CN106957600A - 一种透明水性隔热涂料及其制备方法 - Google Patents

一种透明水性隔热涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种透明水性隔热涂料及其制备方法。以该透明水性隔热涂料的原料组成的总质量为100％计，其原料组成包括：10％‑20％的质量浓度为10％的盐酸、5％‑14％的氧化铟锡、10％‑20％的水、3％‑5％的聚乙二醇、1％‑2％的氧化锡锑、1％‑3％的二氧化硅、0.1％‑0.5％的紫外线吸收剂、3％‑8％的甲基三乙氧基硅烷、2％‑5％的正硅酸甲酯、5％‑10％的KH‑570硅烷偶联剂、10％‑20％的二苯基二甲氧基硅烷、5％‑10％的3‑氨基丙基三乙氧基硅烷、0.1％‑1％的无机溶剂、20％‑45％的有机硅树脂、0.1％‑1％的有机溶剂、1％‑2％的分散剂、2％‑5％的流平剂、1％‑3％的增稠剂。本发明还提供了上述透明水性隔热涂料的制备方法。

Description

一种透明水性隔热涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种涂料及其制备方法，尤其涉及一种透明水性隔热涂料及其制备方法，属于精细化工技术领域。
背景技术
我国建筑能耗大多数来自冬季取暖和夏季降温的能耗，目前墙体有各种各样的墙体保温、隔热材料，具有一定节能效果。但是针对玻璃门、玻璃窗的紫外线、红外线辐射热无法解决，同样会使能耗上升。现有的玻璃隔热主要采取粘贴防晒膜的方式，来达到隔热的目的，虽然具有一定的隔热效果，但是，质量好的防晒膜价格高，粘贴要求较高，必须专业技术人员施工，施工材料及人工成本较高，不能够实现普遍使用和推广。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以降低夏季空调降温的电能损耗的隔热涂料，通过降低红外线和紫外线对墙体、幕墙、玻璃窗、玻璃门的热传导，降低室内温度，达到节能目的，施工简便，成本低廉，具有明显的经济效益。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种透明水性隔热涂料，以该透明水性隔热涂料的原料组成的总质量为100％计，该透明水性隔热涂料的原料组成包括：10％-20％的质量浓度为10％的盐酸、5％-14％的氧化铟锡、10％-20％的水、3％-5％的聚乙二醇、1％-2％的氧化锡锑、1％-3％的二氧化硅、0.1％-0.5％的紫外线吸收剂、3％-8％的甲基三乙氧基硅烷、2％-5％的正硅酸甲酯、5％-10％的KH-570硅烷偶联剂、10％-20％的二苯基二甲氧基硅烷、5％-10％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷、0.1％-1％的无机溶剂、20％-45％的有机硅树脂、0.1％-1％的有机溶剂、1％-2％的分散剂、2％-5％的流平剂、1％-3％的增稠剂，其中，该透明水性隔热涂料中各原料组成的质量百分比之和为100％。
在本发明的透明水性隔热涂料中，优选的，采用的氧化铟锡的粒径为10nm-100nm。采用的氧化铟锡由长沙盛特新材料有限公司生产。
在本发明的透明水性隔热涂料中，优选的，采用的聚乙二醇的分子量为200-600，是一种无色无臭的黏稠液体。
在本发明的透明水性隔热涂料中，优选的，采用的氧化锡锑的粒径为10nm-100nm。采用的氧化锡锑由上海巷田纳米材料有限公司生产。
在本发明的透明水性隔热涂料中，优选的，采用的紫外线吸收剂包括紫外线吸收剂UV-O，成分为2,4-二羟基二苯甲酮，其为淡色针状结晶或白色粉末。
在本发明的透明水性隔热涂料中，优选的，采用的KH-570硅烷偶联剂为含有γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷有机官能团的硅烷偶联剂。
在本发明的透明水性隔热涂料中，优选的，采用的二氧化硅的粒径为50nm-100nm，其起到辅助隔热的作用。
在本发明的透明水性隔热涂料中，采用本领域常规的无机溶剂即可实现本发明的技术方案；优选蒸馏水。
