專利名稱：隔熱涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隔熱材料，特別涉及一種隔熱涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步，能源和環(huán)保問題日益得到人們的關(guān)注。而建筑物的隔熱保 溫作為節(jié)約能源、提高建筑物使用功能的一個(gè)重要方面，也得到全社會(huì)的日益矚目。對(duì)建筑 物的節(jié)能處理，除了在外墻和屋頂做隔熱處理以外，對(duì)建筑物的玻璃門窗的隔熱處理也是 一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前，采用納米ATO作為玻璃隔熱涂料對(duì)玻璃門窗進(jìn)行隔熱處理的方法得到了廣 泛的應(yīng)用。這種方法具有操作方便，應(yīng)用廣泛，不變色，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，并日益成為降低建 筑物能耗的首選措施。然而，由于納米ATO粉體的表面能很大，粒子之間的強(qiáng)極性面的靜電吸引作用很 強(qiáng)，所以極易發(fā)生粒子團(tuán)聚，使其性能不穩(wěn)定，降低了透光隔熱效果，限制了應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)玻璃隔熱涂料存在的性能不穩(wěn)定的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種 透光隔熱效果良好、性能穩(wěn)定、應(yīng)用范圍廣泛的隔熱涂料及其制備方法。本發(fā)明提供一種隔熱涂料，其以重量百分比計(jì)，包括10% -15%的ATO粉體和 2%-5%的小分子胺類。優(yōu)選地，所述隔熱涂料還包括以重量百分比計(jì)的0. 6% -1%的表面活性劑。所述 表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉(SDBQ或十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)。優(yōu)選地，所述隔熱涂料還包括以重量百分比計(jì)的30% -40%的中性溶劑。所述中 性溶劑為水、醇和酮中的一種或幾種。所述中性溶劑中的醇為乙醇或乙二醇，所述中性溶劑 中的酮為丙酮。優(yōu)選地，所述隔熱涂料還包括以重量百分比計(jì)的40% -55%的成膜劑。所述成膜 劑為聚乙烯醇(PVA)、水性聚氨酯(PU)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、醇酸樹脂(AK)或聚丙烯酸 樹脂(PAA)中的一種或幾種。優(yōu)選地，所述小分子胺類為三乙醇胺。或者，所述小分子胺類由以下原料組成三 乙醇胺，以及二乙醇胺、乙醇胺、乙二胺，二乙醇三胺，三乙醇四胺，二乙胺，三乙胺中的一種 或幾種。 優(yōu)選地，所述ATO粉體的平均粒徑小于lOOnm。本發(fā)明還提供一種制備隔熱涂料的方法，其包括以下步驟提供ATO粉體和小分 子胺類；將ATO粉體和小分子胺類進(jìn)行混合，使得在獲得的隔熱涂料中，以重量百分比計(jì)， 所述ATO粉體占10% -15%，所述小分子胺類占2% -5%。所述制備隔熱涂料的方法，還包括以下步驟將中性溶劑和所述ATO粉體以及小 分子胺類混合使得在獲得的隔熱涂料中，以重量百分比計(jì)，所述中性溶劑占30% -40%。
所述制備隔熱涂料的方法，還包括以下步驟將表面活性劑和所述中性溶劑、ATO 粉體以及小分子胺類混合使得在獲得的隔熱涂料中，以重量百分比計(jì)，所述表面活性劑占 2% -5%。所述制備隔熱涂料的方法，還包括以下步驟將上述中性溶劑、ATO粉體以及 小分子胺類所形成的混合物在超聲波的作用下進(jìn)行預(yù)分散0. 5-1. 5小時(shí)，然后再加入 0.6% -1%的表面活性劑，在450-650rpm的轉(zhuǎn)速下球磨分散6至M小時(shí)，得到隔熱漿料。所述制備隔熱涂料的方法，還包括以下步驟將成膜劑加入所述隔熱漿料中，利用 超聲波混合均勻從而得到隔熱涂料，在獲得的該隔熱涂料中，以重量百分比計(jì)，所述成膜劑 占 40% -55% ο所述制備隔熱涂料的方法，其中，所述ATO粉體通過以下步驟提供將 0. lmol-0. 2mol的五水四氯化錫和0. 005mol-0. 