CN115368763B - 一种用于制备透明保温隔热薄膜的改性硅溶胶的制备方法 - Google Patents

一种用于制备透明保温隔热薄膜的改性硅溶胶的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115368763B
CN115368763B CN202211016987.7A CN202211016987A CN115368763B CN 115368763 B CN115368763 B CN 115368763B CN 202211016987 A CN202211016987 A CN 202211016987A CN 115368763 B CN115368763 B CN 115368763B
Authority
CN
China
Prior art keywords
silica sol
antimony oxide
tin antimony
stirring
slurry
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211016987.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115368763A (zh
Inventor
刘杰
江李贝
王丽
朱豪祺
王茹
申乾宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZJU Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center
Original Assignee
ZJU Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZJU Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center filed Critical ZJU Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center
Priority to CN202211016987.7A priority Critical patent/CN115368763B/zh
Publication of CN115368763A publication Critical patent/CN115368763A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115368763B publication Critical patent/CN115368763B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C09D7/62—Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/90—Passive houses; Double facade technology

Abstract

本发明涉及改性硅溶胶的制备方法，旨在提供一种用于制备透明保温隔热薄膜的改性硅溶胶的制备方法。包括：在搅拌条件下将改性剂、分散剂、颗粒型硅溶胶和纳米氧化锡锑进行分散搅拌，砂磨处理后获得氧化锡锑‑硅溶胶浆料；用调节pH值至1～7，添加有机硅氧烷，在20～40℃反应5～15h后，获得具有透明保温隔热功能的改性硅溶胶。该产品中含具有保温隔热功能的氧化锡锑纳米颗粒，具有屏蔽红外光谱和透过可见光谱的特性，近红外线阻隔率为85％以上，可见光透射率为65％以上，能够很好地实现建筑节能。本发明所得涂层的耐候性大于30年，能够很好地适配建筑物外表涂覆的需求，极大的增加了该类涂料的使用寿命，延长了维修周期。

Description

一种用于制备透明保温隔热薄膜的改性硅溶胶的制备方法
技术领域
本发明涉及改性硅溶胶的制备方法，具体涉及一种用于制备透明保温隔热功能薄膜的改性硅溶胶的制备方法。
背景技术
在目前的建筑能耗方面，建筑门窗散热量会占建筑外围总散热量的50％以上，因此建筑门窗的保温隔热对实现“双碳”目标十分重要。为了解决建筑门窗的保温隔热的需求，需要开发简单易用的透明隔热涂料。
氧化锡锑(锑掺杂氧化锡)纳米粒子等具有透明反射隔热性能的材料与透明树脂配制制备透明隔热涂料是目前的普遍做法。由于氧化锡锑表面活性高，表面层存在羟基，颗粒彼此之间容易通过氢键形成二次粒子甚至团聚体，这些团聚结构会严重影响颗粒在基体中的分散状况，导致材料综合性能下降，致使现有技术仍无法做到针对氧化锡锑纳米粒子在水性硅溶胶中的有效分散与表面改性。
