CN116023857A - 纳米隔热涂料及制备方法、纳米隔热涂层玻璃的制备方法 - Google Patents
纳米隔热涂料及制备方法、纳米隔热涂层玻璃的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种纳米隔热涂料及制备方法、纳米隔热涂层玻璃的制备方法，属于玻璃精深加工技术领域；一种纳米隔热涂料，包括79～85％的物料A、2～4％的物料B、0.5～1％的物料C、4～6％的物料D、2～3％的物料E和5～7％的物料F；其中物料A为八烷基三甲基硅氧烷、十烷基三甲基硅氧烷、十一烷基三甲基硅氧烷中一种或多种的混合物，物料B为二乙基二甲氧基硅烷、二丙基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷中一种或多种的混合物，物料C为二月桂酸二丁基锡，物料D为甲酸甲酯和乙酸乙酯中一种或二者的混合物，物料E为三(3‑(三甲氧基硅丙基)异氰脲酸酯，物料F为3‑脲基丙基三乙氧基硅烷。本发明玻璃具有防划伤、节能效果好等优点。
Description
技术领域
本发明属于玻璃精深加工技术领域，具体涉及纳米隔热涂料及制备方法、纳米隔热涂层玻璃的制备方法。
背景技术
研究表明，阳光辐射的能量中50％来可见光，43％来自于波长红外光，7％来自紫外波段；而这辐射透过建筑玻璃进入室内后，使得室内持续升温，且造成家居老化。但为了室内的采光效果，又必须使可见光进入室内，如此便有了节能玻璃的诞生。随着城市现代化的进一步推进，越来越多的研究单位、学者研究开发了一系列节能玻璃以及隔热材料，目前主流应用的建筑节能玻璃及隔热材料包括中空玻璃、Low-E节能玻璃、贴膜玻璃等。
现有的中空玻璃在阻隔热传导与隔音上具有一定的效果，但针对于直接提供热量的红外、紫外辐射屏蔽效果一般，隔热、防晒性能较差。Low-E节能玻璃就隔热防晒性能而言，红外线、紫外线阻隔性能很难同时超过90％，且由于其金属特性，实现隔热的同时也会反射一部分的无线电波，使得室内无线电信号紊乱，进而影响日常通信。而对于贴膜玻璃来讲，由于薄膜材质的限制，在长时间的紫外线照射下，其紫外功能层会逐渐失效，紫外屏蔽性能会大幅下降，且薄膜表面硬度较低(只有1H)，稍有不慎就会出现划痕、刺破等现象，其通常在2～3年后就会产生鼓泡、模糊或自动脱落等现象，贴膜残留的有机胶也带有异味并且较难清除。
综合上述现有的所有节能玻璃不能同时具备高可见光透过率、高红外屏蔽率，高紫外线阻隔率，很难做到高透光、高隔热、高防晒三全齐美。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供隔热涂层材料及制备方法、隔热涂层玻璃的制备方法，旨在提供一种表面硬度高且造价相对低廉的节能玻璃。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种纳米隔热涂料，其特征在于，本材料包括79～85％的物料A、2～4％的物料B、0.5～1％的物料C、4～6％的物料D、2～3％的物料E和5～7％的物料F；其中物料A为八烷基三甲基硅氧烷、十烷基三甲基硅氧烷、十一烷基三甲基硅氧烷中一种或多种的混合物，物料B为二乙基二甲氧基硅烷、二丙基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷中一种或多种的混合物，物料C为二月桂酸二丁基锡，物料D为甲酸甲酯和乙酸乙酯中一种或二者的混合物，物料E为三(3-(三甲氧基硅丙基)异氰脲酸酯，物料F为3-脲基丙基三乙氧基硅烷。
