CN105713501A - 一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃及其制造方法，所述玻璃包括：真空玻璃基板，包括由下至上层叠设置的第一玻璃基片和第二玻璃基片，且两玻璃基片相对面周向通过密封胶连接并抽真空形成真空内腔；聚氨酯涂层，涂覆于所述第二玻璃基片相对第一玻璃基片的另一面。所述玻璃具保温功效，设计提供专门的聚氨酯涂层，涂层成分搭配合理、生产方法易操作，导热系数低，保温效果好，且只需喷涂使用即可在玻璃表面形成聚氨酯涂层，使用简单，且涂覆后不易脱落，使用寿命长，经济成本低，使用前景好。

Description

一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃及其制造方法。
背景技术
真空玻璃是将两片平板玻璃四周密闭起来，将其间隙抽成真空并密封排气孔，两片玻璃之间的间隙为0.1-0.2mm，真空玻璃的两片一般至少有一片是低辐射玻璃，这样就将通过真空玻璃的传导、对流和辐射方式散失的热降到最低，其工作原理与玻璃保温瓶的保温隔热原理相同。真空玻璃是玻璃工艺与材料科学、真空技术、物理测量技术、工业自动化及建筑科学等，多种学科、多种技术、多种工艺协作配合的硕果。
真空玻璃是一种新型节能玻璃，它基于保温瓶原理，将两片玻璃四周密封，中间间隔为0.1-0.2mm的薄真空层。由于没有气体传热，内表面又有起保温瓶银膜作用的透明低辐射膜，使真空玻璃的保温隔热性能远优于目前已广泛使用的“中空”玻璃。
然而，目前市场上大多真空玻璃保温效果并不好，且如果长时间使用后，密封不严会严重影响其保温效果，且功能单一。
对此，目前国内主要存在如下专利文献：
如专利公开号：CN104673078A，公开了一种有机硅改性聚氨酯涂层的制备方法，包括：将油浴锅升温至55-65℃，向三口烧瓶中加入甲苯二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯18份-30份，鼓入氮气保护，开启搅拌，将68份-78份羟丙基封端聚二甲基硅氧烷或羟丁基封端聚二甲基硅氧烷滴加入三口烧瓶中，搅拌4小时；将油浴温度升至70-80℃，向三口烧瓶中加入甲苯二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯8份-18份，同时滴加入60份-80份聚丙二醇。继续搅拌4-6小时，降至室温，制得有机硅改性聚氨酯涂层基料。取100克有机硅改性聚氨酯涂层基料与5-7克二吗啉基二乙基醚甲苯溶液混合搅拌均匀，刮涂于皮革面上，室温固化后，制得有机硅改性聚氨酯涂层。然而该专利所提供的聚氨酯涂层，主要用于皮革表面，其是否可以用于真空玻璃表面的涂覆还有待商榷。
发明内容
为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃及其制造方法，所述玻璃具保温功效，设计提供专门的聚氨酯涂层，涂层成分搭配合理、生产方法易操作，导热系数低，保温效果好，且只需喷涂使用即可在玻璃表面形成聚氨酯涂层，使用简单，且涂覆后不易脱落，使用寿命长，经济成本低，使用前景好。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃，所述玻璃包括：真空玻璃基板，包括由下至上层叠设置的第一玻璃基片和第二玻璃基片，且两玻璃基片相对面周向通过密封胶连接并抽真空形成真空内腔；聚氨酯涂层，涂覆于所述第二玻璃基片相对第一玻璃基片的另一面；所述聚氨酯涂层包括如下重量份的成分：聚氨酯树脂：40～50份，纳米二氧化钛粉：20～30份，柠檬酸：10～15份，纳米氧化锌铝粉：10～15份，硅溶胶：1～5份，硅烷偶联剂：1～5份，丙三醇：10～20份，乙二醇：5～10份，低表面能粘结剂：1～10份，流平剂：1～5份，润湿剂：1～10份，分散剂：5～10份，消泡剂：1～5份，抗氧剂：1～5份，去离子水：40～60份。
进一步，所述聚氨酯涂层包括如下重量份的成分：聚氨酯树脂：40～45份，纳米二氧化钛粉：20～25份，柠檬酸：10～13份，纳米氧化锌铝粉：13～15份，硅溶胶：1～3份，硅烷偶联剂：3～5份，丙三醇：10～15份，乙二醇：5～8份，低表面能粘结剂：2～5份，流平剂：1～3份，润湿剂：3～5份，分散剂：5～7份，消泡剂：1～3份，抗氧剂：1～4份，去离子水：40～50份。
优选地，所述聚氨酯涂层包括如下重量份的成分：聚氨酯树脂：45份，纳米二氧化钛粉：25份，柠檬酸：12份，纳米氧化锌铝粉：15份，硅溶胶：2份，硅烷偶联剂：4份，丙三醇：15份，乙二醇：6份，低表面能粘结剂：5份，流平剂：2份，润湿剂：4份，分散剂：6份，消泡剂：3份，抗氧剂：2份，去离子水：50份。
