一種耐刮擦透明隔熱納米玻璃涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐刮擦透明隔熱納米玻璃涂料，由下列重量份的原料制成：納米氧化錫銻20?21、分散劑SN?5040 0.2?0.3、水性聚氨酯樹脂79?81、去離子水30?35、N，N’?二甲基甲酰胺40?50、20％的硫酸溶液20?22、全氟辛酸20?22、甲基丙烯酸甲酯3?4、過硫酸鉀0.1?0.2、異氰酸酯3?3.5、氧氯化鋯0.7?0.9、硝酸亞鈰0.4?0.6、多釩酸銨0.4?0.6、納米二氧化硅0.5?0.6。本發(fā)明通過使用氧氯化鋯、硝酸亞鈰、多釩酸銨對(duì)納米二氧化硅進(jìn)行改性，在納米二氧化硅表面形成了鋯和鈰的化合物，在納米二氧化硅的攜帶下均勻分散在涂料中，提高了涂料的耐刮擦性、耐熱性。
【專利說明】
一種耐刮擦透明隔熱納米玻璃涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及玻璃涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐刮擦透明隔熱納米玻璃涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)對(duì)節(jié)能與環(huán)保要求的不斷重視，可以在不同場所使用的隔熱玻璃成為人們的普遍需求，而現(xiàn)有的隔熱玻璃存在性能不完善、工藝復(fù)雜或者成本高的弊端。納米氧化錫銻(ATO)具有良好的可見光透過性和紅外阻隔性，是一種理想的隔熱材料。將納米氧化錫銻加入到涂料中制成透明隔熱涂料的方法可有效解決玻璃的隔熱問題，與同類產(chǎn)品相比，具有工藝簡單、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，具有極高的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的市場前景?！锻该鞲魺峒{米玻璃涂料的制備及性能研究》一文首先研究了納米氧化錫銻在水中的分散性能，考察了PH值、分散劑種類與用量、不同分散手段及其工藝參數(shù)對(duì)納米氧化錫銻的分散穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明，納米氧化錫銻在水中的等電點(diǎn)在pH=4.27處，體系偏堿性時(shí)分散穩(wěn)定性有顯著提高。分散體系的最佳分散劑為一種陰離子型高分子分散劑，用量為ATO顆粒重量的2%左右。該文章還考察了不同分散方法及其工藝條件對(duì)分散穩(wěn)定性的影響，就單一分散手段而言，球磨分散和高速分散效果優(yōu)于超聲分散，通過二次球磨法對(duì)ATO進(jìn)行分散，可以在獲得同一次球磨法相同粒度的同時(shí)，縮短研磨分散時(shí)間。用上述最佳配方和分散工藝得到的納米氧化錫銻水分散體的粒徑分布在10nm以內(nèi)。該文章還用納米氧化錫銻的水分散體和水性聚氨酯相混合，添加一定量增稠劑及其它助劑，制得了性能良好的透明隔熱涂料。通過自制的隔熱效果測試裝置對(duì)該透明隔熱涂料進(jìn)行了測試，結(jié)果表明，該涂料具有良好的隔熱效果。在顏基比為1/5條件下，系統(tǒng)達(dá)到平衡溫度后樣品與空白玻璃的盒腔內(nèi)空氣溫差達(dá)6°C，對(duì)隔熱機(jī)理的探討表明:隔熱效果是由吸收和反射兩部分共同發(fā)揮作用的。該透明隔熱涂料具有良好的光譜選擇性，在可見光區(qū)具有高的透過性并能有效阻隔紅外光區(qū)的熱輻射。顏基比為1/5的涂層整體的透光率維持在65%以上，在近紅外區(qū)(900?2500nm)，透光率又降到40%左右，涂層具有明顯的光譜選擇性。通過對(duì)涂膜的掃描電鏡分析表明，納米氧化錫銻粒子在涂膜中大部分粒徑小于lOOnm，粒徑分布均勻，涂膜平滑。