一种纳米隔热涂料的制备方法，其特征在于，本方法包括如下步骤：
(1)反应釜清洗：反应釜使用前，须用无水乙醇清洗反应釜内壁；以后日常生产完毕后，都必须用无水乙醇反复清洗反应釜内壁，清洗次数不少于2次。清洗所产生的废液必须倒入专用废液桶中进行回收处理；
(2)反应釜升温：清洗完毕后，开始对反应釜进行升温，温度设置在80℃(偏差在±3℃以内)，达到设定温度后，按照顺序加入所需隔热纳米材料原液；
(3)一次加料：反应釜温度上升到设定温度后，先使用电子秤称取物料A、物料B和物料C并加入到反应釜并搅拌使其反应75min，在此过程中应对反应釜进行保温，使其内温度始终在在80℃±3℃；
(4)二次加料：一次加料反应完成后，再缓慢加入以物料D，且物料D的采用缓慢滴加的方式加入，其加入时间应在20min以上；采取边滴加边搅拌使其反应，50min后停止对反应釜的加热，并且打开冷却循环水进行降温处理，冷却时间不要过长，最好在22min内让反应釜温度低于38℃；
(5)物料保存：上述反应液冷却后即可排出反应釜并装入洁净塑料桶中，密封保存待用，必须确保空气中水汽不易进入隔热纳米材料中以免失效；
(6)再次清洗：配料完毕后必须用无水乙醇对反应釜内壁进行反复清洗，清洗次数不少于2次。
(7)三次加料：取一定量的上述反应液并比例定量加入物料E，接着使用磁力搅拌器进行缓慢搅拌5～10min；尔后再比例定量加入物料F并再次在此搅拌15～20min，如此便制得本纳米隔热涂料。
一种纳米隔热涂层玻璃的制备方法，其特征在于，本方法包括如下步骤：
S1、清洗干燥：将玻璃原片送入专业清洗机内进行表面清洗作业，且清洗机的传动辊走速设置在：2.1～2.5m/min，清洗机的预喷涂水箱为自来水，其它水箱为纯水，干燥风机设置在：37～40HZ；
S2、等离子处理：清洗干燥后的玻璃原片经过四组等离子体轰击，且等离子体喷头的走速设置在：1.8～2m/s，等离子体喷头与玻璃表面的距离设置在：4～5cm；
S3、参数设定：按照产品工艺要求对辊涂机各参数进行设定：辊筒高度为离玻璃界面高度-0.5mm；滚筒转速为450～620r/min；玻璃走速为10～12.5m/min；进风风速为1.7～3.5m/s，抽风风速为2.6～3.8m/s；
S4、辊涂作业：辊涂参数调试完成后，将配制好的纳米隔热涂料装入料桶内，通过管道输送至达辊涂滚筒上，并通过滚筒均匀涂布在玻璃原片表面；
S5、自流平：玻璃表面辊涂完隔热纳米材料后为了保证膜层厚度均一性、颜色、外观良好需让膜层缓慢自行流平，该过程于生产线上的玻璃输送线上完成，玻璃将在该输送线上缓慢平稳地行走4～6min。
S6、膜层固化：固化炉有五段加热段，先将固化炉每段温度设置在150～200℃，待固化炉温度稳定在设定温度时，将已流平完的玻璃传送至固化炉内进行加热固化，玻璃将在固化炉内行走8～15min；
S7、玻璃冷却：膜层固化完后进入风机段快速风冷，风栅高度按照玻璃厚度±8，风机的吹风功率控制最大功率：40～60％。
S8、UV固化：根据玻璃版面调试UV开启汞灯数量，每组汞灯数量12盏，每盏汞灯的功率最大功率12KW，为了保证隔热膜充分固化需保证每个区域的膜面辐射的能量在680～1100mj。
本发明优点：