另，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷或聚酯改性有机硅氧烷。
另有，所述所述分散剂为卵磷脂、甜菜碱或脂肪酸甘油酯。
再，所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇或苯乙醇油酸酯。
再有，所述低表面能物质为氟硅烷、硅氧烷、聚四氟乙烯、硅烷偶联剂、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或苯基三甲氧基硅烷。
且，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1098。
同时，本发明还提供一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃的制造方法，包括如下步骤：
1)制备聚氨酯涂层粉体
将聚氨酯、润湿剂、分散剂、纳米二氧化钛粉以及纳米氧化锌铝粉混合、搅拌，调节pH值至7～8，超声研磨4～5h，得纳米粉体浆料，在搅拌条件下，加入柠檬酸、硅溶胶、硅烷偶联剂、丙三醇、乙二醇、低表面能粘结剂及流平剂以800～1000转/min的速度进行剪切分散30～50min，将转速调至1000～1200转/min，依次加入消泡剂、抗氧剂及去离子水，均匀搅拌10～20min，将搅拌后的物料在室温下烘干干燥，烘干温度100～120℃，烘干时间20～30min，固化，研磨分散，得所述聚氨酯涂层粉体；
2)预处理
将所述第一玻璃基片及第二玻璃基片通过密封胶粘结、抽真空形成真空内腔，得所述真空玻璃基板，并对真空玻璃基板表面进行去污、去油、脱湿处理；
3)喷涂
用喷枪将将步骤1)所得聚氨酯涂层粉体均匀地喷涂到由步骤2)处理后的真空玻璃基板第二玻璃基片相对第一玻璃基片的另一面，喷涂温度30～40℃，喷枪压力0.5～1MPa，喷涂完成后在室温下放置1～2小时；
4)固化
将步骤3)处理后的真空玻璃基板送入烘箱加热固化，加热固化的温度为160～180℃，加热固化的时间为10～20min，冷却至室温，完成喷涂，在所述真空玻璃基板第二玻璃基片相对第一玻璃基片的另一面形成聚氨酯涂层，完成所述带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃的制造。
另，所述聚氨酯涂层厚度为5～10μm，导热系数为0.01～0.05W/m·K。
本发明的有益效果在于：
所述玻璃具保温功效，设计提供专门的聚氨酯涂层，涂层成分搭配合理、生产方法易操作，导热系数低，保温效果好，且只需喷涂使用即可在玻璃表面形成聚氨酯涂层，使用简单，且涂覆后不易脱落，使用寿命长，经济成本低，使用前景好。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
参照图1，本发明所述的一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃，所述玻璃包括：真空玻璃基板1，包括由下至上层叠设置的第一玻璃基片11和第二玻璃基片12，且两玻璃基片相对面周向通过密封胶13连接并抽真空形成真空内腔14；聚氨酯涂层2，涂覆于所述第二玻璃基片12相对第一玻璃基片11的另一面；所述聚氨酯涂层2包括如下重量份的成分：聚氨酯树脂：40～50份，纳米二氧化钛粉：20～30份，柠檬酸：10～15份，纳米氧化锌铝粉：10～15份，硅溶胶：1～5份，硅烷偶联剂：1～5份，丙三醇：10～20份，乙二醇：5～10份，低表面能粘结剂：1～10份，流平剂：1～5份，润湿剂：1～10份，分散剂：5～10份，消泡剂：1～5份，抗氧剂：1～5份，去离子水：40～60份。
进一步，所述聚氨酯涂层包括如下重量份的成分：聚氨酯树脂：40～45份，纳米二氧化钛粉：20～25份，柠檬酸：10～13份，纳米氧化锌铝粉：13～15份，硅溶胶：1～3份，硅烷偶联剂：3～5份，丙三醇：10～15份，乙二醇：5～8份，低表面能粘结剂：2～5份，流平剂：1～3份，润湿剂：3～5份，分散剂：5～7份，消泡剂：1～3份，抗氧剂：1～4份，去离子水：40～50份。
优选地，所述聚氨酯涂层包括如下重量份的成分：聚氨酯树脂：45份，纳米二氧化钛粉：25份，柠檬酸：12份，纳米氧化锌铝粉：15份，硅溶胶：2份，硅烷偶联剂：4份，丙三醇：15份，乙二醇：6份，低表面能粘结剂：5份，流平剂：2份，润湿剂：4份，分散剂：6份，消泡剂：3份，抗氧剂：2份，去离子水：50份。
另，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷或聚酯改性有机硅氧烷。