在本发明的透明水性隔热涂料中，优选的，采用的分散剂包括均聚羧酸盐分散剂；更优选地，采用的分散剂为K-100聚羧酸盐分散剂(由深圳市华信行实业有限公司生产)。
在本发明的透明水性隔热涂料中，优选的，采用的有机硅树脂包括高度交联、具有网状结构的聚有机硅氧烷；更优选地，包括甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷和甲基苯基二氯硅烷中的一种或几种的组合得到的有机硅树脂。
在本发明的透明水性隔热涂料中，优选的，采用的有机溶剂包括醇溶剂；更优选地，采用的有机溶剂包括乙醇和/或异丙醇。
在本发明的透明水性隔热涂料中，优选的，采用的流平剂包括聚醚改性聚丙烯酸酯流平剂；更优选地，采用的流平剂为K-270聚醚改性聚丙烯酸酯流平剂(由深圳市华信行实业有限公司生产)。
在本发明的透明水性隔热涂料中，优选的，采用的增稠剂包括非离子型增稠剂、无溶剂型增稠剂、疏水改性聚氨酯流变改性剂；更优选地，所述增稠剂为RM-2020NPR改性聚氨酯流变改性剂(由陶氏化学生产)。
本发明还提供了上述透明水性隔热涂料的制备方法，该透明水性隔热涂料的制备方法包括以下步骤：
将氧化铟锡加入到质量浓度为10％的盐酸中，得到混合物一；
向水中加入聚乙二醇，得到混合物二；
将氧化锡锑加入到混合物一中搅拌，与混合物二混合，得到混合物三，将混合物三加热至60℃搅拌30min；
将二氧化硅、紫外线吸收剂、分散剂添加到混合物三中，分散研磨2h，得到混合物A；
将甲基三乙氧基硅烷、正硅酸甲酯、KH-570硅烷偶联剂、二苯基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、无机溶剂、有机溶剂，混合搅拌，得到混合物B；
将混合物B与混合物A混合，得到混合物C；
向混合物C中加入有机硅树脂、流平剂、增稠剂，调节pH值至6-7，过滤包装，得到透明水性隔热涂料。
本发明的透明水性隔热涂料是一种透明水性纳米隔热涂料，以及玻璃外用或墙体外用有色隔热涂料。其采用纳米氧化铟锡等材料作为红外线、紫外线的阻隔剂，阻止玻璃吸热，然后通过热传导传热到室内；采用纳米氧化锡锑的高度透明性，作为可见光的吸收剂，便于可见光的穿透，保证室内白天足够的光线；利用有机硅树脂为主要成膜物，使得制成的透明水性纳米玻璃隔热涂料和外用有色隔热涂料，具有优异的耐晒性能和抗老化性能。
本发明的透明水性隔热涂料可达到如下技术指标：使波长380nm-780nm的可见光透过率达85％以上；使波长800nm-2500nm的红外线、紫外线屏蔽率达75％以上；阻止红外线和紫外线对墙体加热，可使室内外温度差值达6℃-12℃，可节省电能40％-60％。
本发明的透明水性隔热涂料通过降低红外线和紫外线对墙体、幕墙、玻璃窗、玻璃门等的热传导，降低室内温度，达到节能目的，施工简便，成本低廉，具有明显的经济效益。
本发明的透明水性隔热涂料的制备方法简单易行。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种透明水性隔热涂料，以该透明水性隔热涂料的原料组成的总质量为100％计，该透明水性隔热涂料的原料组成包括：12％的质量浓度为10％的盐酸、10％的氧化铟锡、10％的水、3％的聚乙二醇(分子量为400)、1.5％的氧化锡锑、2.5％的100nm二氧化硅、0.5％的紫外线吸收剂(2,4-二羟基二苯甲酮)、5％的甲基三乙氧基硅烷、3％的正硅酸甲酯、5％的KH-570硅烷偶联剂、10％的二苯基二甲氧基硅烷、5％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷、0.8％的无机溶剂(蒸馏水)、24.2％的有机硅树脂(甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷和甲基苯基二氯硅组成的有机硅树脂)、1％的有机溶剂(乙醇)、1％的分散剂(K-100)、3％的流平剂(K-270)、2.5％的增稠剂(RM-2020NPR)。
本实施例还提供了上述透明水性隔热涂料的制备方法，该透明水性隔热涂料的制备方法包括以下步骤：
