CN110484159A - 一种基于建筑玻璃的隔热涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑玻璃隔热技术领域，且公开了一种基于建筑玻璃的隔热涂层及其制备方法，包括BOPP薄膜Ⅰ，在BOPP薄膜Ⅰ的粗糙表面上均匀涂布一层3um厚的隔热胶水，隔热胶水的一侧表面与BOPP薄膜Ⅰ的粗糙表面呈一体成型式的相互粘附连接，在隔热胶水的另一侧表面上覆盖一层BOPP薄膜Ⅱ，BOPP薄膜Ⅱ的光滑平整表面与隔热胶水的另一侧表面呈可分离式的相互粘附连接；其中，隔热胶水包括以下重量份数配比的原料：4～6份的银掺杂氧化锌纳米粉体、50份的聚乙二醇200分散剂、450份的蒸馏水、504～506份的质量分数为50～55％的水性聚氨酯成膜剂。本发明解决了目前在建筑玻璃表面使用的隔热涂层，在具备优异热量阻隔性能的同时，无法有效提高可见光透过率的技术问题。

Description

一种基于建筑玻璃的隔热涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑玻璃隔热技术领域，具体为一种基于建筑玻璃的隔热涂层及其制备方法。
背景技术
隔热涂层是一种粘贴在建筑玻璃表面的具有阻挡、反射、辐射太阳光近红外热量的功能性涂层，其具备使建筑内部实现隔热降温、节能降耗的技术效果。
申请公布号为CN106978071A的发明专利申请公开了一种高强度建筑玻璃隔热涂层，包括以下重量份数的原料：30～50份的聚二甲基硅氧烷、10～20份的环氧树脂、3～8份的玻璃纤维、0.5～1.5份的硅酸盐、2～7份的金属化合物、2～5份的成膜助剂、0.4～1份的偶联剂、3～5份的分散剂；在玻璃上喷涂3um厚的该建筑玻璃隔热涂层，在玻璃顶部温度为20℃，经过建筑玻璃隔热涂层热量阻隔之后的温度为4.7℃～5.2℃，且该建筑玻璃隔热涂层的透明度为98.1％～99.0％。但是该建筑玻璃隔热涂层使用的成膜剂环氧树脂，其成膜性差且非常粘，当夏季强烈的太阳光在对建筑玻璃隔热涂层进行高温照射的过程中，涂层在建筑玻璃表面极易出现收缩现象，且该建筑玻璃隔热涂层使用的成膜助剂为有机溶剂，其在成膜之后会挥发出对环境有影响的挥发性有机物。
申请公布号为CN108751731A的发明专利公开了一种玻璃隔热涂层，该玻璃隔热涂层是斑点涂层，斑点涂层包括复数个涂覆在基板玻璃上的隔热涂料的斑点，基板玻璃上斑点的总面积占涂覆区域面积的5～95％；该玻璃隔热涂层的施工方法，包括以下步骤：制作遮掩膜，遮掩膜上包括复数个孔洞，遮掩膜上孔洞的总面积为孔洞区域面积的5～95％；将遮掩膜贴到玻璃上；将玻璃隔热涂料涂敷于遮掩膜上；玻璃隔热涂料固化后，揭去玻璃上的遮掩膜，在玻璃表面留下斑点状的涂层；该玻璃隔热涂层的热量阻隔为5.3％～92.5％、可见光透过率为7.5％～94.7％，但是随着热量阻隔性能的提高，其可见光透过率呈现逐渐降低趋势，尤其是当玻璃隔热涂层的热量阻隔为92.5％，其可见光透过率仅为7.5％。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于建筑玻璃的隔热涂层及其制备方法，解决了目前在建筑玻璃表面使用的隔热涂层，在具备优异热量阻隔性能的同时，无法有效提高可见光透过率的技术问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于建筑玻璃的隔热涂层，包括BOPP薄膜Ⅰ，在BOPP薄膜Ⅰ的粗糙表面上均匀涂布一层3um厚的隔热胶水，隔热胶水的一侧表面与BOPP薄膜Ⅰ的粗糙表面呈一体成型式的相互粘附连接，在隔热胶水的另一侧表面上覆盖一层BOPP薄膜Ⅱ，BOPP薄膜Ⅱ的光滑平整表面与隔热胶水的另一侧表面呈可分离式的相互粘附连接；