033mol的三氯化銻，溶于50mL乙醇與50mL 甲醇混合的溶液中，并加少量稀鹽酸抑制水解，通過磁力攪拌2小時(shí)后得到澄清溶液；然后 再在磁力攪拌下加入0. lmol/L的氨水，離心分離所得沉淀，再在50-80攝氏度的空氣中干 燥，在空氣中450-650攝氏度燒結(jié)，得到ATO粉體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明隔熱涂料中小分子胺類中的胺基等官能團(tuán)能夠與ATO粉 體中的錫原子配位形成“表面絡(luò)合物”，這種表面絡(luò)合物的存在可以大大削弱ATO粉體粒子 的強(qiáng)極性面的靜電吸引作用，阻止ATO粉體的團(tuán)聚；另外，胺基等官能團(tuán)的強(qiáng)表面吸附，大 大降低了 ATO粉體粒子的表面吉布斯自由能，也可以降低ATO粉體粒子的團(tuán)聚程度。另外， 進(jìn)一步加入表面活性劑，例如加入十二烷基苯磺酸鈉或十六烷基三甲基溴化銨，可以形成 膠束溶液并產(chǎn)生空間位阻，防止了 ATO粒子間因Brown運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致的聚集和沉淀。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的粒子平均粒徑分布圖；圖2是本發(fā)明ATO隔熱涂料的波長-透射率圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述和說明實(shí)施例1一種隔熱涂料，按重量百分比計(jì)，其包括10% -15%的ATO (Sb摻雜SnO2)粉體， 2%-5%的小分子胺類，30 % -40 %的中性溶劑，0. 6%-1%的表面活性劑以及40 % -55 %的 成膜劑。所述小分子胺類為短碳鏈的有機(jī)胺類，通常情況下短碳鏈?zhǔn)侵钢魈兼準(zhǔn)?-6個(gè)碳 以下的碳鏈。所述ATO粉體可以是納米級(jí)或微納米級(jí)的粒子，本實(shí)施例中，該ATO粉體粒子的平 均粒徑小于lOOnm。所述隔熱涂料中的小分子胺類可以單獨(dú)使用三乙醇胺；也可以使用三乙醇胺與其 他胺類的混合物。其他胺類包括二乙醇胺、乙醇胺、乙二胺，二乙醇三胺，三乙醇四胺，二乙 胺，三乙胺。所述隔熱涂料中的小分子胺類為三乙醇胺和上述其它胺類中的一種或幾種的 混合物。所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉(SDBQ或十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)。另外，上述隔熱涂料中，表面活性劑加入的目的是為了促進(jìn)ATO粒子的分散。所述中性溶劑為水、醇或酮，或者為水、醇、酮三者中的兩種或兩種以上的混合物， 其中，所述中性溶劑中的醇可以選用乙醇或乙二醇，所述中性溶劑中的酮可以選用丙酮。所述成膜劑采用聚合物成膜劑，例如聚乙烯醇(PVA)、水性聚氨酯(PU)、聚乙烯醇 縮丁醛(PVB)、醇酸樹脂(AK)或聚丙烯酸樹脂(PAA)中的一種或幾種。實(shí)施例2一種隔熱涂料的制備方法，包括下述步驟Ι、ΑΤ0粉體的制備，將0. lmol-0. 2mol五水四氯化錫和0. 005mol_0. 033mol的三氯 化銻，溶于50mL乙醇與50mL甲醇混合的溶液中，并加少量稀鹽酸抑制水解，通過磁力攪拌2 小時(shí)后得到澄清溶液；然后再在磁力攪拌下加入適量的0. lmol/L的氨水沉淀，離心分離所 得沉淀，再在50-80攝氏度的空氣中干燥，并在空氣中450-650攝氏度燒結(jié)，得到ATO粉體。 作為一種優(yōu)選的方式，可以將0. Imol五水四氯化錫和0. 03mol的三氯化銻溶于50mL乙醇 與50mL甲醇的混合溶液中，然后進(jìn)行后續(xù)相同步驟。II、取適量上述方法制得的ATO粉體、適量中性溶劑、適量小分子胺類混合，先在 超聲波的作用下進(jìn)行預(yù)分散0. 5-1. 5小時(shí)；然后向上述預(yù)分散后的溶液中加入適量表面 活性劑，上述ATO粉體、中性溶劑、小分子胺類以及表面活性劑，按重量百分比計(jì)，在待制備 的隔熱涂料中，分別占10% -15%、30% -40%、2% -5%以及0.6% -1%。上述混合物在 450-650rpm的轉(zhuǎn)速下，球磨分散6至M小時(shí)，即得到ATO隔熱漿料。作為一種優(yōu)選的方 式，如圖1所示，可以將占ATO隔熱漿料的重量以百分比計(jì)為11%的ATO粉體、34%的中性 溶劑、3. 5%的小分子胺類混合，然后再向溶液中加入占ATO隔熱漿料的重量以百分比計(jì)為 0. 