将氧化铟锡加入到质量浓度为10％的盐酸中，得到混合物一；
向水中加入聚乙二醇，得到混合物二；
将氧化锡锑加入到混合物一中搅拌，与混合物二混合得到混合物三，加热至60℃搅拌30min；
将二氧化硅、紫外线吸收剂、分散剂分别添加到混合物三中，分散研磨2h后，得到混合物A；
将甲基三乙氧基硅烷、正硅酸甲酯、KH-570硅烷偶联剂、二苯基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、无机溶剂、有机溶剂，混合搅拌均匀后，得到混合物B；
将混合物B与混合物A料搅拌混合，得到混合物C，向混合物C中加入有机硅树脂、流平剂、增稠剂，调节pH值至6，分散搅拌均匀后，再过滤包装，得到透明水性隔热涂料。
实施例2
本实施例提供了一种透明水性隔热涂料，以该透明水性隔热涂料的原料组成的总质量为100％计，该透明水性隔热涂料的原料组成包括：10％的质量浓度为10％的盐酸、14％的氧化铟锡、13％的水、3％的聚乙二醇、2％的氧化锡锑、3％的二氧化硅、0.5％的紫外线吸收剂、3％的甲基三乙氧基硅烷、2％的正硅酸甲酯、5％的KH-570硅烷偶联剂、10％的二苯基二甲氧基硅烷、6％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷、0.8％的无机溶剂、21％的有机硅树脂、0.9％的有机溶剂、1％的分散剂、3％的流平剂、1.8％的增稠剂。
本实施例还提供了上述透明水性隔热涂料的制备方法，该透明水性隔热涂料的制备方法包括以下步骤：
将氧化铟锡加入到质量浓度为10％的盐酸中，得到混合物一；
向水中加入聚乙二醇，得到混合物二；
将氧化锡锑加入到混合物一中搅拌，与混合物二混合得到混合物三，加热至60℃搅拌30min；
将二氧化硅、紫外线吸收剂、分散剂分别添加到混合物三中，分散研磨2h后，得到混合物A；
将甲基三乙氧基硅烷、正硅酸甲酯、KH-570硅烷偶联剂、二苯基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、无机溶剂、有机溶剂，混合搅拌均匀后，得到混合物B；
将混合物B与混合物A搅拌混合得到混合物C，向混合物C中加入有机硅树脂、流平剂、增稠剂混合，调节pH值至6，分散搅拌均匀后，过滤包装，得到透明水性隔热涂料。
对比例1
本对比例提供了一种透明水性隔热涂料，以该透明水性隔热涂料的原料组成的总质量为100％计，该透明水性隔热涂料的原料组成包括：10％的质量浓度为10％的盐酸、17％的氧化铟锡、10％的水、3％的聚乙二醇(分子量为400)、2.5％的二氧化硅、0.5％的紫外线吸收剂(2,4-二羟基二苯甲酮)、3％的甲基三乙氧基硅烷、2％的正硅酸甲酯、5％的KH-570硅烷偶联剂、10％的二苯基二甲氧基硅烷、5％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷、0.8％的无机溶剂(蒸馏水)、23.8％的有机硅树脂(甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷和甲基苯基二氯硅烷组成的有机硅树脂)、0.9％的有机溶剂(乙醇)、1％的分散剂(K-100)、3％的流平剂(K-270)、2.5％的增稠剂(RM-2020NPR)。
本对比例还提供了上述透明水性隔热涂料的制备方法，该透明水性隔热涂料的制备方法包括以下步骤：
将氧化铟锡加入到质量浓度为10％的盐酸中，得到混合物一；
向水中加入聚乙二醇，得到混合物二；
将混合物一与混合物二混合得到混合物三，加热至60℃搅拌30min；
将二氧化硅粉、紫外线吸收剂、分散剂添加到混合物三中，分散研磨2h后，得到混合物A；
将甲基三乙氧基硅烷、正硅酸甲酯、KH-570硅烷偶联剂、二苯基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、无机溶剂、有机溶剂，混合搅拌均匀后，得到混合物B；
将混合物B与混合物A搅拌混合得到混合物C，向混合物C中加入有机硅树脂、流平剂、增稠剂混合，调节pH值至6，分散搅拌均匀后，过滤包装，得到透明水性隔热涂料。
对比例2
