CN108148498A - 一种光致变色玻璃涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于功能性建筑涂料技术领域，涉及一种光致变色玻璃涂料及其制备方法。所述的光致变色玻璃涂料由如下重量配比的原料制成：预聚物20‑50份，活性单体5‑20份，引发剂0.1‑1份，变色粉5‑20份，润湿剂0.1‑1份，分散剂0.1‑1份，附着力促进剂0.5‑3份，增强剂0.5‑2份，纳米材料0.5‑3份。在普通玻璃表面简单涂刷一层本发明的光致变色玻璃涂料，就能使普通玻璃达到光致变色效果，这样既可工厂大规模在普通玻璃表面涂刷该涂料制作光致变色玻璃，也可在既有建筑现场施工制作光致变色玻璃。

Description

一种光致变色玻璃涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于功能性建筑涂料技术领域，涉及一种光致变色玻璃涂料及其制备方法。
背景技术
光致变色玻璃是一种可根据光的强度改变其颜色深浅，改变可见光、红外光透过率的玻璃，从而改变玻璃的遮阳系数，达到节能的目的。因此，光致变色玻璃是一种智能节能玻璃。
目前，光致变色玻璃有两种制备方法，一种方法是在玻璃本体中加入光致变色材料，另一种方法是将光致变色材料制成胶片，再与玻璃复合。但这两种制备方法都工艺复杂，只能在工厂加工光致变色玻璃，无法在既有建筑现场施工制作光致变色玻璃。
发明内容
本发明的首要目的是提供一种光致变色玻璃涂料，以能够在普通玻璃表面简单涂刷一层该涂料，就能使普通玻璃达到光致变色效果，这样既可工厂大规模在普通玻璃表面涂刷该涂料制作光致变色玻璃，也可在既有建筑现场施工制作光致变色玻璃。
为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种光致变色玻璃涂料，所述的光致变色玻璃涂料由如下重量配比的原料制成：预聚物20-50份，活性单体5-20份，引发剂0.1-1份，变色粉5-20份，润湿剂0.1-1份，分散剂0.1-1份，附着力促进剂0.5-3份，增强剂0.5-2份，纳米材料0.5-3份。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种光致变色玻璃涂料，其中所述的预聚物选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸树脂中的任意一种或几种的组合。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种光致变色玻璃涂料，其中所述的活性单体选自丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、二缩三丙二醇二丙烯酯、己二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯三酯中的任意一种或几种的组合。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种光致变色玻璃涂料，其中所述的引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮中的任意一种或几种的组合。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种光致变色玻璃涂料，其中所述的变色粉为市购有机光致变色化合物(如二芳基乙烯类、苯并吡喃类、偶氮类)或无机光致变色化合物(如MOO3、WO3、V2O5、Nb2O5、方钠石、LiNbO3、12-钼磷酸铵)，平均粒径(激光粒度仪)为1-10微米。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种光致变色玻璃涂料，其中所述的润湿剂选自德国赢创德固赛公司生产的牌号为TEGO-247、TEGO-270、TEGO-280、TEGO-4000、TEGO-4100、TEGO-4200中的任意一种或几种的组合。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种光致变色玻璃涂料，其中所述的分散剂选自德国毕克公司生产的牌号为DISPERBYK-110、DISPERBYK-112、DISPERBYK-116、DISPERBYK-161、DISPERBYK-2000、DISPERBYK-2001中的任意一种或几种的组合。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种光致变色玻璃涂料，其中所述的附着力促进剂选自氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基甲基二甲氧基硅烷、氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的任意一种或几种的组合。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种光致变色玻璃涂料，其中所述的增强剂选自硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570、KH792、DL602、DL171中的任意一种或几种的组合。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种光致变色玻璃涂料，其中所述的纳米材料平均粒径为10-50nm(扫描电镜测量)，选自三氧化二铝、二氧化硅、氧化锌、二氧化锆中的任意一种或几种的组合。