其中，隔热胶水包括以下重量份数配比的原料：4～6份的银掺杂氧化锌纳米粉体、50份的聚乙二醇200分散剂、450份的蒸馏水、504～506份的质量分数为50～55％的水性聚氨酯成膜剂。
优选的，所述隔热胶水包括以下重量份数配比的原料：5g的银掺杂氧化锌纳米粉体、50g的聚乙二醇200分散剂、450mL的蒸馏水、505g的质量分数为55％的水性聚氨酯成膜剂。
优选的，所述隔热胶水包括以下重量份数配比的原料：6g的银掺杂氧化锌纳米粉体、50g的聚乙二醇200分散剂、450mL的蒸馏水、506g的质量分数为55％的水性聚氨酯成膜剂。
一种基于建筑玻璃的隔热涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：以0.1moL的醋酸锌(Zn(Ac)2·2H2O)、0.005～0.01moL的氯化银(AgCl)为原料，制备银掺杂氧化锌纳米粉体；
步骤二：水性浆料的制备
将4～6份的银掺杂氧化锌纳米粉体、50份的聚乙二醇200分散剂、450份的蒸馏水，调节溶液的PH值为6，在分散转速为4000～6000rpm下高速分散1h，制备得到水性浆料；
步骤三：隔热胶水的制备
将步骤二中的水性浆料与504～506份的质量分数为50～55％的水性聚氨酯成膜剂按照质量比1：1进行混合，之后采用高速分散均质机以4000～6000rpm的转速高速搅拌1h后超声分散0.5h，制备得到隔热胶水；
步骤四：隔热涂层的制备
在BOPP薄膜Ⅰ的粗糙表面上均匀涂布一层3um厚的隔热胶水，隔热胶水的一侧表面与BOPP薄膜Ⅰ的粗糙表面呈一体成型式的相互粘附连接，在隔热胶水的另一侧表面上覆盖一层BOPP薄膜Ⅱ，BOPP薄膜Ⅱ的光滑平整表面与隔热胶水的另一侧表面呈可分离式的相互粘附连接。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
本发明采用“在BOPP薄膜Ⅰ的粗糙表面上均匀涂布一层3um厚的隔热胶水，隔热胶水的一侧表面与BOPP薄膜Ⅰ的粗糙表面呈一体成型式的相互粘附连接，在隔热胶水的另一侧表面上覆盖一层BOPP薄膜Ⅱ，BOPP薄膜Ⅱ的光滑平整表面与隔热胶水的另一侧表面呈可分离式的相互粘附连接；且隔热胶水中包括银掺杂氧化锌纳米粉体”的技术方案，制备得到基于建筑玻璃的隔热涂层；
经测试，本发明制备的基于建筑玻璃的隔热涂层的热量阻隔率为64.8％～69.1％、可见光透过率为82.8％～84.5％，与对比例中制备的基于建筑玻璃的隔热涂层的热量阻隔率31.5％、可见光透过率89.2％相比，取得了在热量阻隔性能显著提高的同时，可见光透过率没有出现明显的下降、且保持了与建筑玻璃的可见光透过率(80％)基本上相同技术水平的技术效果；
从而解决了目前在建筑玻璃表面使用的隔热涂层，在具备优异热量阻隔性能的同时，无法有效提高可见光透过率的技术问题。
具体实施方式
基于建筑玻璃的隔热涂层包括BOPP薄膜Ⅰ，BOPP薄膜Ⅰ经过高压电晕之后使一侧表面呈光滑平整状态、另一侧面表面呈凸凹不平的粗糙状态，在BOPP薄膜Ⅰ的粗糙表面上均匀涂布一层3um厚的隔热胶水，隔热胶水的一侧表面与BOPP薄膜Ⅰ的粗糙表面呈一体成型式的相互粘附连接，在隔热胶水的另一侧表面上覆盖一层BOPP薄膜Ⅱ，BOPP薄膜Ⅱ经过高压电晕之后使一侧表面呈光滑平整状态、另一侧面表面呈凸凹不平的粗糙状态，BOPP薄膜Ⅱ的光滑平整表面与隔热胶水的另一侧表面呈可分离式的相互粘附连接；其中，BOPP薄膜为双向拉伸聚丙烯薄膜；
基于建筑玻璃的隔热涂层的使用方法包括以下步骤：