本对比例提供了一种透明水性隔热涂料，以该透明水性隔热涂料的原料组成的总质量为100％计，该透明水性隔热涂料的原料组成包括：10％的质量浓度为10％的盐酸、3％的氧化铟锡、10％的水、3％的聚乙二醇、14％的氧化锡锑、2.5％的二氧化硅、0.5％的紫外线吸收剂、3％的甲基三乙氧基硅烷、2％的正硅酸甲酯、5％的KH-570硅烷偶联剂、10％的二苯基二甲氧基硅烷、5％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷、0.8％的无机溶剂、23.8％的有机硅树脂、0.9％的有机溶剂、1％的分散剂、3％的流平剂、2.5％的增稠剂。
本对比例还提供了上述透明水性隔热涂料的制备方法，该透明水性隔热涂料的制备方法包括以下步骤：
将氧化铟锡加入到质量浓度为10％的盐酸中，得到混合物一；
向水中加入聚乙二醇，得到混合物二；
将氧化锡锑加入到混合物一中搅拌，再与混合物二混合得到混合物三，加热至60℃搅拌30min；
将二氧化硅、紫外线吸收剂、分散剂分别添加到混合物三中，分散研磨2h后，得到混合物A；
将甲基三乙氧基硅烷、正硅酸甲酯、KH-570硅烷偶联剂、二苯基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、无机溶剂、有机溶剂，混合搅拌均匀后，得到混合物B；
将混合物B与混合物A搅拌混合得到混合物C，并向混合物C中加入有机硅树脂、流平剂、增稠剂混合，调节pH值至6，分散搅拌均匀后，再过滤包装，得到透明水性隔热涂料。
实施例1和实施例2，改变氧化铟锡、氧化锡锑、二氧化硅、有机硅树脂的用量，制得的透明水性隔热涂料。
采用可见光测试仪，测试结果为：波长380nm-780nm的可见光透过率达87％；
采用反射率测定仪，测试结果为：波长800nm-2500nm的红外线、紫外线屏蔽率达78％；
采用红外线照射法涂装本隔热涂料和没有涂装本隔热涂料的玻璃作对比，测试结果为：使用实施例1和实施例2的隔热涂料的玻璃，阻止红外线对室内加热，可使温度差值达6℃-12℃。
经过老化试验机1200h后，采用可见光测试仪，测试结果为：波长380nm-780nm的可见光透过率达86％；用反射率测定仪，测试结果为：波长800nm-2500nm的红外线、紫外线屏蔽率达76％；采用红外线照射法涂装本隔热涂料和没有涂装本隔热涂料的玻璃作对比，测试结果为：使用该隔热涂料的玻璃，阻止红外线对室内加热，可使温度差值达6℃-11℃。
对比例1和对比例2，在本发明的权利要求书要求的范围之外，并且改变氧化铟锡、氧化锡锑的用量，制得的透明水性隔热涂料。
对比例1，采用可见光测试仪，测试结果为：波长380nm-780nm的可见光透过率,20％；
采用反射率测定仪，测试结果为：波长800nm-2500nm的红外线、紫外线屏蔽率78％；
采用红外线照射法测试涂装对比例1的隔热涂料和没有涂装对比例1的隔热涂料的玻璃作对比，测试结果：使用对比例1的隔热涂料的玻璃，阻止红外线对室内加热，温度差值5℃-8℃。
对比例2，采用可见光测试仪，测试结果为：波长380nm-780nm的可见光透过率达87％；
采用反射率测定仪，测试结果为，波长800nm-2500nm的红外线、紫外线屏蔽率45％；
采用红外线照射法测试涂装对比例2的隔热涂料和没有涂装对比为例2的隔热涂料的玻璃作对比，测试结果：使用对比例2的隔热涂料的玻璃，阻止红外线对室内加热，温度差值2℃-4℃。
对比例1的隔热涂料经过老化试验机1200h后，采用可见光测试仪，测试结果为：波长380nm-780nm的可见光透过率15％；
采用反射率测定仪，测试结果为：波长800nm-2500nm的红外线、紫外线屏蔽率50％；
采用红外线照射法涂装对比例1的隔热涂料和没有涂装对比例2的隔热涂料的玻璃作对比，测试结果：使用对比为例1的隔热涂料的玻璃，阻止红外线对墙体加热，可使温度差值2℃-3℃。
对比例2的隔热涂料经过老化试验机1200h后，采用可见光测试仪，测试结果为：波长380nm-780nm的可见光透过率达67％；采用反射率测定仪，测试结果，波长800nm-2500nm的红外线、紫外线屏蔽率25％；