本发明玻璃通过于玻璃表面涂覆纳米隔热材料，此隔热涂层是通过具有隔热功能的纳米粉体(填料)在溶剂中进行良好的分散并与功能性透明树脂进行混合，添加入相应的改善型助剂得到均相、稳定的功能隔热涂料。涂料具有优异的流动性、润湿性，将其通过辊涂工艺涂覆在玻璃表面能够均匀铺展成膜，固化完全的纳米材料隔热膜具有较好的硬度及附着力，硬度可到达6H，附着力可达到4，此玻璃深加工过程可减少膜面划伤、氧化等提高膜玻可加工性，在隔热、防晒性能上，可以在保证60％-75％可见光透射率的同时具有90％-98％的红外线屏蔽率、95％以上紫外线屏蔽率。且本方法相对于磁控溅射镀膜工艺来讲，无需昂贵的生产线，进而造价更为低廉。
附图说明
图1是本发明实施例提供的纳米隔热涂层的制备流程图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种纳米隔热涂料，包括79～85％的物料A、2～4％的物料B、0.5～1％的物料C、4～6％的物料D、2～3％的物料E和5～7％的物料F；其中物料A为八烷基三甲基硅氧烷、十烷基三甲基硅氧烷、十一烷基三甲基硅氧烷中一种或多种的混合物，物料B为二乙基二甲氧基硅烷、二丙基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷中一种或多种的混合物，物料C为二月桂酸二丁基锡，物料D为甲酸甲酯和乙酸乙酯中一种或二者的混合物，物料E为三(3-(三甲氧基硅丙基)异氰脲酸酯，物料F为3-脲基丙基三乙氧基硅烷。
一种纳米隔热涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)反应釜清洗：反应釜使用前，须用无水乙醇清洗反应釜内壁；以后日常生产完毕后，都必须用无水乙醇反复清洗反应釜内壁，清洗次数不少于2次。清洗所产生的废液必须倒入专用废液桶中进行回收处理；
(2)反应釜升温：清洗完毕后，开始对反应釜进行升温，温度设置在80℃(偏差在±3℃以内)，达到设定温度后，按照顺序加入所需隔热纳米材料原液；
(3)一次加料：反应釜温度上升到设定温度后，先使用电子秤称取物料A、物料B和物料C并加入到反应釜并搅拌使其反应75min，在此过程中应对反应釜进行保温，使其内温度始终在在80℃±3℃；
物料添加量应控制在整体反应釜体体积的1/2，避免反应过程剧烈导致液体外溢。按照目前反应釜最大容积为120升，建议每釜反应液不超过78升，而纳米隔热材料的密度通常小于0.9g/ml，若转化为重量计算时，每釜反应液不超过70公斤。建议每釜物料添加量60公斤为佳。
(4)二次加料：一次加料反应完成后，再缓慢加入以物料D，且物料D的采用缓慢滴加的方式加入，其加入时间应在20min以上；采取边滴加边搅拌使其反应，50min后停止对反应釜的加热，并且打开冷却循环水进行降温处理，冷却时间不要过长，最好在22min内让反应釜温度低于38℃。
(5)物料保存：上述反应液冷却后即可排出反应釜并装入洁净塑料桶中，密封保存待用，必须确保空气中水汽不易进入该材料中以免失效。
(6)再次清洗：配料完毕后必须用无水乙醇对反应釜内壁进行反复清洗，清洗次数不少于2次。
(7)三次加料：取一定量的上述反应液并比例定量加入物料E，接着使用磁力搅拌器进行缓慢搅拌5～10min；尔后再比例定量加入物料F并再次在此搅拌15～20min，如此便制得本纳米隔热涂料。
三(3-(三甲氧基硅丙基)异氰脲酸酯与3-脲基丙基三乙氧基硅烷加入到反应制得的溶剂内后，可于玻璃表面形成超链的聚合物，并形成可屏蔽红外和紫外线的官能团。
一种纳米隔热涂层玻璃的制备方法，其特征在于，本方法包括如下步骤：