步骤一：玻璃的清洗，清洗步骤具体为：将建筑玻璃浸泡在混有洗衣粉的自来水中洗去污点，再用质量分数为5％的NaOH稀溶液浸泡4小时以洗去油污，之后用蒸馏水将建筑玻璃冲洗干净，再用质量分数为10％的重铬酸钾洗液浸泡4小时，接着用蒸馏水浸泡，超声清洗15min，将清洗后的建筑玻璃在干燥箱中烘干即刻使用；
步骤二：先揭除隔热涂层上外表面呈现粗糙状态的BOPP薄膜Ⅱ，再将隔热涂层上裸露出的隔热胶水与步骤一中清洗过的建筑玻璃表面进行粘贴即可。
实施例一：
基于建筑玻璃的隔热涂层的隔热胶水，包括以下重量份数配比的原料：4g的银掺杂氧化锌纳米粉体、50g的聚乙二醇200分散剂、450mL的蒸馏水、504g的质量分数为50％的水性聚氨酯成膜剂；
基于建筑玻璃的隔热涂层的制备方法包括以下步骤：
步骤一：银掺杂氧化锌纳米粉体的制备
(1)将21.95g(0.1moL)醋酸锌(Zn(Ac)2·2H2O)、10g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)倒入装有加热装置、搅拌装置和滴定装置的反应器中，向反应器中加入500mL的蒸馏水，之后在反应温度为50℃、搅拌速率为300rpm下反应1h；
(2)在反应温度为50℃、搅拌速率为300rpm的条件下，以1滴/s的滴加速率依次将5mL物质的量浓度为0.001moL/mL的氯化银溶液(AgCl)、30mL物质的量浓度为1moL/mL的氢氧化钠溶液(NaOH)，滴加完毕后，在50℃、搅拌速率为500rpm下反应1h，制备得到含有前驱体的悬浊溶液；
(3)将步骤(2)中的悬浊溶液转移至超声分散装置中进行超声分散处理，超声分散时间为0.5h；
(4)将步骤(3)中超声分散后的溶液转入反应釜中，放入干燥箱内，在干燥箱的温度为120℃下进行8h的水热反应，之后关闭干燥箱，自然冷却至室温；
(5)将步骤(4)中的水热反应产物进行过滤处理后，采用蒸馏水对滤渣进行洗涤，直至检测不到Cl-为止；
之后将滤渣放置在干燥温度为60℃的真空干燥箱内干燥处理2h，取出经研磨后放入到温度为450℃的马弗炉中煅烧2h，制备得到银掺杂氧化锌纳米粉体；
步骤二：水性浆料的制备
将4g银掺杂氧化锌纳米粉体、50g聚乙二醇200分散剂、450mL蒸馏水，调节溶液的PH值为6，在分散转速为4000rpm下高速分散1h，制备得到水性浆料；
步骤三：隔热胶水的制备
将步骤二中的水性浆料与504g质量分数为50％的水性聚氨酯成膜剂按照质量比1：1进行混合，之后采用高速分散均质机以4000rpm的转速高速搅拌1h后超声分散0.5h，制备得到隔热胶水；
步骤四：隔热涂层的制备
在BOPP薄膜Ⅰ的粗糙表面上均匀涂布一层3um厚的隔热胶水，在隔热胶水上覆盖一层BOPP薄膜Ⅱ，BOPP薄膜Ⅱ的光滑平整表面与隔热胶水呈可分离式的相互粘附连接。
实施例二：
基于建筑玻璃的隔热涂层的隔热胶水，包括以下重量份数配比的原料：5g的银掺杂氧化锌纳米粉体、50g的聚乙二醇200分散剂、450mL的蒸馏水、505g的质量分数为55％的水性聚氨酯成膜剂；
基于建筑玻璃的隔热涂层的制备方法包括以下步骤：
步骤一：银掺杂氧化锌纳米粉体的制备
(1)将21.95g(0.1moL)醋酸锌(Zn(Ac)2·2H2O)、10g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)倒入装有加热装置、搅拌装置和滴定装置的反应器中，向反应器中加入500mL的蒸馏水，之后在反应温度为80℃、搅拌速率为500rpm下反应1h；
(2)在反应温度为80℃、搅拌速率为500rpm的条件下，以1滴/s的滴加速率依次将7.5mL物质的量浓度为0.001moL/mL的氯化银溶液(AgCl)、30mL物质的量浓度为1moL/mL的氢氧化钠溶液(NaOH)，滴加完毕后，在80℃、搅拌速率为800rpm下反应1h，制备得到含有前驱体的悬浊溶液；
