CN106833242B - 一种汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜，该隔热涂料膜包括以下成分：纳米ATO粉末，纳米ZnO粉末，水性聚氨酯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚异丁烯，成膜助剂，2‑羟基‑4‑甲氧基二苯甲酮‑5‑磺酸(HMBS)，阿伏苯宗，流平剂，消泡剂，防雾剂。该汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜具有良好的可见光透射性，同时对红外光和紫外光范围的光均具有良好的反射和吸附性能，隔热效果优良。

Description

一种汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及隔热膜领域，特别是涉及一种汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜及其制备方法。
背景技术
汽车挡风玻璃面积大约占到汽车玻璃总面积的一半以上，是汽车采光的重要途径，但是普通玻璃阳光透过率较高，紫外光、红外光等阻隔性较差。在夏天强烈阳光的照射会导致车内温度升高，影响乘车人员的体验，加速车内设施的老化速度，极大的增加了空调的负荷以及对燃油的消耗。因此，使用具有隔热效果的挡风玻璃是一种有效的节能方案，在玻璃上贴隔热膜是较为简单的提高挡风玻璃隔热效果的方法。
汽车挡风玻璃隔热膜需要满足一下性能：(1)优异的红外-近红外光反射率，(2)可见光通过率不低于75％，(3)较高的紫外光隔断率。目前实用较多，研究较为充分的隔热膜包括隔热贴膜，可热弯单/双银低辐射膜(Low-E)，氧化铟锡薄膜(ITO)，溶胶-凝胶镀膜以及透明隔热涂料膜等。这其中，隔热贴膜是目前市场上最为常用的汽车隔热膜，也是工艺最为成熟的隔热膜，粘贴方便，应用较为普遍，但是其隔热性能和可见光透射率还较难以俱佳；可热弯单/双银低辐射膜(Low-E)具有最优良的节能隔热性能，综合隔热效果最好，但是其膜层数较多，工艺复杂，生产成本较高；溶胶-凝胶镀膜可在单层玻璃镀膜，成本低廉，红外光波段透射率较高，隔热性能较差；ITO膜与透明隔热涂料膜对可见光有良好的透射性，但均对红外光反射率效果不佳，隔热性能仍有待提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜，该隔热涂料膜具有良好的可见光透射性，同时对红外光和紫外光范围的光均具有良好的反射和吸附性能，隔热效果优良。
本发明的另一目的是提供该汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将纳米ATO粉末，纳米ZnO粉末和硅酸钠置于球磨罐中，研磨混合，之后将混合粉末加入水中，进行超声波分散30-60min，之后加入偶联剂和水性聚氨酯搅拌均匀，制得纳米粉末分散浆料；
(2)将聚甲基丙烯酸甲酯和聚异丁烯溶解于乙酸乙酯中，加入乳化剂搅拌均匀后，加入水继续搅拌，蒸除乙酸乙酯，将成膜助剂，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸(HMBS)，阿伏苯宗，流平剂，消泡剂，防雾剂加入其中混合均匀后，将步骤(1)中制得的纳米粉末分散浆料加入，搅拌均匀后，整除部分水控制固含量为70-80％，制得混合浆料；
(3)将混合浆料涂布与玻璃上，厚度涂层为0.1-0.2mm，烘干后，即为所述汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜。
进一步的，所述步骤(1)中，偶联剂为硅烷偶联剂。
进一步的，所述步骤(1)中，纳米ATO粉末和纳米ZnO粉末的使用量质量比为7-9:1。
进一步的，所述纳米ATO粉末与水性聚氨酯的投入量质量比为1：2。
进一步的，所述水性聚氨酯与聚甲基丙烯酸甲酯的质量比为2：3。
进一步的，所述步骤(2)中原料的投入量为：
聚甲基丙烯酸甲酯42-54份，聚异丁烯10-18份，成膜助剂5-9份，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸(HMBS)2-3份，阿伏苯宗1-2份，流平剂1-2份，消泡剂0.3-0.7份，防雾剂0.5-0.9份。
进一步的，所述流平剂为羧甲基纤维素。
进一步的，所述消泡剂为矿物油类消泡剂。
进一步的，所述防雾剂为山梨醇单棕榈酸酯。
一种汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜，由上述方法制备而成。