S1、清洗干燥：将玻璃原片送入专业清洗机内进行表面清洗作业，使玻璃界面呈现亲水状态；且清洗机的传动辊走速设置在：2.1～2.5m/min，清洗机的预喷涂水箱为自来水，其它水箱为纯水，干燥风机设置在：37～40HZ；
S2、等离子处理：清洗干燥后的玻璃原片经过四组等离子体轰击，等离子体喷头的走速设置在：1.8～2m/s，等离子体喷头与玻璃表面的距离设置在：4～5cm；
等离子处理可使玻璃界面呈超亲水状态，并激发玻璃表面产生自由基，纳米隔热材料很容易与玻璃表面自由基形成共价键，使得玻璃表面隔热膜具有强附着力。
S3、参数设定：按照产品工艺要求对辊涂机各参数进行设定：辊筒高度为离玻璃界面高度-0.5mm；滚筒转速为450～620r/min；玻璃走速为10～12.5m/min；进风风速为1.7～3.5m/s，抽风风速为2.6～3.8m/s；
S4、辊涂作业：辊涂参数调试完成后，将配制好的纳米隔热涂料装入料桶内，通过管道输送至达辊涂滚筒上，并通过滚筒均匀涂布在玻璃原片表面；
S5、自流平：玻璃表面辊涂完隔热纳米材料后为了保证膜层厚度均一性、颜色、外观良好需让膜层缓慢自行流平，该过程于生产线上的玻璃输送线上完成，玻璃将在该输送线上缓慢平稳地行走4～6min。
采用湿化学镀膜方式在玻璃原片表面辊涂涂层材料，纳米隔热材料与玻璃界面接触后即可初步形成分子间作用力，然后隔热纳米材料依靠自身的良好流平性，于玻璃界面形成一整块均匀的、整版致密的、牢固的节能隔热层。
S6、膜层固化：固化炉有五段加热段，先将固化炉每段温度设置在150～200℃，待固化炉温度稳定在设定温度时，将已流平完的玻璃传送至固化炉内进行加热固化，玻璃将在固化炉内行走8～15min；
玻璃进入固化炉玻第一段，其表面湿膜中的有机挥发成分即会因固化炉内的加热管加热而挥发掉，挥发产生的气体通过炉体上方的废气回收系统收集到环保设备处理后排放；玻璃陆续通过其他四段固化段使膜层中的有机物完成交联固化，于玻璃表面形成硬度高、附着力致密节能隔热膜层。
S7、玻璃冷却：膜层固化完后进入风机段快速风冷，风栅高度按照玻璃厚度±8，风机的吹风功率控制最大功率：40～60％。
S8、UV固化：根据玻璃版面调试UV开启汞灯数量，每组汞灯数量12盏，每盏汞灯的功率最大功率12KW，为了保证隔热膜充分固化需保证每个区域的膜面辐射的能量在680～1100mj；
通过UV炉后，玻璃表面的隔热膜在紫外线照射下，逐步进行聚合交联反应，于玻璃表面形成一层具有一定硬度的、致密的膜层，并与玻璃基材界面形成牢固的化学键。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (3)
1.一种纳米隔热涂料，其特征在于，本材料包括79～85％的物料A、2～4％的物料B、0.5～1％的物料C、4～6％的物料D、2～3％的物料E和5～7％的物料F；其中物料A为八烷基三甲基硅氧烷、十烷基三甲基硅氧烷、十一烷基三甲基硅氧烷中一种或多种的混合物，物料B为二乙基二甲氧基硅烷、二丙基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷中一种或多种的混合物，物料C为二月桂酸二丁基锡，物料D为甲酸甲酯和乙酸乙酯中一种或二者的混合物，物料E为三(3-(三甲氧基硅丙基)异氰脲酸酯，物料F为3-脲基丙基三乙氧基硅烷。
2.一种制备权利要求1所述纳米隔热涂料的方法，其特征在于，本方法包括如下步骤：
