專利名稱：一種可控溫納米透明玻璃隔熱涂膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種反射隔熱涂料，尤其是關(guān)于一種能夠屏蔽各種熱輻射、具有隔熱功能的 彩色反射隔熱涂料及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
玻璃隔熱涂膜由于其有降低空間內(nèi)部溫度，減少熱量的傳遞，有節(jié)能減排作用而成為近來研究的熱點(diǎn)，太陽光的大部分能量都集中在近紅外和可見光范圍內(nèi)。經(jīng)過大氣層的吸收，到達(dá)地面的太陽光的總能量中，可見光占45%，紅外線占50%，其他電磁輻射能占5%。其中95%的紅外輻射能量集中在波長(zhǎng)為720 2500nm的范圍內(nèi)，即近紅外范圍內(nèi)。被太陽光照射的物體吸收其中的可見光與紅外光的能量轉(zhuǎn)變成熱能，使物體表面的溫度升高。夏天，在陽光照射下，建筑物表面吸收太陽能，再傳導(dǎo)至室內(nèi)，使室溫升高。為降低室內(nèi)溫度，人們開發(fā)了多種方法，其中包括特別符合環(huán)保、節(jié)能要求的可反射太陽熱射線的隔熱涂膜技術(shù)。其中使用的導(dǎo)電粉體最多的是SnO2. F (FT0)、摻銻二氧化錫(ATO)和ZnO。透明隔熱導(dǎo)電涂膜有一些共同特性1、導(dǎo)電率、可見光透過率和紅外反射率是相互聯(lián)系的；2、電子傳導(dǎo)特性和光學(xué)常數(shù)隨涂膜厚度而改變，但都為N型，具有高的載流子濃度和低的遷移率；3、摻雜效率決定于基底本身和摻雜物，不同的摻雜物對(duì)透明導(dǎo)電涂膜的性能有很大影響。但使用含這些粉體涂膜涂刷的玻璃無論在高溫環(huán)境下，還是在寒冷環(huán)境下都將熱能阻擋在外，因此這些使用這種隔熱涂膜的玻璃在寒冷環(huán)境下就起了反作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種可控溫納米透明玻璃隔熱涂膜及其制備方法，可解決現(xiàn)有玻璃隔熱涂膜的傳熱不可控的缺點(diǎn)，同時(shí)具有極優(yōu)的透明性和玻璃附著力。本發(fā)明的技術(shù)方案如下，可控溫納米透明隔熱涂膜成分按重量百分比包括基體樹脂40 80 %、納米摻鎢氧化釩2 15 %、分散劑O. 2 5. O %、消泡劑O. I O. 5 %、流平劑O. I L O %、稀釋劑5 30 %、固化劑O 40 %、交聯(lián)劑O 40 %、附著力增進(jìn)劑O. 5 3%。上述方案中，所述基體樹脂為熱塑性丙烯酸樹脂、羥基丙烯酸樹脂、熱固丙烯酸樹月旨、氟碳樹脂中的一種。所述分散劑為聚氨酯類、聚硅氧烷、聚羧酸銨鹽、高分子羧酸中的一種或幾種。所述消泡劑為聚硅氧烷、非硅酮類高分子聚合物、改性聚硅氧烷中的一種或幾種。所述流平劑為聚硅氧烷、改性聚硅氧烷、丙烯酸酯共聚物、氟改性丙烯酸酯共聚物、TSP中的一種或幾種。所述稀釋劑為二甲苯、甲苯、醋酸丁酯、丙二醇醚醋酸酯、環(huán)己酮、丁醇中的一種或幾種。所述固化劑為HDI加成物、HDI三聚體中的一種或二種。所述交聯(lián)劑為正丁醇醚化氨基樹脂、異丁醇醚化氨基樹脂、甲醇醚化氨基樹脂中的一種或幾種。所述附著力增進(jìn)劑為胺基硅烷、環(huán)氧基硅烷、無油聚酯樹脂中的一種或幾種。本發(fā)明還公開了一種上述可控溫納米透明隔熱涂膜的制備方法，其特征在于，雙組份產(chǎn)品制備工藝A組份的制備按比例將分散劑、消泡劑、納米摻鎢氧化釩加入到適宜的樹脂和稀釋劑中充分?jǐn)嚢杌旌?，研磨成色漿，然后將色漿、流平劑、附著力增進(jìn)劑按比例加入到樹脂和稀釋劑中高速攪拌分散均勻； B組份的制備按比例將固化劑加入溶劑中攪拌均勻。單組份產(chǎn)品制備工藝按比例將分散劑、消泡劑、納米摻鎢氧化釩加入到適宜的樹脂和稀釋劑中充分?jǐn)嚢杌旌?，研磨成色漿，然后將色漿、流平劑、附著力增進(jìn)劑按比例加入到樹脂(交聯(lián)劑)和稀釋劑中高速攪拌分散均勻。