(3)将步骤(2)中的悬浊溶液转移至超声分散装置中进行超声分散处理，超声分散时间为1h；
(4)将步骤(3)中超声分散后的溶液转入反应釜中，放入干燥箱内，在干燥箱的温度为150℃下进行10h的水热反应，之后关闭干燥箱，自然冷却至室温；
(5)将步骤(4)中的水热反应产物进行过滤处理后，采用蒸馏水对滤渣进行洗涤，直至检测不到Cl-为止；
之后将滤渣放置在干燥温度为80℃的真空干燥箱内干燥处理2h，取出经研磨后放入到温度为500℃的马弗炉中煅烧2h，制备得到银掺杂氧化锌纳米粉体；
步骤二：水性浆料的制备
将5g银掺杂氧化锌纳米粉体、50g聚乙二醇200分散剂、450mL蒸馏水，调节溶液的PH值为6，在分散转速为5000rpm下高速分散1h，制备得到水性浆料；
步骤三：隔热胶水的制备
将步骤二中的水性浆料与505g质量分数为55％的水性聚氨酯成膜剂按照质量比1：1进行混合，之后采用高速分散均质机以5000rpm的转速高速搅拌1h后超声分散0.5h，制备得到隔热胶水；
步骤四：隔热涂层的制备
在BOPP薄膜Ⅰ的粗糙表面上均匀涂布一层3um厚的隔热胶水，在隔热胶水上覆盖一层BOPP薄膜Ⅱ，BOPP薄膜Ⅱ的光滑平整表面与隔热胶水呈可分离式的相互粘附连接。
实施例三：
基于建筑玻璃的隔热涂层的隔热胶水，包括以下重量份数配比的原料：6g的银掺杂氧化锌纳米粉体、50g的聚乙二醇200分散剂、450mL的蒸馏水、506g的质量分数为55％的水性聚氨酯成膜剂；
基于建筑玻璃的隔热涂层的制备方法包括以下步骤：
步骤一：银掺杂氧化锌纳米粉体的制备
(1)将21.95g(0.1moL)醋酸锌(Zn(Ac)2·2H2O)、10g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)倒入装有加热装置、搅拌装置和滴定装置的反应器中，向反应器中加入500mL的蒸馏水，之后在反应温度为60℃、搅拌速率为500rpm下反应1h；
(2)在反应温度为60℃、搅拌速率为500rpm的条件下，以1滴/s的滴加速率依次将10mL物质的量浓度为0.001moL/mL的氯化银溶液(AgCl)、30mL物质的量浓度为1moL/mL的氢氧化钠溶液(NaOH)，滴加完毕后，在60℃、搅拌速率为600rpm下反应1h，制备得到含有前驱体的悬浊溶液；
(3)将步骤(2)中的悬浊溶液转移至超声分散装置中进行超声分散处理，超声分散时间为1.5h；
(4)将步骤(3)中超声分散后的溶液转入反应釜中，放入干燥箱内，在干燥箱的温度为150℃下进行10h的水热反应，之后关闭干燥箱，自然冷却至室温；
(5)将步骤(4)中的水热反应产物进行过滤处理后，采用蒸馏水对滤渣进行洗涤，直至检测不到Cl-为止；
之后将滤渣放置在干燥温度为80℃的真空干燥箱内干燥处理2h，取出经研磨后放入到温度为500℃的马弗炉中煅烧2h，制备得到银掺杂氧化锌纳米粉体；
步骤二：水性浆料的制备
将6g银掺杂氧化锌纳米粉体、50g聚乙二醇200分散剂、450mL蒸馏水，调节溶液的PH值为6，在分散转速为6000rpm下高速分散1h，制备得到水性浆料；
步骤三：隔热胶水的制备
将步骤二中的水性浆料与506g质量分数为55％的水性聚氨酯成膜剂按照质量比1：1进行混合，之后采用高速分散均质机以6000rpm的转速高速搅拌1h后超声分散0.5h，制备得到隔热胶水；
步骤四：隔热涂层的制备
在BOPP薄膜Ⅰ的粗糙表面上均匀涂布一层3um厚的隔热胶水，在隔热胶水上覆盖一层BOPP薄膜Ⅱ，BOPP薄膜Ⅱ的光滑平整表面与隔热胶水呈可分离式的相互粘附连接。
对比例：