另有，所述所述分散剂为卵磷脂、甜菜碱或脂肪酸甘油酯。
再，所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇或苯乙醇油酸酯。
再有，所述低表面能物质为氟硅烷、硅氧烷、聚四氟乙烯、硅烷偶联剂、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或苯基三甲氧基硅烷。
且，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1098。
同时，本发明还提供一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃的制造方法，包括如下步骤：
1)制备聚氨酯涂层粉体
将聚氨酯、润湿剂、分散剂、纳米二氧化钛粉以及纳米氧化锌铝粉混合、搅拌，调节pH值至7～8，超声研磨4～5h，得纳米粉体浆料，在搅拌条件下，加入柠檬酸、硅溶胶、硅烷偶联剂、丙三醇、乙二醇、低表面能粘结剂及流平剂以800～1000转/min的速度进行剪切分散30～50min，将转速调至1000～1200转/min，依次加入消泡剂、抗氧剂及去离子水，均匀搅拌10～20min，将搅拌后的物料在室温下烘干干燥，烘干温度100～120℃，烘干时间20～30min，固化，研磨分散，得所述聚氨酯涂层粉体；
2)预处理
将所述第一玻璃基片11及第二玻璃基片12通过密封胶13粘结、抽真空形成真空内腔14，得所述真空玻璃基板1，并对真空玻璃基板1表面进行去污、去油、脱湿处理；
3)喷涂
用喷枪将将步骤1)所得聚氨酯涂层粉体均匀地喷涂到由步骤2)处理后的真空玻璃基板1第二玻璃基片12相对第一玻璃基片11的另一面，喷涂温度30～40℃，喷枪压力0.5～1MPa，喷涂完成后在室温下放置1～2小时；
4)固化
将步骤3)处理后的真空玻璃基板1送入烘箱加热固化，加热固化的温度为160～180℃，加热固化的时间为10～20min，冷却至室温，完成喷涂，在所述真空玻璃基板1第二玻璃基片12相对第一玻璃基片11的另一面形成聚氨酯涂层2，完成所述带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃的制造。
另，所述聚氨酯涂层厚度为5～10μm，导热系数为0.01～0.05W/m·K。
其中，表1为本发明各实施例所提供的一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃中隔热保温涂层的成分列表。表2为本发明各实施例所提供的一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃的隔热性能及防结露结霜性能列表。
表1(单位：重量份)
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
聚氨酯树脂 45 43 40 50 48
纳米二氧化钛粉 25 28 30 23 20
柠檬酸 12 13 15 10 11
纳米氧化锌铝粉 15 13 12 10 14
硅溶胶 2 1 5 3 4
硅烷偶联剂 4 3 2 1 5
丙三醇 15 13 14 12 10
乙二醇 6 8 5 7 10
低表面能粘结剂 5 3 1 4 2
流平剂 2 3 4 1 5
润湿剂 4 5 8 3 1
分散剂 6 8 5 7 10
消泡剂 3 1 2 5 4
抗氧剂 2 3 5 1 4
去离子水 50 45 40 55 60
表2
由表2可见，本发明所提供的带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃保温隔热性能好且结露温度低，具有良好的抗结霜、抗结露能力。
本发明所提供的一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃及其制造方法，所述玻璃具保温功效，设计提供专门的聚氨酯涂层，涂层成分搭配合理、生产方法易操作，导热系数低，保温效果好，且只需喷涂使用即可在玻璃表面形成聚氨酯涂层，使用简单，且涂覆后不易脱落，使用寿命长，经济成本低，使用前景好。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃，其特征在于，所述玻璃包括：
真空玻璃基板，包括由下至上层叠设置的第一玻璃基片和第二玻璃基片，且两玻璃基片相对面周向通过密封胶连接并抽真空形成真空内腔；
聚氨酯涂层，涂覆于所述第二玻璃基片相对第一玻璃基片的另一面；
所述聚氨酯涂层包括如下重量份的成分：
