CN107189501A - 可钢化的隔热涂料及其制备方法及其制得的隔热钢化玻璃 - Google Patents

可钢化的隔热涂料及其制备方法及其制得的隔热钢化玻璃 Download PDF

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Abstract

本发明属于玻璃隔热技术领域，尤其涉及一种可钢化的隔热涂料，包括以下组成：低熔点玻璃粉45～72wt％，隔热纳米浆料25～50wt％，分散润湿剂0.8～4.5wt％，流平剂0.1～1.2wt％，触变防沉剂1～5wt％，消泡剂0.1～0.5wt％；其中，所述低熔点玻璃粉的熔点为380～720℃。相对于现有技术，一方面，本发明的可钢化的隔热涂料具有优良的隔热效果，能阻隔70％以上的红外线以及90％以上的紫外线；另一方面，本发明的可隔热的隔热涂料使用寿命长且污染小。其次，本发明提供一种可钢化的隔热涂料的制备方法，该制备方法简化了生产工序，降低了成本，减少了环境污染。最后，本发明还提供一种钢化玻璃，隔热效果优良、透光性好、耐刮划且易于维护。

Description

可钢化的隔热涂料及其制备方法及其制得的隔热钢化玻璃
技术领域
本发明属于玻璃隔热技术领域，尤其涉及一种可钢化的隔热涂料及其制备方法及其制得的隔热钢化玻璃。
背景技术
基于人们对于大气层被严重破坏及全球能源的匮乏的认识不断深入，紫外防护及节能环保材料都受到人们的广泛关注，建筑和汽车玻璃隔热成为一个发展趋势。
为了节约能源，人们采取了各种措施来解决玻璃的隔热问题。传统的办法是在玻璃上贴上一层具有阻隔红外线的薄膜或镀膜，不但成本高，而且硬度、耐划伤和耐化学性都比较差。透明隔热涂料是一种新型的玻璃用隔热材料，其对可见光具有好的通透性，对近红外和紫外光有好的反射、阻隔和吸收作用。然而，目前应用于玻璃上的隔热涂料仍然存在有以下不足：1)将各种树脂材料作为成膜剂，水性的虽然污染较小但是性能比较差，油性的则性能较好而污染大；2)受紫外线等长期辐射容易老化脱落，隔热效果不佳，使用寿命短；3)制备工序繁琐、成本高昂、对环境有污染。
发明内容
本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种隔热涂料，该涂料具有优良的隔热性能，使用寿命长且污染小。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种可钢化的隔热涂料，包括以下组成：
其中，所述低熔点玻璃粉的熔点为380～720℃。
现有技术中，一般的都是采用各种树脂材料做成膜剂，水性的污染较小，但是性能比较差；油性的性能较好，但是污染大，而本发明的低熔点玻璃粉为采用相对环保的材料经混料、在高温环境下熔融共聚结晶产生的氧化硅硼类金属盐，是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料，从而减少了隔热涂料对环境的污染。其次，低熔点玻璃粉作为功能填充料与隔热纳米浆料混合，提高了隔热涂料的各项性能，尤其是隔热性、耐化学性性和抗刮性，有效地延长使用寿命。
相对于现有技术，一方面，本发明的可钢化的隔热涂料具有优良的隔热效果，能阻隔70％以上的红外线以及90％以上的紫外线；另一方面，本发明的可钢化的隔热涂料使用寿命长且污染小。
作为本发明所述的可钢化的隔热涂料的一种改进，所述隔热纳米浆料包括以下组成：
作为本发明所述的可钢化的隔热涂料的一种改进，所述纳米功能材料包括纳米氧化锡锑、纳米氧化铟锡和纳米氧化钨铯中的至少一种，所述纳米功能材料还包括纳米氧化铈和纳米氧化锌中的至少一种。太阳光的主要热量来自红外区和紫外区，纳米氧化锡锑、纳米氧化铟锡和纳米氧化钨铯对红外光的吸收和反射性很强，纳米氧化铈和纳米氧化锌则对紫外外光的吸收和反射性很强，各种纳米功能材料配合作用能起到良好的隔热作用。
作为本发明所述的可钢化的隔热涂料的一种改进，所述醇醚类溶剂包括二乙二醇单甲醚、丙二醇甲醚和二丙二醇二甲醚中的至少一种。一般的，醇醚类溶剂都有一定的毒性，而这几种醇醚类溶剂都是毒性及其低微的。
作为本发明所述的可钢化的隔热涂料的一种改进，所述分散剂包括DISPERBYK-163、DISPERBYK-170、Disponer 9250、Disponer 912、Dispers 670和Dispers 653中的至少一种。分散剂在隔热纳米涂料的制备过程中，吸附于纳米功能材料固体颗粒的表面，降低固-液之间的界面张力，使凝聚的固体颗粒表面易于润湿。