建筑门窗常年受日光照射，这就进一步要求涂层还需要具备超耐候性，使用寿命长、维修费少，这对于高层和超高层建筑外保温具有重要意义。因此要求涂层具备高硬度、高耐候和高透明隔热性能，这在当今仍然是一个难题。例如，王雅丽等.纳米ATO水性透明隔热涂料的制备与性能研究.(涂料工业，2014，44(12)：12-18)文献提供的涂料配方，涂层硬度可达4H，附着力0级，可见光透过率达60％以上，近红外阻隔率达50％以上的涂层，但成膜物体系是有机树脂体系，涂层耐候性较无机体系差。又如，陆先德.水性透明隔热自洁的纳米氟碳涂料的制备与性能研究[D].(湖南大学，2013)文献采用氟碳乳液和苯丙乳液(或者硅丙乳液)的混合乳液制备的涂料有很好的隔热、自洁、耐候、透明等性能，但是涂层硬度只有2H。又如中国专利文献CN 103387787 A提供的一种有机/无机杂化透明隔热涂层材料，虽然能够制备分散稳定、粒径分布均匀的纳米隔热粒子分散液，但分散的介质是异丙醇，引入了有机溶剂。
因此，提供一种新型改性硅溶胶用于制备透明保温隔热薄膜，以实现建筑门窗玻璃或门窗框架的保温，是具有现实需求的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于制备透明保温隔热薄膜的改性硅溶胶的制备方法。
为解决技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种用于制备透明保温隔热功能薄膜的改性硅溶胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)在搅拌条件下，按改性剂︰分散剂︰颗粒型硅溶胶的质量比为1～5︰0.5～10︰80～120，将改性剂、分散剂依次加入到颗粒型硅溶胶中；搅拌均匀后继续加入纳米氧化锡锑，氧化锡锑在分散体系中的固含量为20～40％；然后提高搅拌速率进行分散搅拌，得到氧化锡锑-硅溶胶浆料预分散液；
(2)将浆料预分散液进行砂磨处理，再用200～400目的滤布过滤，获得氧化锡锑-硅溶胶浆料；
(3)在搅拌条件下，向反应釜内添加200～400质量份的氧化锡锑-硅溶胶浆料；用pH调节剂调节浆料的pH值至1～7，并控制浆料温度为20～40℃；继续添加100～300质量份的有机硅氧烷，反应5～15h后，获得具有透明保温隔热功能的改性硅溶胶；
所述改性剂为至少一种钛酸酯偶联剂与至少一种硅烷偶联剂的混合物，混合物的比例为钛酸酯偶联剂︰硅烷偶联剂＝1︰0.5～2；
所述有机硅氧烷是四烷氧类有机硅烷、三烷氧类有机硅烷和二烷氧类有机硅烷的混合物，其中三烷氧类有机硅烷与其他有机硅烷的质量比为1︰0.02～0.2；有机硅氧烷的分子通式RnSi(OR’)4-n，R为不含有氧原子直接与硅原子相连的有机官能团，n为0～2。
作为本发明的优选方案，所述步骤(1)中，在添加原料时的搅拌速率为300r/min；在分散搅拌时提高搅拌速率至1000～1200r/min，搅拌时间为15～20min。
作为本发明的优选方案，所述钛酸酯偶联剂是异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯或双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯；所述硅烷偶联剂是KH550、KH560、KH570或KH792。
作为本发明的优选方案，所述分散剂为改性聚羧酸盐、磺酸盐或磷酸盐中的一种或多种。
作为本发明的优选方案，所述颗粒型硅溶胶的固含量为50％，余量为水和乙醇的混合物，硅溶胶中的颗粒粒径为40～50nm。
作为本发明的优选方案，所述的纳米氧化锡锑是纯度99.9％以上、粒径50～60nm的氧化锡锑粉末。
作为本发明的优选方案，所述步骤(2)中，所述砂磨处理具体是指：将氧化锡锑-硅溶胶浆料预分散液倒入卧式砂磨机的砂磨罐中，加入粒径0.8～1.2mm的氧化锆珠作为砂磨介质，控制砂磨温度30～40℃，砂磨机的转速500～1000r/min，砂磨时间8～12h。
作为本发明的优选方案，所述步骤(3)中，搅拌的速率为300r/min；pH调节剂是质量含量为20％甲酸水溶液、20％乙酸水溶液或5％盐酸水溶液中的两种按质量比1︰1的组合。
作为本发明的优选方案，所述四烷氧类有机硅烷是四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷；所述三烷氧类有机硅烷是甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、KH560或KH570；所述二烷氧类有机硅烷是二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷或甲基苯基二乙氧基硅烷。
