CN108395789A - 一种防紫外线玻璃镀膜用涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防紫外线玻璃镀膜用涂料及其制备方法，涉及涂料技术领域，包括以下重量份计的原料：聚丙烯酸酯15‑25份、聚氧硅烷10‑18份、氧化锌5‑12份、氧化镁4‑9份、改性纳米二氧化钛5‑10份、氮化硅3‑8份、氧化锡2‑6份、硅烷偶联剂2‑4份、紫外线屏蔽剂2‑5份、附着力促进剂1‑3份、消泡剂0.3‑1.2份、缓蚀剂1‑3份和去离子水20‑30份；本发明玻璃镀膜用涂料化学性质稳定，延展性好，易涂抹均匀，不易脱落，具有良好的紫外线屏蔽功能，可见光透过率高，光亮性高，制备方法简单易操作，易规模化推广生产。

Description

一种防紫外线玻璃镀膜用涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种防紫外线玻璃镀膜用涂料及其制备方法。
背景技术
紫外线是一种比可见光短的电磁波射线，其波长为200nm-400nm，根据其波长范围可分为近紫外线(UVA)：320nm-400nm、远紫外线(UVB)：290nm-320nm和超短紫外线(UVC)：100nm-290nm。紫外线波长越短，能量越高，对人体，高分子材料，木材、塑料、纸张等的伤害或破坏越大。在很多场合紫外线需要被隔断，在玻璃表面镀上防紫外线薄膜，并用这类玻璃阻挡紫外线是一种常见方法。
玻璃镀膜是一种化学高分子材料，因为其具有高密度的化学特性，所以被应用在汽车美容领域，同时玻璃镀膜，具有光泽度高、抗氧化、耐酸碱、抗紫外线的特点，用来给漆面镀膜后，漆面光泽度很好，并把漆面与外界隔绝开来，起到了很好的保护作用。
现有技术在的玻璃镀膜涂料易老化、变色，且涂覆与玻璃表面时，影响玻璃镜面的亮度，光亮性不高。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种防紫外线玻璃镀膜用涂料及其制备方法，本发明玻璃镀膜用涂料化学性质稳定，延展性好，易涂抹均匀，不易脱落，具有良好的紫外线屏蔽功能，可见光透过率高，光亮性高，制备方法简单易操作，易规模化推广生产。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种防紫外线玻璃镀膜用涂料，包括以下重量份计的原料：
聚丙烯酸酯15-25份、聚氧硅烷10-18份、氧化锌5-12份、氧化镁4-9份、改性纳米二氧化钛5-10份、氮化硅3-8份、氧化锡2-6份、硅烷偶联剂2-4份、紫外线屏蔽剂2-5份、附着力促进剂1-3份、消泡剂0.3-1.2份、缓蚀剂1-3份和去离子水20-30份。
优选地，包括以下重量份计的原料：聚丙烯酸酯22份、聚氧硅烷16份、氧化锌8份、氧化镁6份、改性纳米二氧化钛8份、氮化硅7份、氧化锡4份、硅烷偶联剂2.8份、紫外线屏蔽剂3.6份、附着力促进剂2.1份、消泡剂0.8份、缓蚀剂2.3份和去离子水23份。
优选地，所述改性纳米二氧化钛的制备方法如下：
a、将纳米二氧化钛和一定量的表面活性剂混合，倒入容器中，加入一定量的去离子水淹没纳米二氧化钛，得到混合物；
b、将混合物以200-500转/分钟的速度，搅拌5-10分钟，然后置于超声波分机中以200-400千赫兹分散20-30分钟；
c、将分散后的混合物进行沉降、过滤烘干后，即得所述改性纳米二氧化钛。
优选的地，所述步骤a中的表面活性即为三乙醇胺、十二烷基硫酸钠和聚乙烯吡咯烷酮中的任一种。
优选地，所述硅烷偶联剂为己二氨基甲基三乙氧基硅烷、二乙氨基甲基三乙氧基硅烷、2-甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷中的一种或几种结合。
优选地，所述紫外线屏蔽剂为二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类中的一种或几种结合。
优选地，所述附着力促进剂为γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种结合。