A、反应釜清洗：反应釜使用前，须用无水乙醇清洗反应釜内壁，且清洗所产生的废液必须倒入专用废液桶中进行回收处理；
(1)反应釜清洗：反应釜使用前，须用无水乙醇清洗反应釜内壁；以后日常生产完毕后，都必须用无水乙醇反复清洗反应釜内壁，清洗次数不少于2次。清洗所产生的废液必须倒入专用废液桶中进行回收处理；
(2)反应釜升温：清洗完毕后，开始对反应釜进行升温，温度设置在80℃(偏差在±3℃以内)，达到设定温度后，按照顺序加入所需隔热纳米材料原液；
(3)一次加料：反应釜温度上升到设定温度后，先使用电子秤称取物料A、物料B和物料C并加入到反应釜并搅拌使其反应75min，在此过程中应对反应釜进行保温，使其内温度始终在在80℃±3℃；
(4)二次加料：一次加料反应完成后，再缓慢加入以物料D，且物料D的采用缓慢滴加的方式加入，其加入时间应在20min以上；采取边滴加边搅拌使其反应，50min后停止对反应釜的加热，并且打开冷却循环水进行降温处理，冷却时间不要过长，最好在22min内让反应釜温度低于38℃；
(5)物料保存：上述反应液冷却后即可排出反应釜并装入洁净塑料桶中，密封保存待用，必须确保空气中水汽不易进入隔热纳米材料中以免失效；
(6)再次清洗：配料完毕后必须用无水乙醇对反应釜内壁进行反复清洗，清洗次数不少于2次。
(7)三次加料：取一定量的上述反应液并比例定量加入物料E，接着使用磁力搅拌器进行缓慢搅拌5～10min；尔后再比例定量加入物料F并再次在此搅拌15～20min，如此便制得本纳米隔热涂料。
3.一种具有如权利要求1或权利要求2所述纳米隔热涂料层的玻璃的制备方法，其特征在于，本方法包括如下步骤：
一种纳米隔热涂层玻璃的制备方法，其特征在于，本方法包括如下步骤：
S1、清洗干燥：将玻璃原片送入专业清洗机内进行表面清洗作业，且清洗机的传动辊走速设置在：2.1～2.5m/min，清洗机的预喷涂水箱为自来水，其它水箱为纯水，干燥风机设置在：37～40HZ；
S2、等离子处理：清洗干燥后的玻璃原片经过四组等离子体轰击，且等离子体喷头的走速设置在：1.8～2m/s，等离子体喷头与玻璃表面的距离设置在：4～5cm；
S3、参数设定：按照产品工艺要求对辊涂机各参数进行设定：辊筒高度为离玻璃界面高度-0.5mm；滚筒转速为450～620r/min；玻璃走速为10～12.5m/min；进风风速为1.7～3.5m/s，抽风风速为2.6～3.8m/s；
S4、辊涂作业：辊涂参数调试完成后，将配制好的纳米隔热涂料装入料桶内，通过管道输送至达辊涂滚筒上，并通过滚筒均匀涂布在玻璃原片表面；
S5、自流平：玻璃表面辊涂完隔热纳米材料后为了保证膜层厚度均一性、颜色、外观良好需让膜层缓慢自行流平，该过程于生产线上的玻璃输送线上完成，玻璃将在该输送线上缓慢平稳地行走4～6min。
S6、膜层固化：固化炉有五段加热段，先将固化炉每段温度设置在150～200℃，待固化炉温度稳定在设定温度时，将已流平完的玻璃传送至固化炉内进行加热固化，玻璃将在固化炉内行走8～15min；
S7、玻璃冷却：膜层固化完后进入风机段快速风冷，风栅高度按照玻璃厚度±8，风机的吹风功率控制最大功率：40～60％。
S8、UV固化：根据玻璃版面调试UV开启汞灯数量，每组汞灯数量12盏，每盏汞灯的功率最大功率12KW，为了保证隔热膜充分固化需保证每个区域的膜面辐射的能量在680～1100mj。
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