圖I為太陽輻射光譜圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一
熱塑性內(nèi)烯酸樹脂 7()1、
納米摻鎢氧化釩8%
分散劑I. 5%
消泡劑O. 3%
流平劑O. 5%
附著力增進(jìn)劑1.0%
稀釋劑余量。實(shí)施例二A 組
羥S丙烯酸樹脂55%
納米摻鎢氣化帆、
分散劑1.9%
消泡劑0.4%
流平劑0.5%
附著力增進(jìn)劑1.0%
稀釋劑13.2%；B 組
固化劑20%。實(shí)施例三
熱同W烯酸樹脂60%
納米摻鎢氧化釩6%
分散劑1.4%
消泡劑0.2%
流平劑0,4%
附著力增迸劑0.6%
交聯(lián)劑19%
稀釋劑余W:。實(shí)施例四A 組
碳樹脂62.1%
納米摻鎢氧化釩2%
聚氨酯類分散劑O. 2%
聚砘氣烷O. 1%
聚硅氣烷O. 1%
二…苯J
胺基硅烷O. 5%；B 組HDI 加成物30%。實(shí)施例五
熱塑性內(nèi)烯酸樹脂 80%
納米摻鈣氧化釩10. 31
聚硅氧烷4%
非硅酗類卨分了·聚合物O. 1%改性聚硅氧烷O. 1%
I 苯5%
環(huán)氧雄砝烷O. 5%。實(shí)施例六·
熱同W烯酸樹脂59%
止丁醇醚化氨基樹脂12%
甲醇醚化氨_樹脂8%
聚硅氣烷3. 3%
非硅酮類卨分子聚合物U I
改性聚硅氧烷O. 1%
二甲苯12%
環(huán)氣基硅烷O. 5% 丁醇5%。本發(fā)明的技術(shù)方案如下，可控溫納米透明隔熱涂膜成分按重量百分比包括基體樹脂熱塑性丙烯酸樹脂、羥基丙烯酸樹脂、熱固丙烯酸樹脂、氟碳樹脂40 80%、納米摻鎢氧化釩2 15%、分散劑聚氨酯類、聚硅氧烷、聚羧酸銨鹽、高分子羧酸O. 2 5. 0%、消泡劑聚硅氧烷、非硅酮類高分子聚合物、改性聚硅氧烷O. I 0.5%、流平劑聚硅氧烷、改性聚硅氧烷、丙烯酸酯共聚物、氟改性丙烯酸酯共聚物、TSP] O. I 1.0%、稀釋劑二甲苯、甲苯、醋酸丁酯、丙二醇醚醋酸酯、環(huán)己酮、丁醇5 30%、固化劑HDI加成物、HDI三聚體O 40%、交聯(lián)劑正丁醇醚化氨基樹脂、異丁醇醚化氨基樹脂、甲醇醚化氨基樹脂O 40%、附著力增進(jìn)劑胺基娃燒、環(huán)氧基娃燒、無油聚酷樹脂O. 5 3%。上述實(shí)施例中的納米摻鎢氧化釩為使用熱解法、水熱合成法、真空還原法等生產(chǎn)的，其相變溫度范圍在20°C 35°C之間的摻鎢氧化釩粉體中的一種，可根據(jù)使用環(huán)境溫度要求選擇。當(dāng)涂膜溫度低于該溫度時(shí)，涂膜為絕緣體，對(duì)光和熱量的傳替無任何影響，但當(dāng)涂膜溫度達(dá)到該設(shè)定溫度時(shí)，摻鎢氧化釩的高溫金屬相(M)與低溫半導(dǎo)體相(S)會(huì)在該溫度時(shí)發(fā)生突變。伴隨著結(jié)構(gòu)的變化，摻鎢氧化釩的某些物理性能也會(huì)發(fā)生突變，如電阻(率)發(fā)生4-5個(gè)數(shù)量級(jí)的突躍，同時(shí)還有磁化率、光學(xué)折射率、透射率和反射率的突變，尤其在紅外和近紅外波段光學(xué)透過率變化最為明顯。