[0003]但是涂膜都具有一定的吸水性和透水性，吸水后容易引起起皺脫落，納米氧化銦錫在長期水的作用下會(huì)變性，影響隔熱效果，需要改進(jìn)耐水性。
[0004]另外玻璃涂膜還存在一些問題需要解決，例如耐熱性、耐磨性、防靜電性、韌性、抗菌性、耐酸堿性、透明度、耐刮擦性、環(huán)保性能、防輻射性、防變色、阻燃性、耐紫外性等性能在不同的場合下會(huì)有不同的需求，目前的涂料還是不能滿足所有環(huán)境的需要，需要進(jìn)一步改進(jìn)性能，以滿足生產(chǎn)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種耐刮擦透明隔熱納米玻璃涂料及其制備方法。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種耐刮擦透明隔熱納米玻璃涂料，由下列重量份的原料制成:納米氧化錫銻20-21、分散劑SN-5040 0.2-0.3,水性聚氨酯樹脂79-81、去離子水30-35、N，N’-二甲基甲酰胺40-50、20%的硫酸溶液20-22、全氟辛酸20-22、甲基丙烯酸甲酯3-4、過硫酸鉀0.1-0.2、異氰酸酯3-3.5、氧氯化鋯0.7-0.9、硝酸亞鈰0.4-0.6、多釩酸銨0.4-0.6、納米二氧化硅0.5-0.6。
[0007]所述耐刮擦透明隔熱納米玻璃涂料的制備方法，包括以下步驟:
(I)將納米氧化錫銻和全氟辛酸進(jìn)行混合加入到N，N’ -二甲基甲酰胺中，超聲30-35分鐘，然后邊攪拌邊滴加硫酸溶液，再加熱至80-85 °C攪拌反應(yīng)20-30分鐘，結(jié)束反應(yīng)后，過濾，真空干燥得到氟化納米氧化銦錫；
(2 )將分散劑SN-5040、甲基丙烯酸甲酯加入去離子水中，攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH值為8-9，再加入氟化納米氧化銦錫，在6000-7000轉(zhuǎn)/分下進(jìn)行磁力攪拌60-70分鐘，再超聲處理12-13分鐘，再加入過硫酸鉀，加熱至63-680C，繼續(xù)攪拌20-30分鐘，得到混合漿液；
(3)將氧氯化鋯、硝酸亞鈰、多釩酸銨、納米二氧化硅混合，加熱至45-500C，研磨均勻，得到改性納米二氧化娃；
(4)將所述混合漿液與水性聚氨酯樹脂、改性納米二氧化硅混合均勻，再加入其他剩余成分?jǐn)嚢杈鶆?，即得?br>[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明使用全氟辛酸對(duì)納米氧化錫銻進(jìn)行氟化改性，使得涂料的吸水性降低，防止納米粒子吸水變性，影響隔熱性和粘結(jié)強(qiáng)度，同時(shí)由于氟化納米氧化錫銻的表面光滑、耐水耐油，提高了涂膜的潤滑性、耐腐蝕性和耐磨性，再使用散劑SN-5040、甲基丙烯酸甲酯進(jìn)行分散、接枝改性，使得納米氧化錫銻在水中分散更均勻，表面接枝上活性基團(tuán)，提高了與樹脂的粘結(jié)性，從而提高了涂料的粘結(jié)強(qiáng)度和耐磨性;通過使用氧氯化鋯、硝酸亞鈰、多釩酸銨對(duì)納米二氧化硅進(jìn)行改性，減少了納米二氧化硅的團(tuán)聚，提高了納米二氧化娃在涂料中的分散性，在納米二氧化娃表面形成了錯(cuò)和鋪的化合物，在納米二氧化硅的攜帶下均勻分散在涂料中，極大地提高了涂料的耐刮擦性，還提高了耐熱性。
【具體實(shí)施方式】
[0009]—種耐刮擦透明隔熱納米玻璃涂料，由下列重量份(公斤)的原料制成:納米氧化錫銻20、分散劑SN-5040 0.2、水性聚氨酯樹脂79、去離子水30、N，N’ -二甲基甲酰胺40、20%的硫酸溶液20、全氟辛酸20、甲基丙烯酸甲酯3、過硫酸鉀0.1、異氰酸酯3、氧氯化鋯0.7、硝酸亞鈰0.4、多釩酸銨0.4、納米二氧化硅0.5。