本发明进一步提供了前述方法制备获得的改性硅溶胶的使用方法，包括以下步骤：
(1)按隔热涂料的常规施工方法，将改性硅溶胶喷涂在建筑门窗玻璃或门窗框架的表面；控制涂覆用量使干燥后形成的薄膜厚度为25～35μm；
(2)常温干燥8小时以上，或者170℃条件下烘烤0.5小时，在门窗玻璃或门窗框架的表面形成浅色透明的保温隔热薄膜。
发明原理描述：
1、本发明中，通过钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂的复合改性剂对氧化锡锑纳米粒子进行改性，偶联剂分子与纳米氧化锡锑和颗粒型硅溶胶中二氧化硅的表面的羟基反应形成交联反应物使两种颗粒之间通过偶联剂的桥接作用形成链接。在此过程中，两种纳米颗粒物之间形成稳定的的化学键联系，偶联剂将长链一端伸向复合颗粒的表面，位阻效应使颗粒能够保持良好的分散。
2、在选择纳米颗粒的分散体系时，不能一概而论，需要针对颗粒的分子结构，结合助剂的分散作用机理和性能进行筛选，多数时候需要进行多种助剂的复配，筛选出优良的分散体系。只有分散体系与纳米颗粒特性相匹配，才能制备出高性能的液体分散体系。针对纳米氧化锡锑颗粒的特性，本发明创造性的将两种或以上偶联剂与分散剂配合使用，以达到最佳分散效果。
3、本发明所用的酸性硅溶胶，成膜后形成类似于玻璃和搪瓷的Si-O-Si结构，由于Si-O键的键能较高，所以有很强的耐候性、耐热性，硬度高，不粘污等特点。通常用于幕墙、不粘锅等领域，而在本发明中被用于隔热涂料，能够发挥无机涂层耐候、高硬的特征。因此，这一做法突破了本领域技术人员的惯性思维，获得了意料之外的技术效果。
4、通常情况下，为了实现氧化锡锑的隔热效果，会按将氧化锡锑预先分散到水或其他有机溶剂中，然后将分散液加入到相应的成膜体系中。但这样做可能导致成膜体系与分散液的不相容，也会引入新的溶剂。本发明从溶胶凝胶制备涂层的角度出发，改为将氧化锡锑直接分散到颗粒型硅溶胶(制备的高性能有机硅无机涂层的必备原料之一)中的方式进行处理，从而在解决了相容性问题的同时，也规避了引入新的溶剂的问题。
5、本发明创造性的将氧化锡锑纳米粒子表面改性，并分散到硅溶胶纳米粒子中，解决了氧化锡锑纳米粒子在水性硅溶胶中的长效稳定分散的难题。结合溶胶凝胶法制备具有保温隔热功能的改性硅溶胶可低温烘烤或常温固化成薄膜，成膜后形成类似于玻璃或搪瓷的Si-O-Si结构，由于Si-O键的键能较高，所以耐候性非常好，长期光照不会发生降解而与基材分离或脱落的现象，而且具有硬度高，不粘污的特点。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明结合氧化锡锑改性分散技术和溶胶-凝胶技术，提出了新型改性硅溶胶的制备方法，该产品用于涂覆在建筑门窗玻璃或门窗框架的表面能够实现透明保温隔热的功能。该改性硅溶胶中含具有保温隔热功能的氧化锡锑纳米颗粒，溶胶体系在常温或烘烤条件下可以固化，形成浅色透明的涂层。纳米氧化锡锑具有屏蔽红外光谱和透过可见光谱的特性，加入到透明的成膜物质中可制备透明隔热膜。经测试，本发明产品涂敷在超白玻璃上所得涂层的近红外线阻隔率为85％以上，可见光透射率为65％以上，因此在涂覆在建筑物门窗玻璃或门窗框架表面后能够很好地实现建筑节能。
2、经老化实验测试，本发明所得涂层的耐候性大于30年，能够很好地适配建筑物外表涂覆的需求。极大的增加了该类涂料的使用寿命，延长了维修周期。
具体实施方式
下面通过具体实施例子，对本发明的实现方式进行详细描述。
各实施例中，颗粒型硅溶胶的固含量为50％，余量为水和乙醇的混合物，硅溶胶中的颗粒粒径为40～50nm。纳米氧化锡锑是纯度99.9％以上、粒径50～60nm的氧化锡锑粉末。
实施例1
1.制备氧化锡锑-硅溶胶浆料
(1)在300r/min的搅拌条件下，依次将25g异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、25g双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、25gKH570的混合物，150g磷酸盐分散剂加入到1800g颗粒型硅溶胶中，搅拌1min，加入1350g纳米氧化锡锑，提高搅拌速度至1200r/min，搅拌20min，得到氧化锡锑-硅溶胶浆料预分散液；
以上所用改性剂︰分散剂︰颗粒型硅溶胶的质量比为5︰10︰120；改性剂中钛酸酯偶联剂∶硅烷偶联剂＝1∶0.5；氧化锡锑在分散体系中的固含量为40％。