在低頻時(shí)，交變光的每個(gè)半周期內(nèi)自由電子被某個(gè)方向的電場(chǎng)多次加速碰撞，這種被極化的自由電子氣對(duì)光場(chǎng)的電磁屏蔽作用很強(qiáng)，即自由電子氣模式材料在低頻紅外區(qū)具有很強(qiáng)的反射率R。當(dāng)光頻增至某個(gè)頻率，此時(shí)電子的慣性已不能跟隨高頻變化的光場(chǎng)，這種等離子體性電子對(duì)光場(chǎng)的吸收和反射均很弱，這個(gè)使材料進(jìn)入透明區(qū)的臨界頻率被稱為等離子體頻率。當(dāng)光頻進(jìn)一步增大，此時(shí)光子的能量足以使材料的束縛電子產(chǎn)生本征帶向激發(fā)態(tài)躍遷而成為自由電子，可見光帶剛好與涂膜的Ag-λ P符合。半導(dǎo)體等離相對(duì)于本征等離子體波長(zhǎng)將因載流子濃度的增大而趨短，故納米摻鎢氧化釩在紅外光區(qū)有高的屏蔽率，在可見光區(qū)有高的透過率，在紫外光區(qū)有高的吸收率。最為值得關(guān)注的是這些在相變溫度前后突變的性質(zhì)是可逆的。熱反射效果的測(cè)試，如圖I所示為太陽輻射光譜圖。當(dāng)太陽輻射進(jìn)入大氣層后，太陽光譜中的X射線及其它波長(zhǎng)更短的輻射，因在電離層被氮、氧及其它大氣分子強(qiáng)烈地吸收不能到達(dá)地表；大部分紫外線被臭氧所吸收。至于在可見光范圍內(nèi)的光譜能量的減弱，則主要是由于地球大氣強(qiáng)烈散射所引起的；而近紅外范圍內(nèi)的光譜能量的減弱，則主要是水汽對(duì)太陽輻射選擇性吸收的結(jié)果。波長(zhǎng)超過2.5um的遠(yuǎn)紅外輻射，它在大氣層上界的輻射強(qiáng)度就相當(dāng)?shù)停偌由螩02和H20對(duì)它強(qiáng)烈地吸收，所以到達(dá)地面上的能量已是微乎其微了。在天氣晴朗的情況下，在大氣質(zhì)量為I時(shí)，地球表面所能接受到的太陽輻射光譜分布，采用分段積分，得出太陽輻射的總能量/ 0°° α ε EiCl λ。式中，α為吸收率，ε為發(fā)射率，E λ為單色光太陽輻射密度。如圖I所示，太陽輻射光譜圖。因此，在到達(dá)地面的太陽輻射中，輻射能量的97%以上集中在O. 2 3um的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，其中紫外區(qū)<O. 38um,約占 7% ；可見光區(qū)0·38 O. 78um,約占 47% ；近紅外線區(qū)0. 78 2. 5um,約占42% ；遠(yuǎn)紅外線區(qū)> 2. 5um,約占4%。
采用一種光譜反射率的絕對(duì)測(cè)試法。使用紫外可見近紅外分光光度計(jì)(波長(zhǎng)范圍165 3300nm)測(cè)試儀器,將試樣在恒溫室內(nèi)放置24小時(shí)后,測(cè)試該溫度下的光譜反射率。試樣放置于積分球中心位置，通過測(cè)試試樣在波長(zhǎng)λ i時(shí)光譜反射率，按(I)和(2)計(jì)算得
到試樣的太陽反射率。式⑴
權(quán)利要求