本发明中：预聚物为反应型成膜物质；活性单体为改性物质，参与预聚物反应，提高最终成膜物质的性能；引发剂为预聚物、活性单体反应引发物质；变色粉、光至变色材料在阳光照射下，可以改变颜色；润湿剂可降低体系表面张力，提高涂刷性能；分散剂可提高变色粉分散性能；附着力促进剂可提高成膜物质与基材结合力；增强剂可提高配方中各组分间结合力；纳米材料可提高体系强度。
本发明的第二个目的是提供如上所述光致变色玻璃涂料的制备方法，以能够更加高效、快捷的制备光致变色玻璃涂料。
为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供如上所述光致变色玻璃涂料的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：
(1)先称取活性单体，在搅拌状态下加入润湿剂、分散剂，继续搅拌30分钟；
(2)加入变色粉、纳米材料，继续搅拌分散30分钟；
(3)加入增强剂、引发剂、预聚物，继续搅拌20分钟；
(4)使用之前加入附着力促进剂，搅拌均匀。
本发明的有益效果在于，在普通玻璃表面简单涂刷一层本发明的光致变色玻璃涂料，就能使普通玻璃达到光致变色效果，这样既可工厂大规模在普通玻璃表面涂刷该涂料制作光致变色玻璃，也可在既有建筑现场施工制作光致变色玻璃。而通过本发明的光致变色玻璃涂料的制备方法，能够更加高效、快捷的制备光致变色玻璃涂料。
本发明的有益效果具体体现在：
(1)本发明的光致变色玻璃涂料施工简单方便，可刷涂、喷涂，既适合工厂大规模施工，也可对既有建筑现场施工；
(2)本发明的光致变色玻璃涂料涂刷形成的涂膜硬度高，可达6H，且耐摩性好；
(3)本发明的光致变色玻璃涂料与玻璃附着力好，附着力可达0级；
(4)本发明的光致变色玻璃涂料涂刷玻璃后，玻璃在无阳光照射时，透明度好，可见光透过率大于90％。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。
实施例1：光致变色玻璃涂料的制备及检测(一)
用如下重量配比的原料制备光致变色玻璃涂料。
其中预聚物为聚氨酯丙烯酸酯；活性单体为二缩三丙二醇二丙烯酯；引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮；变色粉为二芳基乙烯类，平均粒径为3微米；润湿剂为TEGO-4100；分散剂为DISPERBYK-110；附着力促进剂为氨丙基三甲氧基硅烷；增强剂为KH570；纳米材料为纳米三氧化二铝，平均粒径10nm。
具体制备过程方法如下。
(1)先称取活性单体，在搅拌状态下加入润湿剂、分散剂，继续搅拌30分钟；
(2)加入变色粉、纳米材料，继续搅拌分散30分钟；
(3)加入增强剂、引发剂、预聚物，继续搅拌20分钟；
(4)使用之前加入附着力促进剂，搅拌均匀。
制备得到的光致变色玻璃涂料在涂刷普通玻璃后(刷涂厚度20-50微米)，经检测可见光透过率为91.5％，硬度为6H，附着力为0级。
可见光透过率测试参照标准GB/T 5433-2008“日用玻璃光透射比测定方法”；硬度测试参照标准GB/T 6739-2006“色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度”；附着力测试参照标准GB/T 9286-1998“色漆和清漆漆膜的划格试验”，以下同理。
实施例2：光致变色玻璃涂料的制备及检测(二)
用如下重量配比的原料制备光致变色玻璃涂料。
其中预聚物为环氧丙烯酸酯；活性单体为丙烯酸异冰片酯、二乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯三酯，三者重量比为1:2:0.5；引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮，二者重量比为1:0.5；变色粉为MOO3，平均粒径1微米；润湿剂为TEGO-270；分散剂为DISPERBYK-116；附着力促进剂为氨丙基甲基二甲氧基硅烷；增强剂为KH550；纳米材料为二氧化锆，平均粒径50nm。
具体制备过程方法同实施例1。
制备得到的光致变色玻璃涂料在涂刷普通玻璃后(刷涂厚度20-50微米)，经检测可见光透过率为90％，硬度为6H，附着力为0级。
实施例3：光致变色玻璃涂料的制备及检测(三)
用如下重量配比的原料制备光致变色玻璃涂料。
其中预聚物为环氧丙烯酸酯；活性单体为己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，二者重量比为1:1；引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮，三者重量比为1:2:0.5；变色粉为苯并吡喃类，平均粒径10微米；润湿剂为TEGO-280；分散剂为DISPERBYK-112；附着力促进剂为氨丙基三乙氧基硅烷；增强剂为DL602；纳米材料为三氧化二铝(平均粒径20nm)、二氧化硅(平均粒径30nm)，二者重量比为1:1。
具体制备过程方法同实施例1。