(2)将氧化锡锑-硅溶胶浆料预分散液倒入卧式砂磨机砂磨罐中，砂磨罐的氧化锆珠粒径为0.8-1.2mm，进行砂磨处理，控制砂磨温度40℃，砂磨机的转速1000r/min，砂磨时间12h，将砂磨获得的浆料用400目的滤布过滤，获得氧化锡锑-硅溶胶浆料。
2.制备改性硅溶胶
在300r/min搅拌条件下，向三口瓶内添加200g氧化锡锑-硅溶胶浆料，加20％的乙酸水溶液：5％的盐酸水溶液质量比为1:1的混合溶液，调节PH至7，控制浆料温度40℃，然后添加250g甲基三甲氧基硅烷，15g四甲氧基硅烷，15g二甲基二甲氧基硅烷，20g甲基苯基二甲氧基硅烷，反应15h，获得具有透明保温隔热功能的改性硅溶胶。
以上所用氧化锡锑-硅溶胶浆料与有机硅氧烷的质量比为200∶300；三烷氧类有机硅烷与其他烷氧类有机硅烷的质量比为1︰0.2。
3、进行透明保温隔热薄膜的制备及测试
取适量改性硅溶胶喷涂在超白玻璃表面，在室温下干燥8小时形成厚度在30±5μm的薄膜层。参照国标GB/T 2680的规定进行可见光透过率和近红外阻隔率的测试，参照GB/T1865的规定进行耐紫外老化性的测试。测试结果见表1。
实施例2
1.制备氧化锡锑-硅溶胶浆料
(1)在300r/min的搅拌条件下，依次将8g异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯,16gKH550，12g改性聚羧酸盐分散剂加入到1920g颗粒型硅溶胶中，搅拌1min，加入489g纳米氧化锡锑，提高搅拌速度至1000r/min，搅拌15min，得到氧化锡锑-硅溶胶浆料预分散液；
以上所用改性剂︰分散剂︰颗粒型硅溶胶的质量比为1︰0.5︰80；改性剂中钛酸酯偶联剂∶硅烷偶联剂＝1∶2；氧化锡锑在分散体系中的固含量为20％。
(2)将氧化锡锑-硅溶胶浆料预分散液倒入卧式砂磨机砂磨罐中，砂磨罐的氧化锆珠粒径为0.8-1.2mm，进行砂磨处理，控制砂磨温度30℃，砂磨机的转速500r/min，砂磨时间10h，将砂磨获得的浆料用300目的滤布过滤，获得氧化锡锑-硅溶胶浆料。
2.制备改性硅溶胶
在300r/min搅拌条件下，向三口瓶内添加400g氧化锡锑-硅溶胶浆料，加20％的甲酸水溶液：20％的乙酸水溶液质量比为1:1的混合溶液，调节PH至1，控制浆料温度20℃，然后添加49g甲基三甲氧基硅烷、49g甲基三甲氧基硅烷，1g四甲氧基硅烷，1g二苯基二甲氧基硅烷的混合物，反应5h，获得具有透明保温隔热功能的改性硅溶胶。
以上所用氧化锡锑-硅溶胶浆料与有机硅氧烷的质量比为400∶100；三烷氧类有机硅烷与其他烷氧类有机硅烷的质量比为1︰0.02。
3、进行透明保温隔热薄膜的制备及测试
取适量改性硅溶胶喷涂在超白玻璃表面，在170℃烘烤30min形成厚度在30±5μm的薄膜层。参照国标GB/T 2680的规定进行可见光透过率和近红外阻隔率的测试，参照GB/T1865的规定进行耐紫外老化性的测试。测试结果见表1。
实施例3
1.制备氧化锡锑-硅溶胶浆料
(1)在300r/min的搅拌条件下，依次将24g双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、24gKH560、12gKH792的混合物，100g改性聚羧酸盐分散剂加入到2000g颗粒型硅溶胶中，搅拌1min，加入926g纳米氧化锡锑，提高搅拌速度至1100r/min，搅拌18min，得到氧化锡锑-硅溶胶浆料预分散液；
以上所用改性剂︰分散剂︰颗粒型硅溶胶的质量比为3︰5︰100；改性剂中钛酸酯偶联剂∶硅烷偶联剂＝1∶1.5；氧化锡锑在分散体系中的固含量为30％。
(2)将氧化锡锑-硅溶胶浆料预分散液倒入卧式砂磨机砂磨罐中，砂磨罐的氧化锆珠粒径为0.8-1.2mm，进行砂磨处理，控制砂磨温度35℃，砂磨机的转速800r/min，砂磨时间10h，将砂磨获得的浆料用200目的滤布过滤，获得氧化锡锑-硅溶胶浆料。
2.制备改性硅溶胶
在300r/min搅拌条件下，向三口瓶内添加250g氧化锡锑-硅溶胶浆料，加20％的乙酸水溶液：5％的盐酸水溶液质量比为1:1的混合溶液，调节PH至5，控制浆料温度35℃，然后添加227g甲基三乙氧基硅烷，23g二甲基二乙氧基四乙氧基硅烷，反应13h，获得具有透明保温隔热功能的改性硅溶胶。
以上所用氧化锡锑-硅溶胶浆料与有机硅氧烷的质量比为250∶250；三烷氧类有机硅烷与其他烷氧类有机硅烷的质量比为1︰0.1。
3、进行透明保温隔热薄膜的制备及测试