优选地，所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚中的一种或几种结合。
优选地，所述缓蚀剂为碱式磺酸盐类、羧酸盐类、硝基羧酸盐类和有机氮化物锌盐类中的一种或几种结合。
本发明中还公开了一种上述防紫外线玻璃镀膜用涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)称取原料：按照防紫外线玻璃镀膜用涂料重量组分称取各原料；
(2)固体颗粒球磨：将氧化锌、氧化镁、改性纳米二氧化钛、氮化硅、氧化锡混合送入球磨机中进行研磨，研磨至颗粒粒径为200-500目，得到混合物a；
(3)将聚丙烯酸酯、聚氧硅烷和去离子水混合，投入超声波分散机中进行分散，分散温度60-85摄氏度，分散时间15-25分钟，得到混合物b；
(4)将混合物a、混合物b和硅烷偶联剂、紫外线屏蔽剂、附着力促进剂、消泡剂及缓蚀剂混合投入搅拌机中，在50-65摄氏度条件下，以500-800转/分钟的速度，搅拌30-50分钟后，静置，冷却至室温，即得所述防紫外线玻璃镀膜用涂料。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明玻璃镀膜用涂料化学性质稳定，延展性好，易涂抹均匀，不易脱落，具有良好的紫外线屏蔽功能，可见光透过率高，光亮性高，制备方法简单易操作，易规模化推广生产；
(2)本发明中添加有改性纳米二氧化钛，纳米二氧化钛粒径小，表面能高，极成团粘接，影响分散性，用表面活性剂润湿纳米二氧化钛，用超声波高频率分散成团的纳米二氧化钛，是表面活性剂在纳米二氧化钛颗粒表面成膜，提高了纳米二氧化钛的在涂料中分散性，提高涂抹抗粉化能力，增加可见光透过率，和紫外线屏蔽率；
(3)本发明中添加有氮化硅，氮化硅具有极强的化学稳定性和耐磨性，可以增加涂料的抗老化性和涂层的耐磨性和抗机械冲击性，不易在涂层表面产生刮痕。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种防紫外线玻璃镀膜用涂料，包括以下重量份计的原料：
聚丙烯酸酯25份、聚氧硅烷18份、氧化锌12份、氧化镁9份、改性纳米二氧化钛10份、氮化硅8份、氧化锡6份、硅烷偶联剂4份、紫外线屏蔽剂5份、附着力促进剂3份、消泡剂1.2份、缓蚀剂3份和去离子水30份。
改性纳米二氧化钛的制备方法如下：
a、将纳米二氧化钛和一定量的表面活性剂混合，倒入容器中，加入一定量的去离子水淹没纳米二氧化钛，得到混合物；
b、将混合物以500转/分钟的速度，搅拌10分钟，然后置于超声波分机中以400千赫兹分散30分钟；
c、将分散后的混合物进行沉降、过滤烘干后，即得所述改性纳米二氧化钛。
步骤a中的表面活性即为十二烷基硫酸钠。
硅烷偶联剂为2-甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷。
紫外线屏蔽剂为苯并三唑类和水杨酸酯类按照质量比1:1混合组成。
附着力促进剂为γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷。
消泡剂为乳化硅油和高碳醇脂肪酸酯复合物按照质量比2:3混合组成。
缓蚀剂为碱式磺酸盐类和有机氮化物锌盐按照质量比1:1混合组成。
本实施例中还公开了一种上述防紫外线玻璃镀膜用涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)称取原料：按照防紫外线玻璃镀膜用涂料重量组分称取各原料；
(2)固体颗粒球磨：将氧化锌、氧化镁、改性纳米二氧化钛、氮化硅、氧化锡混合送入球磨机中进行研磨，研磨至颗粒粒径为500目，得到混合物a；
(3)将聚丙烯酸酯、聚氧硅烷和去离子水混合，投入超声波分散机中进行分散，分散温度85摄氏度，分散时间25分钟，得到混合物b；
(4)将混合物a、混合物b和硅烷偶联剂、紫外线屏蔽剂、附着力促进剂、消泡剂及缓蚀剂混合投入搅拌机中，在65摄氏度条件下，以800转/分钟的速度，搅拌50分钟后，静置，冷却至室温，即得所述防紫外线玻璃镀膜用涂料。
实施例2
一种防紫外线玻璃镀膜用涂料，包括以下重量份计的原料：