基于建筑玻璃的隔热涂层的隔热胶水，包括以下重量份数配比的原料：6g的银掺杂氧化锌纳米粉体、50g的聚乙二醇200分散剂、450mL的蒸馏水、506g的质量分数为55％的水性聚氨酯成膜剂；
基于建筑玻璃的隔热涂层的制备方法包括以下步骤：
步骤一：制备平均粒径为1.3um的氧化锌粉体；
步骤二：水性浆料的制备
将6g平均粒径为1.3um的氧化锌粉体、50g聚乙二醇200分散剂、450mL蒸馏水，调节溶液的PH值为6，在分散转速为6000rpm下高速分散1h，制备得到水性浆料；
步骤三：隔热胶水的制备
将步骤二中的水性浆料与506g质量分数为55％的水性聚氨酯成膜剂按照质量比1：1进行混合，之后采用高速分散均质机以6000rpm的转速高速搅拌1h后超声分散0.5h，制备得到隔热胶水；
步骤四：隔热涂层的制备
在BOPP薄膜Ⅰ的粗糙表面上均匀涂布一层3um厚的隔热胶水，在隔热胶水上覆盖一层BOPP薄膜Ⅱ，BOPP薄膜Ⅱ的光滑平整表面与隔热胶水呈可分离式的相互粘附连接。
性能测试：
对上述实施例与对比例中制备的隔热涂层进行性能测试，结果如下表1所示。
表1
编号 热量阻隔率(％) 可见光透过率(％)
实施例一 64.8 82.8
实施例二 69.1 83.2
实施例三 68.2 84.5
对比例 31.5 89.2

Claims (4)

1.一种基于建筑玻璃的隔热涂层，其特征在于，包括BOPP薄膜Ⅰ，在BOPP薄膜Ⅰ的粗糙表面上均匀涂布一层3um厚的隔热胶水，隔热胶水的一侧表面与BOPP薄膜Ⅰ的粗糙表面呈一体成型式的相互粘附连接，在隔热胶水的另一侧表面上覆盖一层BOPP薄膜Ⅱ，BOPP薄膜Ⅱ的光滑平整表面与隔热胶水的另一侧表面呈可分离式的相互粘附连接；
其中，隔热胶水包括以下重量份数配比的原料：4～6份的银掺杂氧化锌纳米粉体、50份的聚乙二醇200分散剂、450份的蒸馏水、504～506份的质量分数为50～55％的水性聚氨酯成膜剂。
2.根据权利要求1所述的隔热涂层，其特征在于，所述隔热胶水包括以下重量份数配比的原料：5g的银掺杂氧化锌纳米粉体、50g的聚乙二醇200分散剂、450mL的蒸馏水、505g的质量分数为55％的水性聚氨酯成膜剂。
3.根据权利要求1所述的隔热涂层，其特征在于，所述隔热胶水包括以下重量份数配比的原料：6g的银掺杂氧化锌纳米粉体、50g的聚乙二醇200分散剂、450mL的蒸馏水、506g的质量分数为55％的水性聚氨酯成膜剂。
4.一种基于建筑玻璃的隔热涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：以0.1moL的醋酸锌(Zn(Ac)2·2H2O)、0.005～0.01moL的氯化银(AgCl)为原料，制备银掺杂氧化锌纳米粉体；
步骤二：水性浆料的制备
将4～6份的银掺杂氧化锌纳米粉体、50份的聚乙二醇200分散剂、450份的蒸馏水，调节溶液的PH值为6，在分散转速为4000～6000rpm下高速分散1h，制备得到水性浆料；
步骤三：隔热胶水的制备
将步骤二中的水性浆料与504～506份的质量分数为50～55％的水性聚氨酯成膜剂按照质量比1：1进行混合，之后采用高速分散均质机以4000～6000rpm的转速高速搅拌1h后超声分散0.5h，制备得到隔热胶水；
步骤四：隔热涂层的制备
在BOPP薄膜Ⅰ的粗糙表面上均匀涂布一层3um厚的隔热胶水，隔热胶水的一侧表面与BOPP薄膜Ⅰ的粗糙表面呈一体成型式的相互粘附连接，在隔热胶水的另一侧表面上覆盖一层BOPP薄膜Ⅱ，BOPP薄膜Ⅱ的光滑平整表面与隔热胶水的另一侧表面呈可分离式的相互粘附连接。
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