作为本发明所述的可钢化的隔热涂料的一种改进，所述分散润湿剂包括EFKA-5044、EFKA-5065、YCK-2360和YCK-2370中的至少一种。
作为本发明所述的可钢化的隔热涂料的一种改进，所述触变防沉剂包括Disparlon 6500、MT 6900-20X、DeuRheo 229和DISPERBYK-410中的至少一种。触变防沉剂使涂料具有触变性，对涂料的生产和刷涂有着重要影响。
作为本发明所述的可钢化的隔热涂料的一种改进，所述流平剂包括聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷和聚酯改性有机硅氧烷中的至少一种；所述消泡剂包括乳化硅油、高碳醇和苯乙醇油酸酯中的至少一种。流平剂能有效降低涂料的表面张力，提高其流平性、均一性和渗透性，减少刷涂时产生斑点和斑痕的可能性。
本发明的目的之二在于：提供一种可钢化的隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将准备好的醇醚类溶剂、分散剂和纳米功能材料按照上述质量比加入烧杯中，在800～1000r/min的速度下分散搅拌20～40min，然后放入纳米砂磨机中砂磨8h直至呈纳米状态分布；出料后，加入松油醇和酚醛树脂，再在800～1000r/min的速度下分散搅拌20～40min，混合均匀，制得隔热纳米浆料；
(2)将低熔点玻璃粉、分散润湿剂、流平剂、触变防沉剂、消泡剂以及步骤(1)制得的隔热纳米浆料按照上述质量比混合，然后在1500～2500r/min的速度下分散搅拌20～40min，最后导入立式砂磨机砂磨，砂磨至细度小于或等于10um，得到可钢化的隔热涂料。
相对于现有技术，本发明的制备方法简化了生产工序，降低了成本，减少了环境污染。
本发明的目的之三在于：提供一种隔热钢化玻璃，其制备方法为：向本发明所述的可钢化的隔热涂料中加入香蕉水进行稀释，调节其黏度为50～200Pa·s，然后将其辊涂到玻璃基体上，在150～200℃下干燥5～8min，再进入钢化炉中钢化2～6min，冷却后即得到隔热钢化玻璃。调节黏度为50～200Pa·s是为了使得辊涂效果更好。
相对于现有技术，本发明的隔热钢化玻璃隔热效果优良、透光性好、耐刮划且易于维护。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明及其有益效果作进一步详细说明，但是，本发明的具体实施方式并不局限于此。
实施例1
本实施例提供一种可钢化的隔热涂料，制备方法包括以下步骤：
(1)将50wt％的醇醚类溶剂、5wt％的分散剂和25wt％的纳米功能材料加入烧杯中，在800r/min的速度下分散搅拌40min，然后放入纳米砂磨机中砂磨8h直至呈纳米状态分布；出料后，加入8wt％的松油醇和12wt％的酚醛树脂，再在800r/min的速度下分散搅拌40min，混合均匀，制得隔热纳米浆料；
(2)将58wt％的低熔点玻璃粉、3wt％的分散润湿剂、0.8wt％的流平剂、3wt％的触变防沉剂、0.2wt％的消泡剂以及35wt％的隔热纳米浆料混合，然后在1500r/min的速度下分散搅拌40min，最后导入立式砂磨机砂磨，砂磨至细度为10um，得到隔热涂料。
其中，醇醚类溶剂为二乙二醇单甲醚，分散剂为DISPERBYK-163和DISPERBYK-170，纳米功能材料为纳米氧化锡锑和纳米氧化锌，分散润湿剂为EFKA-5044，流平剂为聚二甲基硅氧烷，触变防沉剂为Disparlon 6500，消泡剂为乳化硅油。
实施例2
本实施例提供一种可钢化的隔热涂料，制备方法包括以下步骤：
1)将48wt％的醇醚类溶剂、6wt％的分散剂和27wt％的纳米功能材料加入烧杯中，在850r/min的速度下分散搅拌35min，然后放入纳米砂磨机中砂磨8h直至呈纳米状态分布；出料后，加入5wt％的松油醇和14wt％的酚醛树脂，再在850r/min的速度下分散搅拌35min，混合均匀，制得隔热纳米浆料；
(2)将55wt％的低熔点玻璃粉、2.4wt％的分散润湿剂、0.5wt％的流平剂、1.8wt％的触变防沉剂、0.3wt％的消泡剂以及40wt％的隔热纳米浆料混合，然后在1800r/min的速度下分散搅拌35min，最后导入立式砂磨机砂磨，砂磨至细度为8um，得到隔热涂料。