聚甲基丙烯酸甲酯具有良好的可见光透过率与成模性，十分适合制备汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜。聚异丁烯提高膜层在玻璃上的附着力，提高隔热涂料膜的附着力。
本发明具有以下有益效果，
纳米ATO粉末和纳米ZnO粉末具有反射红外光、紫外光的作用，HMBS和阿伏苯宗具有吸收紫外光的作用，因此，通过物理方法和化学方法相互配合进行隔绝红外光和紫外光，可以保证较高隔热性能的同时保证隔热膜的透光性，适合汽车前挡风玻璃使用。
水性聚氨酯具有较强的粘结性和成膜性，可以增强隔热涂料膜的粘结力，使得该隔热涂料膜与玻璃可以更牢固的结合。同时，水性聚氨酯具有对纳米粒子的空间稳定作用，使得纳米粉末分散浆料中纳米粉末具有更好的稳定性。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将70g纳米ATO粉末，10g纳米ZnO粉末和硅酸钠置于球磨罐中，研磨混合，之后将混合粉末加入水中，进行超声波分散30min，之后加入硅烷偶联剂和140g水性聚氨酯搅拌均匀，制得纳米粉末分散浆料；
(2)将210g聚甲基丙烯酸甲酯和5g聚异丁烯溶解于乙酸乙酯中，加入乳化剂搅拌均匀后，加入水继续搅拌，蒸除乙酸乙酯，将成膜助剂2.5g，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸(HMBS)1g，阿伏苯宗0.5g，羧甲基纤维素0.5g，矿物油类消泡剂0.15g，山梨醇单棕榈酸酯0.25g加入其中混合均匀后，将步骤(1)中制得的纳米粉末分散浆料加入，搅拌均匀后，整除部分水控制固含量为70％，制得混合浆料；
(3)将混合浆料涂布与玻璃上，厚度涂层为0.1mm，烘干后，即为所述汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜。
经测定仪器测试，该汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜红外阻隔率为92％，紫外阻隔率99％，总隔热率为80.2％。
实施例2
一种汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将90g纳米ATO粉末，10g纳米ZnO粉末和硅酸钠置于球磨罐中，研磨混合，之后将混合粉末加入水中，进行超声波分散60min，之后加入硅烷偶联剂和180g水性聚氨酯搅拌均匀，制得纳米粉末分散浆料；
(2)将270g聚甲基丙烯酸甲酯和9g聚异丁烯溶解于乙酸乙酯中，加入乳化剂搅拌均匀后，加入水继续搅拌，蒸除乙酸乙酯，将成膜助剂4.5g，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸(HMBS)1.5g，阿伏苯宗1.5g，羧甲基纤维素1g，矿物油类消泡剂0.35g，山梨醇单棕榈酸酯0.45g加入其中混合均匀后，将步骤(1)中制得的纳米粉末分散浆料加入，搅拌均匀后，整除部分水控制固含量为80％，制得混合浆料；
(3)将混合浆料涂布与玻璃上，厚度涂层为0.2mm，烘干后，即为所述汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜。
经测定仪器测试，该汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜红外阻隔率为94％，紫外阻隔率99％，总隔热率为84.7％。
实施例3
一种汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将90g纳米ATO粉末，10g纳米ZnO粉末和硅酸钠置于球磨罐中，研磨混合，之后将混合粉末加入水中，进行超声波分散30min，之后加入硅烷偶联剂和180g水性聚氨酯搅拌均匀，制得纳米粉末分散浆料；
(2)将210g聚甲基丙烯酸甲酯和9g聚异丁烯溶解于乙酸乙酯中，加入乳化剂搅拌均匀后，加入水继续搅拌，蒸除乙酸乙酯，将成膜助剂2.5g，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸(HMBS)1.5g，阿伏苯宗0.5g，羧甲基纤维素1g，矿物油类消泡剂0.15g，山梨醇单棕榈酸酯0.45g加入其中混合均匀后，将步骤(1)中制得的纳米粉末分散浆料加入，搅拌均匀后，整除部分水控制固含量为70％，制得混合浆料；
(3)将混合浆料涂布与玻璃上，厚度涂层为0.2mm，烘干后，即为所述汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜。
经测定仪器测试，该汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜红外阻隔率为96％，紫外阻隔率98％，总隔热率为88.2％。