制备得到的光致变色玻璃涂料在涂刷普通玻璃后(刷涂厚度20-50微米)，经检测可见光透过率为90.5％，硬度为6H，附着力为0级。
实施例4：光致变色玻璃涂料的制备及检测(四)
用如下重量配比的原料制备光致变色玻璃涂料。
其中预聚物为聚酯丙烯酸酯；活性单体为二缩三丙二醇二丙烯酯、己二醇二丙烯酸酯，二者重量比为1:3；引发剂为2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮；变色粉为Nb2O5，平均粒径7微米；润湿剂为TEGO-4200；分散剂为DISPERBYK-161；附着力促进剂为氨丙基甲基二乙氧基硅烷；增强剂为KH550；纳米材料为三氧化二铝(平均粒径20nm)、二氧化硅(平均粒径30nm)、二氧化锆(平均粒径30nm)，三者重量比为1:0.5:0.2。
具体制备过程方法同实施例1。
制备得到的光致变色玻璃涂料在涂刷普通玻璃后(刷涂厚度20-50微米)，经检测可见光透过率为91％，硬度为6H，附着力为0级。
实施例5：光致变色玻璃涂料的其他性能检测
对实施例1至实施例4制备得到的光致变色玻璃涂料进行其他性能的检测，检测项目及结果如下表1所示。
表1光致变色玻璃涂料的其他性能检测结果
其中：
雾度通过上海申光仪器仪表有限公司生产的WGT-S透光率雾度仪测试。
耐水性测试参照标准GB/T 1733-1993“漆膜耐水性测定法”。
耐碱性测试参照标准GB/T9265-2009“建筑涂料涂层耐碱性的测定”。
耐洗刷性测试参照标准GB/T 9266-2009“建筑涂料涂层耐洗刷性的测定”。
人工老化测试参照标准GB/T1865-2009“色漆和清漆人工气候老化和人工辐射曝露”。
上述实施例只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种光致变色玻璃涂料，其特征在于，所述的光致变色玻璃涂料由如下重量配比的原料制成：预聚物20-50份，活性单体5-20份，引发剂0.1-1份，变色粉5-20份，润湿剂0.1-1份，分散剂0.1-1份，附着力促进剂0.5-3份，增强剂0.5-2份，纳米材料0.5-3份。
2.根据权利要求1所述的光致变色玻璃涂料，其特征在于：所述的预聚物选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸树脂中的任意一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的光致变色玻璃涂料，其特征在于：所述的活性单体选自丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、二缩三丙二醇二丙烯酯、己二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯三酯中的任意一种或几种的组合。
4.根据权利要求1所述的光致变色玻璃涂料，其特征在于：所述的引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮中的任意一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述的光致变色玻璃涂料，其特征在于：所述的变色粉为有机光致变色化合物或无机光致变色化合物，平均粒径为1-10微米。
6.根据权利要求1所述的光致变色玻璃涂料，其特征在于：所述的润湿剂选自TEGO-247、TEGO-270、TEGO-280、TEGO-4000、TEGO-4100、TEGO-4200中的任意一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述的光致变色玻璃涂料，其特征在于：所述的分散剂选自DISPERBYK-110、DISPERBYK-112、DISPERBYK-116、DISPERBYK-161、DISPERBYK-2000、DISPERBYK-2001中的任意一种或几种的组合。
8.根据权利要求1所述的光致变色玻璃涂料，其特征在于：所述的附着力促进剂选自氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基甲基二甲氧基硅烷、氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的任意一种或几种的组合。
9.根据权利要求1所述的光致变色玻璃涂料，其特征在于：所述的增强剂选自硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570、KH792、DL602、DL171中的任意一种或几种的组合。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的光致变色玻璃涂料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：
(1)先称取活性单体，在搅拌状态下加入润湿剂、分散剂，继续搅拌30分钟；
(2)加入变色粉、纳米材料，继续搅拌分散30分钟；
(3)加入增强剂、引发剂、预聚物，继续搅拌20分钟；
(4)使用之前加入附着力促进剂，搅拌均匀。
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