其中，醇醚类溶剂为丙二醇甲醚，分散剂为Disponer 9250和Disponer 912，纳米功能材料为纳米氧化铟锡和纳米氧化铈，分散润湿剂为EFKA-5065，流平剂为聚甲基苯基硅氧烷，触变防沉剂为MT6900-20X，消泡剂为高碳醇。
实施例3
本实施例提供一种可钢化的隔热涂料，制备方法包括以下步骤：
1)将45wt％的醇醚类溶剂、8wt％的分散剂和30wt％的纳米功能材料加入烧杯中，在900r/min的速度下分散搅拌30min，然后放入纳米砂磨机中砂磨8h直至呈纳米状态分布；出料后，加入7wt％的松油醇和10wt％的酚醛树脂，再在900r/min的速度下分散搅拌30min，混合均匀，制得隔热纳米浆料；
(2)将70wt％的低熔点玻璃粉、1.5wt％的分散润湿剂、0.75wt％的流平剂、2.5wt％的触变防沉剂、0.25wt％的消泡剂以及25wt％的隔热纳米浆料混合，然后在2000r/min的速度下分散搅拌30min，最后导入立式砂磨机砂磨，砂磨至细度为5um，得到隔热涂料。
其中，醇醚类溶剂为二丙二醇二甲醚，分散剂为Dispers 670和Dispers 653，纳米功能材料为纳米氧化钨铯、纳米氧化铈和纳米氧化锌，分散润湿剂为YCK-2360，流平剂为聚酯改性有机硅氧烷，触变防沉剂为DeuRheo 229，消泡剂为苯乙醇油酸酯。
实施例4
本实施例提供一种可钢化的隔热涂料，制备方法包括以下步骤：
1)将55wt％的醇醚类溶剂、5wt％的分散剂和25wt％的纳米功能材料加入烧杯中，在950r/min的速度下分散搅拌25min，然后放入纳米砂磨机中砂磨8h直至呈纳米状态分布；出料后，加入5wt％的松油醇和10wt％的酚醛树脂，再在950r/min的速度下分散搅拌25min，混合均匀，制得隔热纳米浆料；
(2)将64wt％的低熔点玻璃粉、2.7wt％的分散润湿剂、0.8wt％的流平剂、2wt％的触变防沉剂、0.5wt％的消泡剂以及30wt％的隔热纳米浆料混合，然后在2250r/min的速度下分散搅拌25min，最后导入立式砂磨机砂磨，砂磨至细度为4um，得到隔热涂料。
其中，醇醚类溶剂为二乙二醇单甲醚和丙二醇甲醚，分散剂为DISPERBYK-163，纳米功能材料为纳米氧化锡锑、纳米氧化铟锡和纳米氧化锌，分散润湿剂为YCK-2370，流平剂为聚二甲基硅氧烷和聚酯改性有机硅氧烷，触变防沉剂为DISPERBYK-410，消泡剂为乳化硅油和高碳醇。
实施例5
本实施例提供一种可钢化的隔热涂料，制备方法包括以下步骤：
1)将58wt％的醇醚类溶剂、5wt％的分散剂和22wt％的纳米功能材料加入烧杯中，在1000r/min的速度下分散搅拌20min，然后放入纳米砂磨机中砂磨8h直至呈纳米状态分布；出料后，加入5wt％的松油醇和10wt％的酚醛树脂，再在1000r/min的速度下分散搅拌20min，混合均匀，制得隔热纳米浆料；
(2)将52wt％的低熔点玻璃粉、3.5wt％的分散润湿剂、0.5wt％的流平剂、3.6wt％的触变防沉剂、0.4wt％的消泡剂以及40wt％的隔热纳米浆料混合，然后在2500r/min的速度下分散搅拌20min，最后导入立式砂磨机砂磨，砂磨至细度在6um，得到隔热涂料。
其中，醇醚类溶剂为丙二醇甲醚和二丙二醇二甲醚，分散剂为Disponer 9250，纳米功能材料为纳米氧化铟锡、纳米氧化钨铯和纳米氧化铈，分散润湿剂为EFKA-5044和YCK-2370，流平剂为聚甲基苯基硅氧烷和聚酯改性有机硅氧烷，触变防沉剂为DeuRheo 229和DISPERBYK-410，消泡剂为高碳醇和苯乙醇油酸酯。
实施例6
本实施例提供一种隔热钢化玻璃，其制备方法为：向实施例1制得的可钢化的隔热涂料中加入香蕉水进行稀释，调节其黏度为100Pa·s，然后将其辊涂到玻璃基体上，在150℃下干燥8min，再进入钢化炉中钢化2min，冷却后即得到隔热钢化玻璃。
实施例7
本实施例提供一种隔热钢化玻璃，其制备方法为：向实施例2制得的可钢化的隔热涂料中加入香蕉水进行稀释，调节其黏度为130Pa·s，然后将其辊涂到玻璃基体上，在160℃下干燥7min，再进入钢化炉中钢化4min，冷却后即得到隔热钢化玻璃。
实施例8
本实施例提供一种隔热钢化玻璃，其制备方法为：向实施例3制得的可钢化的隔热涂料中加入香蕉水进行稀释，调节其黏度为150Pa·s，然后将其辊涂到玻璃基体上，在170℃下干燥6min，再进入钢化炉中钢化3min，冷却后即得到隔热钢化玻璃。
实施例9
本实施例提供一种隔热钢化玻璃，其制备方法为：向实施例4制得的可钢化的隔热涂料中加入香蕉水进行稀释，调节其黏度为180Pa·s，然后将其辊涂到玻璃基体上，在180℃下干燥6min，再进入钢化炉中烧结5min，冷却后即得到隔热钢化玻璃。
实施例10
本实施例提供一种隔热钢化玻璃，其制备方法为：向实施例5制得的可钢化的隔热涂料中加入香蕉水进行稀释，调节其黏度为200Pa·s，然后将其辊涂到玻璃基体上，在200℃下干燥5min，再进入钢化炉中钢化6min，冷却后即得到隔热钢化玻璃。
性能测试
对实施例6～10的隔热钢化玻璃进行性能测试，测试结果如表1。
表1测试结果
由表1可以看出，一方面，实施例6～10烧结得到隔热钢化玻璃外观光滑，这是因为低熔点玻璃粉具有耐候性和抗刮性好的优良特性；另一方面，实施例6～10烧结得到隔热钢化玻璃的总隔热率、可见光透过率、红外线阻隔率和紫外线阻隔率都较高，说明其不仅透光性好，而且隔热效果也优良，这是因为隔热纳米浆料对红外线和紫外线具有很好的吸收和反射作用，同时低熔点玻璃粉也具有导热性差的优点，再两种主要成分的共同作用下，使得本发明的隔热涂料具有更优的隔热性能。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种可钢化的隔热涂料，其特征在于，包括以下组成：
其中，所述低熔点玻璃粉的熔点为380～720℃。
2.根据权利要求1所述的可钢化的隔热涂料，其特征在于，所述隔热纳米浆料包括以下组成：
3.根据权利要求2所述的可钢化的隔热涂料，其特征在于，所述纳米功能材料包括纳米氧化锡锑、纳米氧化铟锡和纳米氧化钨铯中的至少一种，所述纳米功能材料还包括纳米氧化铈和纳米氧化锌中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的可钢化的隔热涂料，其特征在于，所述醇醚类溶剂包括二乙二醇单甲醚、丙二醇甲醚和二丙二醇二甲醚中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的可钢化的隔热涂料，其特征在于，所述分散剂包括DISPERBYK-163、DISPERBYK-170、Disponer 9250、Disponer 912、Dispers 670和Dispers 653中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的可钢化的隔热涂料，其特征在于，所述分散润湿剂包括EFKA-5044、EFKA-5065、YCK-2360和YCK-2370中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的可钢化的隔热涂料，其特征在于，所述触变防沉剂包括Disparlon 6500、MT 6900-20X、DeuRheo 229和DISPERBYK-410中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的可钢化的隔热涂料，其特征在于，所述流平剂包括聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷和聚酯改性有机硅氧烷中的至少一种；所述消泡剂包括乳化硅油、高碳醇和苯乙醇油酸酯中的至少一种。
9.一种权利要求1至8任一项所述的可钢化的隔热涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将准备好的醇醚类溶剂、分散剂和纳米功能材料按照上述质量比加入烧杯中，在800～1000r/min的速度下分散搅拌20～40min，然后放入纳米砂磨机中砂磨8h直至呈纳米状态分布；出料后，加入松油醇和酚醛树脂，再在800～1000r/min的速度下分散搅拌20～40min，混合均匀，制得隔热纳米浆料；
(2)将低熔点玻璃粉、分散润湿剂、流平剂、触变防沉剂、消泡剂以及步骤(1)制得的隔热纳米浆料按照上述质量比混合，然后在1500～2500r/min的速度下分散搅拌20～40min，最后导入立式砂磨机砂磨，砂磨至细度小于或等于10um，得到可钢化的隔热涂料。
10.一种隔热钢化玻璃，其特征在于，其制备方法为：向权利要求1至8任一项所述的可钢化的隔热涂料中加入香蕉水进行稀释，调节其黏度为50～200Pa·s，然后将其辊涂到玻璃基体上，在150～200℃下干燥5～8min，再进入钢化炉中钢化2～6min，冷却后即得到隔热钢化玻璃。
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