聚丙烯酸酯15份、聚氧硅烷10份、氧化锌5份、氧化镁4份、改性纳米二氧化钛5份、氮化硅3份、氧化锡2份、硅烷偶联剂2份、紫外线屏蔽剂2份、附着力促进剂1份、消泡剂0.3份、缓蚀剂1份和去离子水20份。
改性纳米二氧化钛的制备方法如下：
a、将纳米二氧化钛和一定量的表面活性剂混合，倒入容器中，加入一定量的去离子水淹没纳米二氧化钛，得到混合物；
b、将混合物以200转/分钟的速度，搅拌5分钟，然后置于超声波分机中以200-400千赫兹分散20分钟；
c、将分散后的混合物进行沉降、过滤烘干后，即得所述改性纳米二氧化钛。
步骤a中的表面活性即为三乙醇胺。
硅烷偶联剂为己二氨基甲基三乙氧基硅烷。
紫外线屏蔽剂为二苯甲酮类。
附着力促进剂为γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷。
消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物。
缓蚀剂为碱式磺酸盐类。
本实施例中还公开了一种上述防紫外线玻璃镀膜用涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)称取原料：按照防紫外线玻璃镀膜用涂料重量组分称取各原料；
(2)固体颗粒球磨：将氧化锌、氧化镁、改性纳米二氧化钛、氮化硅、氧化锡混合送入球磨机中进行研磨，研磨至颗粒粒径为200目，得到混合物a；
(3)将聚丙烯酸酯、聚氧硅烷和去离子水混合，投入超声波分散机中进行分散，分散温度60摄氏度，分散时间15分钟，得到混合物b；
(4)将混合物a、混合物b和硅烷偶联剂、紫外线屏蔽剂、附着力促进剂、消泡剂及缓蚀剂混合投入搅拌机中，在50摄氏度条件下，以500转/分钟的速度，搅拌30分钟后，静置，冷却至室温，即得所述防紫外线玻璃镀膜用涂料。
实施例3
一种防紫外线玻璃镀膜用涂料，包括以下重量份计的原料：
聚丙烯酸酯22份、聚氧硅烷16份、氧化锌8份、氧化镁6份、改性纳米二氧化钛8份、氮化硅7份、氧化锡4份、硅烷偶联剂2.8份、紫外线屏蔽剂3.6份、附着力促进剂2.1份、消泡剂0.8份、缓蚀剂2.3份和去离子水23份。
改性纳米二氧化钛的制备方法如下：
a、将纳米二氧化钛和一定量的表面活性剂混合，倒入容器中，加入一定量的去离子水淹没纳米二氧化钛，得到混合物；
b、将混合物以450转/分钟的速度，搅拌8分钟，然后置于超声波分机中以300千赫兹分散25分钟；
c、将分散后的混合物进行沉降、过滤烘干后，即得所述改性纳米二氧化钛。
步骤a中的表面活性即为聚乙烯吡咯烷酮。
硅烷偶联剂为己二氨基甲基三乙氧基硅烷和二乙氨基甲基三乙氧基硅烷按照质量比1:1混合组成。
紫外线屏蔽剂为苯并三唑类。
附着力促进剂为β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷。
消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚按照质量比1:2混合组成。
缓蚀剂为羧酸镁类和硝基羧酸镁按照质量比1:1混合组成。
本实施例中还公开了一种上述防紫外线玻璃镀膜用涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)称取原料：按照防紫外线玻璃镀膜用涂料重量组分称取各原料；
(2)固体颗粒球磨：将氧化锌、氧化镁、改性纳米二氧化钛、氮化硅、氧化锡混合送入球磨机中进行研磨，研磨至颗粒粒径为400目，得到混合物a；
(3)将聚丙烯酸酯、聚氧硅烷和去离子水混合，投入超声波分散机中进行分散，分散温度78摄氏度，分散时间22分钟，得到混合物b；
(4)将混合物a、混合物b和硅烷偶联剂、紫外线屏蔽剂、附着力促进剂、消泡剂及缓蚀剂混合投入搅拌机中，在58摄氏度条件下，以650转/分钟的速度，搅拌40分钟后，静置，冷却至室温，即得所述防紫外线玻璃镀膜用涂料。
应用实施例
将实施例1-3制得的防紫外线玻璃镀膜用涂料涂覆于普通玻璃表面后，对玻璃进行性能测试，结果如下表1：
表1：
实施例 紫外线屏蔽率 可见光透过率
实施例1 98％ 78％
实施例2 97％ 83％
实施例3 99％ 85％