8%的十二烷基苯磺酸鈉，然后進(jìn)行后續(xù)相同步驟。III、透明隔熱涂料的制備，將占透明隔熱涂料的重量以百分比計(jì)為40% -55%的 成膜劑，加入到占透明隔熱涂料的重量以百分比計(jì)為45%-60%的ATO隔熱漿料中，在超聲 波的作用下混合均勻，即得到透明隔熱涂料。本發(fā)明所制備的ATO隔熱涂料對(duì)可見光具有 較好的透射效果，而對(duì)波長大于1250nm的紅外光，所述ATO隔熱涂料的阻擋率超過50%，如 圖2。本發(fā)明所述的透明隔熱涂料及其制備方法，相較于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下技術(shù)效 果本發(fā)明采用三乙醇胺等小分子胺類作為輔助分散劑，其中的胺基或羧基等官能 團(tuán)，能夠與ATO中的錫原子配位形成“表面絡(luò)合物”，這種表面絡(luò)合物包覆在粒子表面有如 下功效1)強(qiáng)表面吸附鈍化了表面，降低了 SnO2表面的強(qiáng)極性面的靜電相互作用；2)胺基 等官能團(tuán)的強(qiáng)表面吸附，大大降低了納米粒子的表面吉布斯自由能，減少了粒子的團(tuán)聚。另 外，作為表面活性劑的十二烷基苯磺酸鈉或十六烷基三甲基溴化銨的功能是形成膠束溶液 并產(chǎn)生空間位阻，防止了 ATO粒子間因Brown運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致的聚集和沉淀。綜上，本發(fā)明通過三乙醇胺與十二烷基苯磺酸鈉或十六烷基三甲基溴化胺共同使 用，可以獲得的粒徑分布較窄，靜置穩(wěn)定性良好的ATO隔熱漿料。分散性良好的透明隔熱涂 料，另外涂料的隔熱性質(zhì)也較好，可廣泛應(yīng)用于建筑物玻璃，汽車玻璃的透光隔熱。
權(quán)利要求
1.一種隔熱涂料，其特征在于以重量百分比計(jì)，包括10% -15%的ATO粉體和 2%-5%的小分子胺類。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔熱涂料，其特征在于，所述隔熱涂料還包括以重量百分比 計(jì)的0. 6% -1%的表面活性劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔熱涂料，其特征在于，所述隔熱涂料還包括以重量百分比 計(jì)的30% -40%的中性溶劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔熱涂料，其特征在于，所述隔熱涂料還包括以重量百分比 計(jì)的40% -55%的成膜劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔熱涂料，其特征在于，所述小分子胺類為三乙醇胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔熱涂料，其特征在于，所述小分子胺類由以下原料組成三 乙醇胺，以及二乙醇胺、乙醇胺、乙二胺，二乙醇三胺，三乙醇四胺，二乙胺，三乙胺中的一種 或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隔熱涂料，其特征在于，所述表面活性劑為離子型表面活性劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隔熱涂料，其特征在于，所述離子型表面活性劑為十二烷基 苯磺酸鈉(SDBQ或十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隔熱涂料，其特征在于，所述中性溶劑為水、醇和酮中的一種 或幾種。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的隔熱涂料，所述中性溶劑中的醇為乙醇或乙二醇，所述中性 溶劑中的酮為丙酮。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔熱涂料，其特征在于，所述ATO粉體的平均粒徑小于 IOOnm0
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的隔熱涂料，其特征在于，所述成膜劑為聚乙烯醇(PVA)、水性 聚氨酯(PU)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、醇酸樹脂(AK)或聚丙烯酸樹脂(PAA)中的一種或幾 種。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔熱涂料，其特征在于，所述小分子胺類為短碳鏈的有機(jī)胺類。