采用红外线照射法测试涂装对比为例2的隔热涂料和没有涂装对比例2的隔热涂料的玻璃作对比，测试结果：使用对比为例2的隔热涂料的玻璃，阻止红外线对墙体加热，温度差值1℃-2℃。
由此可见，本发明的透明水性隔热涂料可达到如下技术指标：使波长380nm-780nm的可见光透过率达85％以上；使波长800nm-2500nm的红外线、紫外线屏蔽率达75％以上；阻止红外线和紫外线对墙体加热，可使室内外温度差值达6℃-12℃，可节省电能40％-60％。以上说明，本发明的透明水性隔热涂料具有优异的耐晒性能和抗老化性能。

Claims (10)

1.一种透明水性隔热涂料，其特征在于，以该透明水性隔热涂料的原料组成的总质量为100％计，该透明水性隔热涂料的原料组成包括：10％-20％的质量浓度为10％的盐酸、5％-14％的氧化铟锡、10％-20％的水、3％-5％的聚乙二醇、1％-2％的氧化锡锑、1％-3％的二氧化硅、0.1％-0.5％的紫外线吸收剂、3％-8％的甲基三乙氧基硅烷、2％-5％的正硅酸甲酯、5％-10％的KH-570硅烷偶联剂、10％-20％的二苯基二甲氧基硅烷、5％-10％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷、0.1％-1％的无机溶剂、20％-45％的有机硅树脂、0.1％-1％的有机溶剂、1％-2％的分散剂、2％-5％的流平剂、1％-3％的增稠剂，其中，该透明水性隔热涂料中各原料组成的质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的透明水性隔热涂料，其特征在于，所述氧化铟锡的粒径为10nm-100nm；所述氧化锡锑的粒径为10nm-100nm。
3.根据权利要求1所述的透明水性隔热涂料，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为200-600；所述紫外线吸收剂为2，4-二羟基二苯甲酮。
4.根据权利要求1所述的透明水性隔热涂料，其特征在于，所述二氧化硅的粒径为50nm-100nm。
5.根据权利要求1所述的透明水性隔热涂料，其特征在于，所述分散剂包括均聚羧酸盐分散剂；优选地，所述分散剂为K-100聚羧酸盐分散剂。
6.根据权利要求1所述的透明水性隔热涂料，其特征在于，所述有机硅树脂包括高度交联，具有网状结构的聚有机硅氧烷；优选地，包括甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷和甲基苯基二氯硅烷中的一种或几种的组合得到的有机硅树脂。
7.根据权利要求1所述的透明水性隔热涂料，其特征在于，所述有机溶剂包括醇溶剂；优选地，所述有机溶剂包括乙醇和/或异丙醇。
8.根据权利要求1所述的透明水性隔热涂料，其特征在于，所述流平剂包括聚醚改性聚丙烯酸酯流平剂；优选地，所述流平剂为K-270聚醚改性聚丙烯酸酯流平剂。
9.根据权利要求1所述的透明水性隔热涂料，其特征在于，所述增稠剂包括非离子型增稠剂、无溶剂型增稠剂、疏水改性聚氨酯流变改性剂；优选地，所述增稠剂为RM-2020NPR改性聚氨酯流变改性剂。
10.权利要求1-9任一项所述的透明水性隔热涂料的制备方法，其特征在于，该透明水性隔热涂料的制备方法包括以下步骤：
将氧化铟锡加入到质量浓度为10％的盐酸中，得到混合物一；
向水中加入聚乙二醇，得到混合物二；
将氧化锡锑加入到混合物一中搅拌，然后再与混合物二混合，得到混合物三，加热至60℃搅拌30min；
将二氧化硅、紫外线吸收剂、分散剂添加到混合物三中，分散研磨2h，得到混合物A；
将甲基三乙氧基硅烷、正硅酸甲酯、KH-570硅烷偶联剂、二苯基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、无机溶剂、有机溶剂，混合搅拌，得到混合物B；
将混合物B与混合物A混合，得到混合物C；
向混合物C中加入有机硅树脂、流平剂、增稠剂，调节pH值至6-7，过滤包装，得到所述透明水性隔热涂料。
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