取适量改性硅溶胶喷涂在超白玻璃表面，在常温干燥16小时，形成厚度在30±5μm的薄膜层。参照国标GB/T 2680的规定进行可见光透过率和近红外阻隔率的测试，参照GB/T1865的规定进行耐紫外老化性的测试。测试结果见表1。
实施例4
1.制备氧化锡锑-硅溶胶浆料
(1)在300r/min的搅拌条件下，依次将20g双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、20gKH560的混合物，50g改性聚羧酸盐分散剂加入到1800g颗粒型硅溶胶中，搅拌1min，加入630g纳米氧化锡锑，提高搅拌速度至1100r/min，搅拌17min，得到氧化锡锑-硅溶胶浆料预分散液；
以上所用改性剂︰分散剂︰颗粒型硅溶胶的质量比为2︰2.5︰90；改性剂中钛酸酯偶联剂∶硅烷偶联剂＝1∶1；氧化锡锑在分散体系中的固含量为25％。
(2)将氧化锡锑-硅溶胶浆料预分散液倒入卧式砂磨机砂磨罐中，砂磨罐的氧化锆珠粒径为0.8-1.2mm，进行砂磨处理，控制砂磨温度35℃，砂磨机的转速700r/min，砂磨时间8h，将砂磨获得的浆料用400目的滤布过滤，获得氧化锡锑-硅溶胶浆料。
3.制备改性硅溶胶
在300r/min搅拌条件下，向三口瓶内添加250g氧化锡锑-硅溶胶浆料，加20％的甲酸水溶液：20％的乙酸水溶液质量比为1:1的混合溶液，调节PH至3，控制浆料温度25℃，然后添加143g异丁基三甲氧基硅烷，2g四乙氧基硅烷，5g二甲基二甲氧基硅烷，反应7h，获得具有透明保温隔热功能的改性硅溶胶。
以上所用氧化锡锑-硅溶胶浆料与有机硅氧烷的质量比为250∶150；三烷氧类有机硅烷与其他烷氧类有机硅烷的质量比为1︰0.05。
3、进行透明保温隔热薄膜的制备及测试
取适量改性硅溶胶喷涂在超白玻璃表面，在常温干燥12小时，形成厚度在30±5μm的薄膜层。参照国标GB/T 2680的规定进行可见光透过率和近红外阻隔率的测试，参照GB/T1865的规定进行耐紫外老化性的测试。测试结果见表1。
对比例1
本对比例产品的制备方法参照实施例1内容，不同之处在于：氧化锡锑-硅溶胶浆料中不添加纳米氧化锡锑。取适量涂料涂覆在超白玻璃表面，干燥后，涂层厚度在30±2μm。
对比例2
本对比例产品的制备方法：将700g的氧化锡锑-硅溶胶浆料加入500g透明水性丙烯酸树脂中，300r/min搅拌均匀。取适量涂覆在超白玻璃表面，干燥后，涂层厚度在30±2μm。
对比例3
本对比例产品的制备方法：参照背景技术部分所述王雅丽等.纳米ATO水性透明隔热涂料的制备与性能研究.(涂料工业，2014，44(12)：12-18)文献记载的涂料配方，制备得到隔热涂料。取适量涂料涂覆在超白玻璃表面，干燥后，涂层厚度在30±2μm。
对比例4
本对比例产品的制备方法：参照背景技术部分所述陆先德.水性透明隔热自洁的纳米氟碳涂料的制备与性能研究[D].(湖南大学，2013)文献记载的涂料配方，制备得到隔热涂料。取适量涂料涂覆在超白玻璃表面，干燥后，涂层厚度在30±2μm。
对比例5
本对比例产品的制备方法：参照背景技术部分所述CN 103387787 A专利记载的涂料制备方法，制备得到隔热涂料。取适量涂料涂覆在超白玻璃表面，干燥后，涂层厚度在30±2μm。
将以上对比例按各实施例相同方法进行可见光透射率、近红外阻隔率、耐紫外老化性和硬度的测试，测试结果见表1。
表1涂层主要性能测试结果
由表1中的测试数据可以看出，本发明在纳米氧化锡锑稳定分散于颗粒型氧化硅溶胶的基础上，采用复合硅氧烷对纳米硅溶胶在酸性环境下进行改性处理。本发明最终获得的改性硅溶胶产品，能够在施工条件下在建筑物门窗玻璃或门窗框架表面形成具有保温隔热功能的薄膜层能实现透明保温隔热功能，相对于大多数现有技术产品具备更优性能。并且本发明产品经换算后的可使用周期长达30年以上，远远大于普通保温涂料形成的有机树脂涂层(通常只有5年)。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种用于制备透明保温隔热功能薄膜的改性硅溶胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在搅拌条件下，按改性剂︰分散剂︰颗粒型硅溶胶的质量比为1~5︰0.5~10︰80~120，将改性剂、分散剂依次加入到颗粒型硅溶胶中；搅拌均匀后继续加入纳米氧化锡锑，氧化锡锑在分散体系中的固含量为20~40%；然后提高搅拌速率进行分散搅拌，得到氧化锡锑-硅溶胶浆料预分散液；
（2）将浆料预分散液进行砂磨处理，再用200~400目的滤布过滤，获得氧化锡锑-硅溶胶浆料；