1.一種可控溫納米透明隔熱涂膜，其成分按重量百分比包括基體樹脂40 80%、納米摻鎢氧化釩2 15%、分散劑O. 2 5. 0%、消泡劑O. I O. 5%、流平劑O. I I. 0%、稀釋劑5 30%、固化劑O 40%、交聯(lián)劑O 40%、附著力增進(jìn)劑O. 5 3%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可控溫納米透明隔熱涂膜，其特征在于，所述基體樹脂為熱塑性丙烯酸樹脂、羥基丙烯酸樹脂、熱固丙烯酸樹脂、氟碳樹脂中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可控溫納米透明隔熱涂膜，其特征在于，所述分散劑為聚氨酯類、聚硅氧烷、聚羧酸銨鹽、高分子羧酸中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可控溫納米透明隔熱涂膜，其特征在于，所述消泡劑為聚硅氧烷、非硅酮類高分子聚合物、改性聚硅氧烷中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可控溫納米透明隔熱涂膜，其特征在于，所述流平劑為聚硅氧烷、改性聚硅氧烷、丙烯酸酯共聚物、氟改性丙烯酸酯共聚物、TSP中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可控溫納米透明隔熱涂膜，其特征在于，所述稀釋劑為二甲苯、甲苯、醋酸丁酯、丙二醇醚醋酸酯、環(huán)己酮、丁醇中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可控溫納米透明隔熱涂膜，其特征在于，所述交聯(lián)劑為正丁醇醚化氨基樹脂、異丁醇醚化氨基樹脂、甲醇醚化氨基樹脂中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可控溫納米透明隔熱涂膜，其特征在于，所述固化劑為HDI加成物、HDI三聚體中的一種或二種；所述附著力增進(jìn)劑為胺基硅烷、環(huán)氧基硅烷、無油聚酯樹脂中的一種或幾種。
9.一種權(quán)利要求I至8之一所述的可控溫納米透明隔熱涂膜的制備方法，其特征在于，雙組份產(chǎn)品制備工藝 A組份的制備按比例將分散劑、消泡劑、納米摻鎢氧化釩加入到適宜的樹脂和稀釋劑中充分?jǐn)嚢杌旌?，研磨成色衆(zhòng)，然后將色漿、流平劑、附著力增進(jìn)劑按比例加入到樹脂和稀釋劑中高速攪拌分散均勻； B組份的制備按比例將固化劑加入溶劑中攪拌均勻。
10.一種權(quán)利要求I至8之一所述的可控溫納米透明隔熱涂膜的制備方法，其特征在于，單組份產(chǎn)品制備工藝 按比例將分散劑、消泡劑、納米摻鎢氧化釩加入到適宜的樹脂和稀釋劑中充分?jǐn)嚢杌旌?，研磨成色漿，然后將色漿、流平劑、附著力增進(jìn)劑按比例加入到樹脂(交聯(lián)劑)和稀釋劑中高速攪拌分散均勻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可控溫納米透明隔熱涂膜，其成分按重量百分比包括基體樹脂40～80%、納米摻鎢氧化釩2～15%、分散劑0.2～5.0%、消泡劑0.1～0.5%、流平劑0.1～1.0%、稀釋劑5～30%、固化劑0～40%、交聯(lián)劑0～40%、附著力增進(jìn)劑0.5～3%。本發(fā)明的隔熱涂膜，可解決現(xiàn)有玻璃隔熱涂膜的傳熱不可控的缺點(diǎn)，同時(shí)具有極優(yōu)的透明性和玻璃附著力。
文檔編號(hào)C09D175/04GK102936453SQ20121053018
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者張榮根, 陳曉兵 申請(qǐng)人:南京市溧水縣鑫龍涂料有限公司