聚氨酯树脂：40~50份，纳米二氧化钛粉：20~30份，柠檬酸：10~15份，纳米氧化锌铝粉：10~15份，硅溶胶：1~5份，硅烷偶联剂：1~5份，丙三醇：10~20份，乙二醇：5~10份，低表面能粘结剂：1~10份，流平剂：1~5份，润湿剂：1~10份，分散剂：5~10份，消泡剂：1~5份，抗氧剂：1~5份，去离子水：40~60份。
2.根据权利要求1所述的一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃，其特征在于，所述聚氨酯涂层包括如下重量份的成分：聚氨酯树脂：40~45份，纳米二氧化钛粉：20~25份，柠檬酸：10~13份，纳米氧化锌铝粉：13~15份，硅溶胶：1~3份，硅烷偶联剂：3~5份，丙三醇：10~15份，乙二醇：5~8份，低表面能粘结剂：2~5份，流平剂：1~3份，润湿剂：3~5份，分散剂：5~7份，消泡剂：1~3份，抗氧剂：1~4份，去离子水：40~50份。
3.根据权利要求1所述的一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃，其特征在于，所述聚氨酯涂层包括如下重量份的成分：聚氨酯树脂：45份，纳米二氧化钛粉：25份，柠檬酸：12份，纳米氧化锌铝粉：15份，硅溶胶：2份，硅烷偶联剂：4份，丙三醇：15份，乙二醇：6份，低表面能粘结剂：5份，流平剂：2份，润湿剂：4份，分散剂：6份，消泡剂：3份，抗氧剂：2份，去离子水：50份。
4.根据权利要求1所述的一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃，其特征在于，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷或聚酯改性有机硅氧烷。
5.根据权利要求1所述的一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃，其特征在于，所述所述分散剂为卵磷脂、甜菜碱或脂肪酸甘油酯。
6.根据权利要求1所述的一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃，其特征在于，所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇或苯乙醇油酸酯。
7.根据权利要求1所述的一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃，其特征在于，所述低表面能物质为氟硅烷、硅氧烷、聚四氟乙烯、硅烷偶联剂、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或苯基三甲氧基硅烷。
8.根据权利要求1所述的一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1098。
9.一种如权利要求1~8中任一项所述的带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
制备聚氨酯涂层粉体
将聚氨酯、润湿剂、分散剂、纳米二氧化钛粉以及纳米氧化锌铝粉混合、搅拌，调节pH值至7~8，超声研磨4~5h，得纳米粉体浆料，在搅拌条件下，加入柠檬酸、硅溶胶、硅烷偶联剂、丙三醇、乙二醇、低表面能粘结剂及流平剂以800~1000转/min的速度进行剪切分散30~50min，将转速调至1000~1200转/min，依次加入消泡剂、抗氧剂及去离子水，均匀搅拌10~20min，将搅拌后的物料在室温下烘干干燥，烘干温度100~120℃，烘干时间20~30min，固化，研磨分散，得所述聚氨酯涂层粉体；
预处理
将所述第一玻璃基片及第二玻璃基片通过密封胶粘结、抽真空形成真空内腔，得所述真空玻璃基板，并对真空玻璃基板表面进行去污、去油、脱湿处理；
喷涂
用喷枪将将步骤1)所得聚氨酯涂层粉体均匀地喷涂到由步骤2)处理后的真空玻璃基板第二玻璃基片相对第一玻璃基片的另一面，喷涂温度30~40℃，喷枪压力0.5~1MPa，喷涂完成后在室温下放置1~2小时；
固化
将步骤3)处理后的真空玻璃基板送入烘箱加热固化，加热固化的温度为160~180℃，加热固化的时间为10~20min，冷却至室温，完成喷涂，在所述真空玻璃基板第二玻璃基片相对第一玻璃基片的另一面形成聚氨酯涂层，完成所述带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃的制造。
10.根据权利要求9所述的一种带有聚氨酯涂层的隔热保温真空玻璃的制造方法，其特征在于，所述聚氨酯涂层厚度为5~10μm，导热系数为0.01~0.05W/m·K。
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