由上表1可以看出，本发明防紫外线玻璃镀膜用涂料紫外线屏蔽率均在96％以上，可见光透过率均在77％以上。
由此可以得出，本发明防紫外线玻璃镀膜用涂料具有良好的紫外线屏蔽性能和可见光透过性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防紫外线玻璃镀膜用涂料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：聚丙烯酸酯15-25份、聚氧硅烷10-18份、氧化锌5-12份、氧化镁4-9份、改性纳米二氧化钛5-10份、氮化硅3-8份、氧化锡2-6份、硅烷偶联剂2-4份、紫外线屏蔽剂2-5份、附着力促进剂1-3份、消泡剂0.3-1.2份、缓蚀剂1-3份和去离子水20-30份。
2.根据权利要求1所述的防紫外线玻璃镀膜用涂料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：聚丙烯酸酯22份、聚氧硅烷16份、氧化锌8份、氧化镁6份、改性纳米二氧化钛8份、氮化硅7份、氧化锡4份、硅烷偶联剂2.8份、紫外线屏蔽剂3.6份、附着力促进剂2.1份、消泡剂0.8份、缓蚀剂2.3份和去离子水23份。
3.根据权利要求1所述的防紫外线玻璃镀膜用涂料，其特征在于，所述改性纳米二氧化钛的制备方法如下：
a、将纳米二氧化钛和一定量的表面活性剂混合，倒入容器中，加入一定量的去离子水淹没纳米二氧化钛，得到混合物；
b、将混合物以200-500转/分钟的速度，搅拌5-10分钟，然后置于超声波分机中以200-400千赫兹分散20-30分钟；
c、将分散后的混合物进行沉降、过滤烘干后，即得所述改性纳米二氧化钛。
4.根据权利要求3所述的防紫外线玻璃镀膜用涂料，其特征在于，所述步骤a中的表面活性即为三乙醇胺、十二烷基硫酸钠和聚乙烯吡咯烷酮中的任一种。
5.根据权利要求1所述的防紫外线玻璃镀膜用涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为己二氨基甲基三乙氧基硅烷、二乙氨基甲基三乙氧基硅烷、2-甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷中的一种或几种结合。
6.根据权利要求1所述的防紫外线玻璃镀膜用涂料，其特征在于，所述紫外线屏蔽剂为二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类中的一种或几种结合。
7.根据权利要求1所述的防紫外线玻璃镀膜用涂料，其特征在于，所述附着力促进剂为γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种结合。
8.根据权利要求1所述的防紫外线玻璃镀膜用涂料，其特征在于，所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚中的一种或几种结合。
9.根据权利要求1所述的防紫外线玻璃镀膜用涂料，其特征在于，所述缓蚀剂为碱式磺酸盐类、羧酸盐类、硝基羧酸盐类和有机氮化物锌盐类中的一种或几种结合。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的防紫外线玻璃镀膜用涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取原料：按照防紫外线玻璃镀膜用涂料重量组分称取各原料；
(2)固体颗粒球磨：将氧化锌、氧化镁、改性纳米二氧化钛、氮化硅、氧化锡混合送入球磨机中进行研磨，研磨至颗粒粒径为200-500目，得到混合物a；
(3)将聚丙烯酸酯、聚氧硅烷和去离子水混合，投入超声波分散机中进行分散，分散温度60-85摄氏度，分散时间15-25分钟，得到混合物b；
(4)将混合物a、混合物b和硅烷偶联剂、紫外线屏蔽剂、附着力促进剂、消泡剂及缓蚀剂混合投入搅拌机中，在50-65摄氏度条件下，以500-800转/分钟的速度，搅拌30-50分钟后，静置，冷却至室温，即得所述防紫外线玻璃镀膜用涂料。
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