实施例4
一种汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将80g纳米ATO粉末，10g纳米ZnO粉末和硅酸钠置于球磨罐中，研磨混合，之后将混合粉末加入水中，进行超声波分散45min，之后加入硅烷偶联剂和160g水性聚氨酯搅拌均匀，制得纳米粉末分散浆料；
(2)将250g聚甲基丙烯酸甲酯和6g聚异丁烯溶解于乙酸乙酯中，加入乳化剂搅拌均匀后，加入水继续搅拌，蒸除乙酸乙酯，将成膜助剂3g，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸(HMBS)1.2g，阿伏苯宗0.8g，羧甲基纤维素0.9g，矿物油类消泡剂0.2g，山梨醇单棕榈酸酯0.33g加入其中混合均匀后，将步骤(1)中制得的纳米粉末分散浆料加入，搅拌均匀后，整除部分水控制固含量为74％，制得混合浆料；
(3)将混合浆料涂布与玻璃上，厚度涂层为0.2mm，烘干后，即为所述汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜。
经测定仪器测试，该汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜红外阻隔率为93％，紫外阻隔率99％，总隔热率为92.3％。

Claims (10)

1.一种汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将纳米ATO粉末，纳米ZnO粉末和硅酸钠置于球磨罐中，研磨混合，之后将混合粉末加入水中，进行超声波分散30-60min，之后加入偶联剂和水性聚氨酯搅拌均匀，制得纳米粉末分散浆料；
(2)将聚甲基丙烯酸甲酯和聚异丁烯溶解于乙酸乙酯中，加入乳化剂搅拌均匀后，加入水继续搅拌，蒸除乙酸乙酯，将成膜助剂，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸(HMBS)，阿伏苯宗，流平剂，消泡剂，防雾剂加入其中混合均匀后，将步骤(1)中制得的纳米粉末分散浆料加入，搅拌均匀后，蒸除部分水控制固含量为70-80％，制得混合浆料；
(3)将混合浆料涂布于玻璃上，厚度涂层为0.1-0.2mm，烘干后，即为所述汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜。
2.根据权利要求1所述的汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，偶联剂为硅烷偶联剂。
3.根据权利要求1所述的汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，纳米ATO粉末和纳米ZnO粉末的使用量质量比为7-9:1。
4.根据权利要求1所述的汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜的制备方法，其特征在于：所述纳米ATO粉末与水性聚氨酯的投入量质量比为1：2。
5.根据权利要求1所述的汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜的制备方法，其特征在于：所述水性聚氨酯与聚甲基丙烯酸甲酯的质量比为2：3。
6.根据权利要求1所述的汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中原料的投入量为：
聚甲基丙烯酸甲酯42-54份，聚异丁烯10-18份，成膜助剂5-9份，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸(HMBS)2-3份，阿伏苯宗1-2份，流平剂1-2份，消泡剂0.3-0.7份，防雾剂0.5-0.9份。
7.根据权利要求1所述的汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜的制备方法，其特征在于：所述流平剂为羧甲基纤维素。
8.根据权利要求1所述的汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜的制备方法，其特征在于：所述消泡剂为矿物油类消泡剂。
9.根据权利要求1所述的汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜的制备方法，其特征在于：所述防雾剂为山梨醇单棕榈酸酯。
10.一种汽车前挡风玻璃用隔热涂料膜，其特征在于：由权利要求1-9中任一项所述的方法制备而成。
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