑氧化物 | 110 | g |
| 分散剂Disperbyk-111 | 12 | g |
| 有机硅消泡剂 | 3 | g |
| 无水乙醇 | 300 | g |
将以上原料混合之后，搅拌5分钟，搅拌速度约为1000转/分，即可制成蓝灰色透明隔热液。
（3）制备隔热保温涂料：
制备隔热保温涂料500g，涂料中各组分用量的重量比为：
表3制备隔热保温涂料原料用量
| 原料名称 | 数量 | 单位 |
| 隔热液分散体 | 125 | g |
| 改性有机硅树脂 | 178 | g |
| 消泡剂GPE | 3.5 | g |
| 杀菌剂KATHON®LXE | 2.5 | g |
| 无水乙醇 | 191 | g |
将上述各组分在室温下混合均匀，即制得透明窗体的隔热保温涂料。
实施例
2
（1）制备改性有机硅树脂
将如下材料混合均匀制备成欲聚合料：
表4制备改性有机硅树脂原料用量
| 原料名称 | 数量 | 单位 |
| 甲基丙烯酸甲酯 | 32.5 | g |
| 甲基丙烯酸 | 76.5 | g |
| 丙烯酸丁酯 | 37 | g |
| 丙烯酸乙酯 | 59 | g |
| 硅烷偶联剂 | 30.5 | g |
| 无水乙醇 | 189 | g |
| 十二烷基硫酸钠 | 25.5 | g |
| 过硫酸钾 | 31 | g |
| 纤维增强剂ST-1 | 19 | g |
将预聚料加入带有高速搅拌机的反应釜中进行高速分散30min，水浴加热升温到75℃，滴加纤维增强剂ST-1，30分钟后滴加完毕，将反应温度控制在85℃，反应90min，然后冷却，制备成透明隔热涂料用改性有机硅树脂
（2）隔热液的制备：
制备500g隔热液，需要的各组分用量具体如下：
表5 制备隔热液原料用量
| 原料名称 | 数量 | 单位 |
| 纳米二氧化钛 | 80 | g |
| 纳米锡锑氧化物 | 130 | g |
| 分散剂Disperbyk-110 | 7 | g |
| 有机硅消泡剂 | 3 | g |
| 无水乙醇 | 280 | g |
将以上原料混合之后，搅拌8分钟，搅拌速度约为1000转/分，即可制成蓝灰色透明隔热液。
（3）制备隔热保温涂料：
制备隔热保温涂料500g，涂料中各组分用量的重量比为：
表6制备隔热保温涂料原料用量
| 原料名称 | 数量 | 单位 |
| 隔热液分散体 | 125 | g |
| 改性有机硅树脂 | 178 | g |
| 分散剂Disperbyk-111 | 3.5 | g |
| 杀菌剂KATHON®LXE | 2.5 | g |
| 无水乙醇 | 191 | g |
将上述各组分在室温下混合均匀，即制得透明窗体的隔热保温涂料。
实施例
3
（1）制备改性有机硅树脂
将如下材料混合均匀制备成欲聚合料：
表7制备改性有机硅树脂原料用量
| 原料名称 | 数量 | 单位 |
| 甲基丙烯酸甲酯 | 32 | g |
| 甲基丙烯酸 | 80 | g |
| 丙烯酸丁酯 | 36 | g |
| 丙烯酸乙酯 | 60 | g |
| 硅烷偶联剂 | 30.5 | g |
| 无水乙醇 | 180 | g |
| 十二烷基硫酸钠 | 25.5 | g |
| 过硫酸钾 | 32 | g |
| 纤维增强剂ST-1 | 24 | g |
将预聚料加入带有高速搅拌机的反应釜中进行高速分散25min，水浴加热升温到85℃，滴加纤维增强剂ST-1，30分钟后滴加完毕，将反应温度控制在83℃，反应110min，然后冷却，制备成透明隔热涂料用改性有机硅树脂
（2）隔热液的制备：
制备500g隔热液，需要的各组分用量具体如下：
表8 制备隔热液原料用量
| 原料名称 | 数量 | 单位 |
| 纳米二氧化钛 | 78 | g |
| 纳米锡锑氧化物 | 137 | g |
| 分散剂Disperbyk-160 | 7 | g |
| 有机硅消泡剂 | 3 | g |
| 无水乙醇 | 275 | g |
将以上原料混合之后，搅拌12分钟，搅拌速度约为1000转/分，即可制成蓝灰色透明隔热液。
（3）制备隔热保温涂料：
制备隔热保温涂料500g，涂料中各组分用量的重量比为：