14.一種制備隔熱涂料的方法，其特征在于，包括以下步驟 提供ATO粉體和小分子胺類；將ATO粉體和小分子胺類進(jìn)行混合，使得在獲得的隔熱涂料中，以重量百分比計(jì)，所述 ATO粉體占10% -15%，所述小分子胺類占2% -5%。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制備隔熱涂料的方法，其特征在于，還包括以下步驟 將中性溶劑和所述ATO粉體以及小分子胺類混合使得在獲得的隔熱涂料中，以重量百分比計(jì)，所述中性溶劑占30 % -40 %。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制備隔熱涂料的方法，其特征在于，還包括以下步驟 將表面活性劑和所述中性溶劑、ATO粉體以及小分子胺類混合使得在獲得的隔熱涂料中，以重量百分比計(jì)，所述表面活性劑占2% -5%。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制備隔熱涂料的方法，其特征在于，將上述中性溶劑、ATO 粉體以及小分子胺類所形成的混合物在超聲波的作用下進(jìn)行預(yù)分散0. 5-1. 5小時(shí)，然后再加入0. 6% -1%的表面活性劑，在450-650rpm的轉(zhuǎn)速下球磨分散6至M小時(shí)，得到隔熱漿 料。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制備隔熱涂料的方法，其特征在于，還包括以下步驟將成膜劑加入所述隔熱漿料中，利用超聲波混合均勻從而得到隔熱涂料，在該隔熱涂 料中，以重量百分比計(jì)，所述成膜劑占40 % -55 %。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制備隔熱涂料的方法，其特征在于，所述小分子胺類為三乙醇胺。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制備隔熱涂料的方法，其特征在于，所述小分子胺類由以 下原料組成三乙醇胺，以及二乙醇胺、乙醇胺、乙二胺，二乙醇三胺，三乙醇四胺，二乙胺， 三乙胺中的一種或幾種。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制備隔熱涂料的方法，其特征在于，所述的中性溶劑為水、 醇和酮中的一種或幾種。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制備隔熱涂料的方法，其特征在于，所述表面活性劑為 十二烷基苯磺酸鈉(SDBQ或十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的制備隔熱涂料的方法，其特征在于，所述成膜劑為聚乙烯 醇(PVA)、水性聚氨酯(PU)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、醇酸樹脂(AK)或聚丙烯酸樹脂(PAA) 中的一種或幾種。
24.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制備隔熱涂料的方法，其特征在于，所述ATO粉體通過以 下步驟提供將0. lmol-0. 2mol的五水四氯化錫和0. 005mol-0. 033mol的三氯化銻，溶于 50mL乙醇與50mL甲醇混合的溶液中，并加少量稀鹽酸抑制水解，通過磁力攪拌2小時(shí)后得 到澄清溶液；然后再在磁力攪拌下加入0. lmol/L的氨水，離心分離所得沉淀，再在50-80攝 氏度的空氣中干燥，然后在空氣中450-650攝氏度燒結(jié)，得到ATO粉體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種隔熱涂料及其制備方法。所述的隔熱涂料，其以重量百分比計(jì)，包括10％-15％的ATO粉體和2％-5％的小分子胺類。本發(fā)明透光隔熱效果良好、性能穩(wěn)定、應(yīng)用范圍廣泛。
文檔編號(hào)C09D167/08GK102108230SQ20111004680
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者李冬松, 陳立桅 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所