（3）在搅拌条件下，向反应釜内添加200~400质量份的氧化锡锑-硅溶胶浆料；用pH调节剂调节浆料的pH值至1~7，并控制浆料温度为20~40℃；继续添加100~300质量份的有机硅氧烷，反应5~15h后，获得具有透明保温隔热功能的改性硅溶胶；
所述改性剂为至少一种钛酸酯偶联剂与至少一种硅烷偶联剂的混合物，混合物中钛酸酯偶联剂︰硅烷偶联剂的比例 = 1︰0.5~2；
所述有机硅氧烷是四烷氧类有机硅烷、三烷氧类有机硅烷和二烷氧类有机硅烷的混合物，其中三烷氧类有机硅烷与其它有机硅烷的质量比为1︰0.02~0.2；
所述四烷氧类有机硅烷是四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷；所述三烷氧类有机硅烷是甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、 KH560或KH570；所述二烷氧类有机硅烷是二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷或甲基苯基二乙氧基硅烷；
所述钛酸酯偶联剂是异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯或双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯；所述硅烷偶联剂是KH550、KH560、KH570或KH792。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，在添加原料时的搅拌速率为300r/min；在分散搅拌时提高搅拌速率至1000~1200r/min，搅拌时间为15~20min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分散剂为改性聚羧酸盐、磺酸盐或磷酸盐中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述颗粒型硅溶胶的固含量为50%，余量为水和乙醇的混合物，硅溶胶中的颗粒粒径为40~50nm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的纳米氧化锡锑是纯度99.9%以上、粒径50~60nm的氧化锡锑粉末。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述砂磨处理具体是指：将氧化锡锑-硅溶胶浆料预分散液倒入卧式砂磨机的砂磨罐中，加入粒径0.8~1.2mm的氧化锆珠作为砂磨介质，控制砂磨温度30~40℃，砂磨机的转速500~1000r/min，砂磨时间8~12h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，搅拌的速率为300r/min；pH调节剂是质量含量为20%甲酸水溶液、20%乙酸水溶液或5%盐酸水溶液中的两种按质量比1︰1的组合。
8.权利要求1所述方法制备获得的改性硅溶胶的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将改性硅溶胶喷涂在建筑门窗玻璃或门窗框架的表面；控制涂覆用量使干燥后形成的薄膜厚度为25~35μm；
（2）常温干燥8小时以上，或者170℃条件下烘烤0.5小时，在门窗玻璃或门窗框架的表面形成浅色透明的保温隔热薄膜。
CN202211016987.7A 2022-08-22 2022-08-22 一种用于制备透明保温隔热薄膜的改性硅溶胶的制备方法 Active CN115368763B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211016987.7A CN115368763B (zh) 2022-08-22 2022-08-22 一种用于制备透明保温隔热薄膜的改性硅溶胶的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211016987.7A CN115368763B (zh) 2022-08-22 2022-08-22 一种用于制备透明保温隔热薄膜的改性硅溶胶的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115368763A CN115368763A (zh) 2022-11-22
CN115368763B true CN115368763B (zh) 2023-08-01

Family