表9制备隔热保温涂料原料用量
| 原料名称 | 数量 | 单位 |
| 隔热液分散体 | 140 | g |
| 改性有机硅树脂 | 185.5 | g |
| 分散剂Disperbyk-160 | 1.5 | g |
| 杀菌剂KATHON®LXE | 3 | g |
| 无水乙醇 | 170 | g |
将上述各组分在室温下混合均匀，即制得透明窗体的隔热保温涂料。
将以上各实施例1-3制备而成的透明窗体的隔热保温涂料分别涂敷于江苏吴江南玻玻璃有限公司生产的5mm普通浮法白玻璃上，按照《隔热涂膜玻璃（GB/T 29501）》规定的检查方法进行测试，其隔热性能及其他性能如表10所示：
表10透明窗体的隔热保温涂料性能测试结果
上述实施例只是对本发明的举例说明，但不限制权利要求书的要求。本发明也可以以其他的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或者本发明的特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看，均应视为说明性而非限定性的。
Claims (6)
1.透明窗体的隔热保温涂料，其特征在于，由以下方法制备所得：
（1）制备改性有机硅树脂
将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、硅烷偶联剂、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾加入有机溶剂中，进行聚合反应制成预聚体，将预聚料加入带有高速搅拌机的反应釜中进行高速分散20~40min，水浴加热升温到60~100℃，滴加纤维增强剂，25分钟后滴加完毕，将反应温度控制在85±10℃之间，反应1.5~2小时，然后冷却，制备成透明隔热涂料用改性有机硅树脂；
改性有机硅树脂中各组分的使用量的重量份数为：甲基丙烯酸甲酯5-8份，甲基丙烯酸10-20份，丙烯酸丁酯5-10份，丙烯酸乙酯10-15份，硅烷偶联剂1-10份，有机溶剂30-50份，十二烷基硫酸钠2-8份，过硫酸钾5-15份，纤维增强剂2-8份；
（2）隔热液的制备
将纳米二氧化钛、纳米锡锑氧化物分别加入添加有分散剂和消泡剂的有机溶剂中，形成混合溶液，在超声波分散器中高速分散20-60分钟，制成隔热液；
以上材料在隔热液中使用量的重量份数为：纳米二氧化钛10-20份，纳米锡锑氧化物8-32份，分散剂0.4-3.6份，消泡剂0.1-1.5份，有机溶剂40-60份；
（3）制备保温隔热涂料
将制备好的隔热液、改性有机硅树脂、流平剂、消泡剂、杀菌剂、有机溶剂在常温下混合均匀，得到保温隔热涂料；涂料中各组分使用量的重量份数为：隔热液分散体10-40份，改性有机硅树脂15-25份，消泡剂0.1-1.5份，杀菌剂0.1-1.5份，有机溶剂30-50份。
2.根据权利要求1所述的透明窗体的隔热保温涂料，其特征在于，步骤（1）中，所述纤维增强剂型号为ST-1。
3. 根据权利要求1所述的透明窗体的隔热保温涂料，其特征在于，步骤（2）中，所述纳米二氧化钛、纳米锡锑氧化物的粒径为10-80nm。
4. 根据权利要求1所述的透明窗体的隔热保温涂料，其特征在于，步骤（2）中，所述分散剂选自Disperbyk-110、Disperbyk-111、Disperbyk-160、Disperbyk-180、LD-124和TEG0-700中的一种或多种。
5. 根据权利要求1所述的透明窗体的隔热保温涂料，其特征在于，步骤（2）和步骤（3）中，所述消泡剂为有机硅消泡剂或聚醚消泡剂。
6. 根据权利要求1到5任一项所述的透明窗体的隔热保温涂料，其特征在于，步骤（1）、步骤（2）和步骤（3）中，所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、正丁醇、醋酸丁酯或丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种混合物。
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