[0010]所述耐刮擦透明隔熱納米玻璃涂料的制備方法，包括以下步驟:
(I)將納米氧化錫銻和全氟辛酸進(jìn)行混合加入到N，N’_二甲基甲酰胺中，超聲30分鐘，然后邊攪拌邊滴加硫酸溶液，再加熱至80 V攪拌反應(yīng)20分鐘，結(jié)束反應(yīng)后，過濾，真空干燥得到氟化納米氧化銦錫；
(2 )將分散劑SN-5040、甲基丙烯酸甲酯加入去離子水中，攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH值為8，再加入氟化納米氧化銦錫，在6000轉(zhuǎn)/分下進(jìn)行磁力攪拌60分鐘，再超聲處理12分鐘，再加入過硫酸鉀，加熱至63°C，繼續(xù)攪拌20分鐘，得到混合漿液；
(3)將氧氯化鋯、硝酸亞鈰、多釩酸銨、納米二氧化硅混合，加熱至45 0C，研磨均勻，得到改性納米二氧化硅； (4)將所述混合漿液與水性聚氨酯樹脂、改性納米二氧化硅混合均勻，再加入其他剩余成分?jǐn)嚢杈鶆?，即得?br>[0011 ] 該實(shí)施例得到的涂料涂覆在玻璃上，在70°C下干燥2小時(shí)，按GB/T5739-1996標(biāo)準(zhǔn)測試鉛筆硬度2H，按照GB/T1727-92標(biāo)準(zhǔn)測試附著力為I級(jí)，按照按GB/T1786-79標(biāo)準(zhǔn)測試耐磨性，磨損值(10—2g)為2.58; 12小時(shí)涂膜的吸水率9.7%，可見光透過率為73%，遮蔽系數(shù)為
0.74,在碘鎢燈照射下該實(shí)施例的隔熱玻璃和空白玻璃之間的空盒內(nèi)空氣溫差達(dá)到8.6°C。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐刮擦透明隔熱納米玻璃涂料，其特征在于:由下列重量份的原料制成:納米氧化錫銻20-21、分散劑SN-5040 0.2-0.3、水性聚氨酯樹脂79-81、去離子水30-35、1^-二甲基甲酰胺40-50、20%的硫酸溶液20-22、全氟辛酸20-22、甲基丙烯酸甲酯3-4、過硫酸鉀0.1-0.2,異氰酸酯3-3.5、氧氯化鋯0.7-0.9、硝酸亞鈰0.4-0.6、多釩酸銨0.4-0.6、納米二氧化娃0.5-0.6。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐刮擦透明隔熱納米玻璃涂料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將納米氧化錫銻和全氟辛酸進(jìn)行混合加入到N，N’_二甲基甲酰胺中，超聲30-35分鐘，然后邊攪拌邊滴加硫酸溶液，再加熱至80-85 °C攪拌反應(yīng)20-30分鐘，結(jié)束反應(yīng)后，過濾，真空干燥得到氟化納米氧化銦錫； (2)將分散劑SN-5040、甲基丙烯酸甲酯加入去離子水中，攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH值為8-9，再加入氟化納米氧化銦錫，在6000-7000轉(zhuǎn)/分下進(jìn)行磁力攪拌60-70分鐘，再超聲處理12-13分鐘，再加入過硫酸鉀，加熱至63-680C，繼續(xù)攪拌20-30分鐘，得到混合漿液； (3)將氧氯化鋯、硝酸亞鈰、多釩酸銨、納米二氧化硅混合，加熱至45-50°C，研磨均勻，得到改性納米二氧化娃； (4)將所述混合漿液與水性聚氨酯樹脂、改性納米二氧化硅混合均勻，再加入其他剩余成分?jǐn)嚢杈鶆?，即得?br>【文檔編號(hào)】C09D5/08GK105860804SQ201610273389
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
【發(fā)明人】程言俊
【申請(qǐng)人】安徽榮程玻璃制品有限公司