ID=84066902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211016987.7A Active CN115368763B (zh) 2022-08-22 2022-08-22 一种用于制备透明保温隔热薄膜的改性硅溶胶的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115368763B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116063865A (zh) * 2023-01-18 2023-05-05 浙江理工大学 一种自清洁抗静电隔热功能性填料及其制备方法与应用
CN116120018B (zh) * 2023-04-04 2023-07-25 北京市政路桥管理养护集团有限公司 一种保温隔热砂浆及其制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3367241B2 (ja) * 1994-12-13 2003-01-14 三菱マテリアル株式会社 低反射性・電磁シールド性透明導電膜とその形成用塗料
CN101481218A (zh) * 2009-01-19 2009-07-15 江苏柏鹤涂料有限公司 红外阻隔浆料及其钢化玻璃用红外阻隔涂料
CN104059420B (zh) * 2014-05-22 2017-06-30 张扬 纳米浆料，自清洁、隔热涂膜液及其透明基材及制备方法
CN104789101A (zh) * 2015-04-07 2015-07-22 苏州绿科环保新材料有限公司 节能型热反射隔热透明涂料
CN106590070B (zh) * 2016-12-01 2018-12-14 天津理工大学 阻隔红外、隔热的透明无机涂料及其制备方法和应用
CN111003712B (zh) * 2019-11-27 2022-10-11 徐州绿肯环保科技有限公司 一种气凝胶复合材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115368763A (zh) 2022-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115368763B (zh) 一种用于制备透明保温隔热薄膜的改性硅溶胶的制备方法
CN102653628B (zh) 一种纳米溶胶改性水性聚氨酯乳液的制备方法及应用
EP1971446B1 (de) Keramische wandverkleidungsverbände mit ir-strahlung reflektierenden eigenschaften
CN103305036B (zh) 一种含poss减反射膜镀膜液及其制备方法与应用
CN111303709B (zh) 辐射制冷涂料及其制备方法和应用
CN103031008B (zh) 一种自洁高透过率双层的减反射镀膜溶胶的制备方法
CN112680003A (zh) 一种无机隔热涂料及其制备方法
WO2018108031A1 (zh) 一种氧化石墨烯隔热玻璃双组份涂料及其制备方法
CN108084751A (zh) 一种含氟钛溶胶、无机硅酸盐涂料及其制备方法
CN111040482A (zh) 幕墙涂料及其制备方法
CN109897409B (zh) 纳米环保涂料及其制备方法
CN114539861B (zh) 一种水性辐射制冷涂料及其制备方法
CN108795181A (zh) 一种建筑玻璃隔热涂料及其制备方法
CN114045071B (zh) 一种建筑铝单板幕墙面漆及其制备方法
CN108659585A (zh) 一种制备防青苔纳米钛瓷涂料的方法
CN106366892A (zh) 一种耐刮型户外粉末涂料
CN114273188B (zh) 一种氟碳铝单板及其制备方法
CN109337550B (zh) 一种气凝胶水性双组份透明隔音涂料及其制备与使用方法
CN103059617B (zh) 一种纳米增透自洁镀膜液的制备方法
CN116355476B (zh) 一种建筑用保温隔热涂料及其制备方法
CN117363128A (zh) 一种外墙反射隔热涂料及其制备方法
CN106957600A (zh) 一种透明水性隔热涂料及其制备方法
CN112876093B (zh) 利用磁控溅射法制备二氧化硅-二氧化钛复合气凝胶靶材及刚性膜制备方法
CN112126284B (zh) 一种外墙防水保温涂料及其制备方法
CN113234372A (zh) 一种耐水轻防腐外墙建筑涂料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant