CN108047843A - 一种保温玻璃用水性涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及保温玻璃技术领域，具体涉及一种保温玻璃用水性涂料及其制备方法，所述的水性涂料包括：水性丙烯酸乳液62～95份、大粒径钛白粉分散体浆料3～10份、纳米多孔SiO2 10～20份、中空玻璃微珠2.5～10份、超细云母粉3～8份、功能助剂0.5～2份；所述大粒径钛白粉分散体浆料中，钛白粉的粒径为1～15μm；所述纳米多孔SiO2与中空玻璃微珠的重量比为1：(0.25～1)；本发明提供的水性涂料涂覆在玻璃表面，其中填充的大粒径钛白粉能对红外段的光线进行选择性反射，减弱其经由玻璃传递的热辐射；纳米多孔SiO2和中空玻璃微珠，大小粒径的混配使得填充在水性涂料中更为致密，同时大大的削弱经由玻璃传递的热辐射，实现优异的保温隔热效果。

Description

一种保温玻璃用水性涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及保温玻璃技术领域，具体涉及一种保温玻璃用水性涂料及其制备方法。
背景技术
玻璃是一种透明度高、硬度高且不透气的物料，在日常生活中呈现化学惰性，亦不会与生物起作用，故此，玻璃用途广泛。现有技术中用于建筑物的玻璃，主要是用来实现封闭环境的采光，但是，作为区别于墙体的封闭材料，经由玻璃散失的热量占据了封闭空间热量流失的很大一部分，尤其是在一些寒冷的地区，这种经由玻璃浪费的热能非常庞大。为了减少通过玻璃门窗幕墙散失的热量，近年来国内外开发了不少隔热保温的玻璃，如，(1)由两层或多层普通玻璃组成的中空玻璃；(2)由镀有热反射膜或低辐射膜的玻璃构成的中空玻璃；(3)由双层玻璃中间抽成负压组成的真空玻璃。其中热反射镀膜或低辐射镀膜玻璃构成的中空玻璃是目前节能玻璃的主流产品，热反射镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃在夏季可以最大限度的阻止太阳光进入室内，并最大限度阻挡来自室外的远红外辐射，但在需要取暖的冬天，阻隔室外热能进入室内显然不合时宜，而且影响可见光的透光率。真空玻璃因安全性和使用寿命的原因，大规模应用尚需时间，并且，玻璃这种材料在冷热交替过于频繁时容易发生自爆，其飞溅的碎渣容易造成不必要的人员伤亡，为此，开发一种保温隔热并同时兼顾防止自爆伤人的玻璃是本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种保温玻璃用水性涂料，通过该水性涂料的涂覆得到的玻璃具有优异的保温隔热效果；同时，在玻璃不慎发生自爆时有效的防止玻璃碎渣的飞溅造成的人员伤害。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种保温玻璃用水性涂料，包括以下重量份的物质：水性丙烯酸乳液62～95份、大粒径钛白粉分散体浆料3～10份、纳米多孔SiO2 10～20份、中空玻璃微珠2.5～10份、超细云母粉3～8份、功能助剂0.5～2份；
所述大粒径钛白粉分散体浆料中，钛白粉的粒径为1～15μm；
所述纳米多孔SiO2与中空玻璃微珠的重量比为1：(0.25～1)。
本发明以水性丙烯酸乳液作为水性涂料载体，其中填充有对红外段光线进行选择性反射的大粒径钛白粉，该大粒径钛白粉可以阻挡和反射红外段光线，起到隔热保温的作用。所述的纳米多孔SiO2和中空玻璃微珠相互配合，共同填充在水性丙烯酸乳液中，其中SiO2的多孔结构以及玻璃微珠的中空结构共同的对辐射传热进行遮挡，减少其通过玻璃散失到另一侧的比例，大大削弱了经由玻璃进行的热辐射，如此实现优异的保温隔热效果，
所述的纳米多孔SiO2与中空玻璃微珠的重量比为1：(0.25～1)，所述的纳米多孔SiO2的粒径为30～80nm，所述的中空玻璃微珠的平均粒径为10～20μm，通过大、小粒径孔隙结构物质的协同配合，有效的降低了通过玻璃传递处的热量。
本发明所述的纳米多孔SiO2通过以下方法制备得到：在三口烧瓶中加入100ml乙醇，搅拌下加入0.2～1.2ml浓度为0.1M的盐水和0.1M聚合物的乙醇溶液，室温下继续搅拌，通氮保护，再加入0.8～4.2ml的正硅酸四乙酯，充分搅拌1～5h，静置，离心分离后用乙醇洗涤，反复数次，最后在230～460℃下烧结，过筛，即得到纳米多孔SiO2；
其中，所述的盐包括NaCl、NaI、KBr、KCl、KI、KNO3、LiCl、CsCl；
所述的聚合物为RaO(CH2CH2O)bH，Ra为C6～C18的烷基，b＝3～15；或HO(CH2CH2O)x(CH(CH3)CH2O)y(CH2CH2O)zH，x，y，z＝1～65，且摩尔质量为1650～2900g/mol。
超细云母粉是云母片经粉碎研磨的片状微细粉体，因其具有很好的弹性和挠曲性，将其填充在本发明提供的水性涂料中，使得在玻璃表面形成的涂层具有一定的挠曲性和机械强度，避免出现开裂等不良现象。
本发明的水性涂料中还含有功能助剂，该功能助剂的加入对水性涂料的整体性能有较大程度的提高，所述的功能助剂包括增稠剂、流平剂、分散剂、消泡剂、润湿剂、防霉剂、紫外线吸收剂中的一种或一种以上的混合物。
所述的增稠剂选自羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、羟乙基纤维素、邻苯二甲酸二辛脂、磷酸三甲苯酯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或多种组合。
所述的流平剂为有机硅型流平剂、聚丙烯酸酯流平剂的一种或任意几种混合。
所述的分散剂选自三聚磷酸钠、四聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的一种。
所述消泡剂为硅油类、硅酮类、天然油脂类、聚醚类、C12～C22的高碳醇或C7～C9醇类中的一种或多种组合。
所述的润湿剂选自乙二醇、二甘醇、三甘醇、甘油、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、聚乙二醇、聚1，2-丙二醇400、N-甲基-2-吡咯烷酮、山梨醇、木糖醇中的一种或几种。
所述的防霉剂为银离子防霉剂，具体的，例如，所述银离子防霉剂为德国巴斯夫公司生产的型号为IRGAGUARD B 5000的银离子防霉剂。
所述的紫外线吸收剂为苯丙三唑类紫外线吸收剂。
根据本发明，本发明所述的水性涂料在玻璃表面成膜的厚度为20～30μm，如厚度过薄，则难以达到有效的保温隔热效果，但是厚度过厚时，保温效果的提高不明显，且成本的上升明显，导致性价比降低。
本发明还提供了一种上述保温玻璃用水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取配方量的中空玻璃微珠和超细云母粉投入搅拌桶中，喷洒偶联剂，以10～20r/min的低速搅拌混合；
(2)将钛白粉分散体浆料及纳米多孔SiO2投入到步骤(1)中经偶联处理的混合物中，并加入功能助剂，然后高速混合；
(3)向步骤(2)中的混合物中加入水性丙烯酸乳液，混配均匀，得到所述的水性涂料。
上述步骤(1)中，所述的偶联剂为硅烷偶联剂，硅烷偶联剂的作用在于对颗粒状的中空玻璃微珠和超细云母粉进行包覆处理，使其能均匀的分散到水性丙烯酸乳液中，实现良好的隔热保温效果。所述的硅烷偶联剂为正癸基三甲氧基硅烷、正癸基三乙氧基硅烷、正癸基三氯硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正辛基三氯硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十二烷基三氯硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三氯硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟癸基三氯硅烷、全氟十二烷基三甲氧基硅烷、全氟十二烷基三乙氧基硅烷、全氟十二烷基三氯硅烷或三氟丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
该水性涂料的制备方法简单方便，利于快速备料用于保温玻璃的涂覆成型。
与现有技术相比，本发明提供的水性涂料涂覆在玻璃表面，其中填充的大粒径钛白粉能对红外段的光线进行选择性反射，减弱其经由玻璃传递的热辐射；同时，所述的水性涂料中还含有纳米多孔SiO2和中空玻璃微珠，其大小粒径的混配使得填充在水性涂料中更为致密，同时大大的削弱经由玻璃传递的热辐射，实现优异的保温隔热效果。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例1
一种保温玻璃用水性涂料，包括以下重量份的物质：
水性丙烯酸乳液(购自惠州市奇盛科技有限公司牌号为K-190的水性丙
实施例2
一种保温玻璃用水性涂料，包括以下重量份的物质：
水性丙烯酸乳液(购自惠州市奇盛科技有限公司牌号为K-190的水性丙
实施例3
一种保温玻璃用水性涂料，包括以下重量份的物质：
水性丙烯酸乳液(购自惠州市奇盛科技有限公司牌号为K-190的水性丙
实施例4
一种保温玻璃用水性涂料，包括以下重量份的物质：
水性丙烯酸乳液(购自惠州市奇盛科技有限公司牌号为K-190的水性丙
实施例5
一种保温玻璃用水性涂料，包括以下重量份的物质：
水性丙烯酸乳液(购自惠州市奇盛科技有限公司牌号为K-190的水性丙
以深圳市佳为玻璃制品有限公司生产的5mm普通钢化玻璃作为实验对象，使用上述实施例中制备得到的水性涂料在该玻璃表面涂覆形成涂层，并采用以下测试方法对得到的保温玻璃进行测试，以未涂覆水性涂料的5mm普通钢化玻璃作为对照：
1、玻璃的透光率
按照GB/T 5433-2008对得到的保温玻璃的透光率进行测试并将测试结果记录到表1中。
2、保温玻璃的导热系数
按照JC/T 675-1997玻璃导热系数试验方法对制备得到的保温玻璃测试导热系数并将测试结果记录到表1中。
表1：
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种保温玻璃用水性涂料，其特征在于：包括以下重量份的物质：水性丙烯酸乳液62～95份、大粒径钛白粉分散体浆料3～10份、纳米多孔SiO2 10～20份、中空玻璃微珠2.5～10份、超细云母粉3～8份、功能助剂0.5～2份；
所述大粒径钛白粉分散体浆料中，钛白粉的粒径为1～15μm；
所述纳米多孔SiO2与中空玻璃微珠的重量比为1：(0.25～1)。
2.根据权利要求1所述的保温玻璃用水性涂料，其特征在于：所述的纳米多孔SiO2的粒径为30～80nm。
3.根据权利要求1所述的保温玻璃用水性涂料，其特征在于：所述的中空玻璃微珠的平均粒径为10～20μm。
4.根据权利要求1所述的保温玻璃用水性涂料，其特征在于：所述的功能助剂包括增稠剂、流平剂、分散剂、消泡剂、润湿剂、防霉剂、紫外线吸收剂中的一种或一种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的保温玻璃用水性涂料，其特征在于：所述的水性涂料在玻璃表面成膜的厚度为20～30μm。
6.一种如权利要求1～5任意一项所述的保温玻璃用水性涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)称取配方量的中空玻璃微珠和超细云母粉投入搅拌桶中，喷洒偶联剂，以10～20r/min的低速搅拌混合；
(2)将钛白粉分散体浆料及纳米多孔SiO2投入到步骤(1)中经偶联处理的混合物中，并加入功能助剂，然后高速混合；
(3)向步骤(2)中的混合物中加入水性丙烯酸乳液，混配均匀，得到所述的水性涂料。
7.根据权利要求6所述的保温玻璃用水性涂料的制备方法，其特征在于：所述的偶联剂为硅烷偶联剂。
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