一種阻燃透明隔熱納米玻璃涂料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種阻燃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、磺基水楊酸0.4?0.5、乙二胺四乙酸0.3?0.4、納米銅0.4?0.5、納米羥基草酸鋁溶液1.2?1.4。本發明通過使用磺基水楊酸、乙二胺四乙酸對納米銅、納米羥基草酸鋁溶液進行改性，納米銅、納米羥基草酸鋁在涂料中分散均勻，提高了阻燃性和耐磨性，還能提高涂料對紫外性的遮蔽性。
【專利說明】
一種阻燃透明隔熱納米玻璃涂料及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及玻璃涂料技術領域，尤其涉及一種阻燃透明隔熱納米玻璃涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著社會對節能與環保要求的不斷重視，可以在不同場所使用的隔熱玻璃成為人們的普遍需求，而現有的隔熱玻璃存在性能不完善、工藝復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，與同類產品相比，具有工藝簡單、成本低廉的優點，具有極高的應用價值和廣闊的市場前景。《透明隔熱納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對納米氧化錫銻的分散穩定性的影響。結果表明，納米氧化錫銻在水中的等電點在pH=4.27處，體系偏堿性時分散穩定性有顯著提高。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分散穩定性的影響，就單一分散手段而言，球磨分散和高速分散效果優于超聲分散，通過二次球磨法對ATO進行分散，可以在獲得同一次球磨法相同粒度的同時，縮短研磨分散時間。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。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該透明隔熱涂料進行了測試，結果表明，該涂料具有良好的隔熱效果。在顏基比為1/5條件下，系統達到平衡溫度后樣品與空白玻璃的盒腔內空氣溫差達6°C，對隔熱機理的探討表明:隔熱效果是由吸收和反射兩部分共同發揮作用的。該透明隔熱涂料具有良好的光譜選擇性，在可見光區具有高的透過性并能有效阻隔紅外光區的熱輻射。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(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變性，影響隔熱效果，需要改進耐水性。
[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有不同的需求，目前的涂料還是不能滿足所有環境的需要，需要進一步改進性能，以滿足生產的需要。
【發明內容】
[0005]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種阻燃透明隔熱納米玻璃涂料及其制備方法。
[0006]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種阻燃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、磺基水楊酸0.4-0.5、乙二胺四乙酸0.3-0.4、納米銅0.4-0.5、納米羥基草酸鋁溶液1.2-1.40
[0007]所述阻燃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20-30分鐘，結束反應后，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，調節pH值為8-9，再加入氟化納米氧化銦錫，在6000-7000轉/分下進行磁力攪拌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，繼續攪拌20-30分鐘，得到混合漿液；
(3)將磺基水楊酸、乙二胺四乙酸、納米銅、納米羥基草酸鋁溶液混合，研磨均勻，得到改性納米羥基草酸鋁溶液；
(4)將所述混合漿液與水性聚氨酯樹脂、改性納米羥基草酸鋁溶液混合均勻，再加入其他剩余成分攪拌均勻，即得。
[0008]本發明的優點是:本發明使用全氟辛酸對納米氧化錫銻進行氟化改性，使得涂料的吸水性降低，防止納米粒子吸水變性，影響隔熱性和粘結強度，同時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，提高了與樹脂的粘結性，從而提高了涂料的粘結強度和耐磨性;通過使用磺基水楊酸、乙二胺四乙酸對納米銅、納米羥基草酸鋁溶液進行改性，納米銅、納米羥基草酸鋁溶液的親油性提高，與樹脂的粘結性提高，在涂料中分散均勻，提高了阻燃性的同時，還提高了耐磨性，納米銅還能提高涂料對紫外性的遮蔽性。
【具體實施方式】
[0009]—種阻燃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、磺基水楊酸0.4、乙二胺四乙酸0.3、納米銅0.4、納米羥基草酸鋁溶液1.2。
[0010]所述阻燃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20分鐘，結束反應后，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，調節pH值為8，再加入氟化納米氧化銦錫，在6000轉/分下進行磁力攪拌60分鐘，再超聲處理12分鐘，再加入過硫酸鉀，加熱至63°C，繼續攪拌20分鐘，得到混合漿液；
(3)將磺基水楊酸、乙二胺四乙酸、納米銅、納米羥基草酸鋁溶液混合，研磨均勻，得到改性納米羥基草酸鋁溶液；
(4)將所述混合漿液與水性聚氨酯樹脂、改性納米羥基草酸鋁溶液混合均勻，再加入其他剩余成分攪拌均勻，即得。
[0011 ] 該實施例得到的涂料涂覆在玻璃上，在70°C下干燥2小時，按GB/T5739-1996標準測試鉛筆硬度2H，按照GB/T1727-92標準測試附著力為I級，按照按GB/T1786-79標準測試耐磨性，磨損值(10—2g)為2.89; 12小時涂膜的吸水率10.1%，可見光透過率為76%，遮蔽系數為0.78,在碘鎢燈照射下該實施例的隔熱玻璃和空白玻璃之間的空盒內空氣溫差達到9.1°C。
【主權項】
1.一種阻燃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、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.Ι-Ο.2 、 異氰酸酯3-3.5、磺基水楊酸0.4-0.5、乙二胺四乙酸0.3-0.4、納米銅0.4-0.5、納米羥基草酸鋁溶液1.2-1.4。2.根據權利要求1所述阻燃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行混合加入到Ν，Ν’_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20-30分鐘，結束反應后，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，調節pH值為8-9，再加入氟化納米氧化銦錫，在6000-7000轉/分下進行磁力攪拌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，繼續攪拌20-30分鐘，得到混合漿液； (3)將磺基水楊酸、乙二胺四乙酸、納米銅、納米羥基草酸鋁溶液混合，研磨均勻，得到改性納米羥基草酸鋁溶液； (4)將所述混合漿液與水性聚氨酯樹脂、改性納米羥基草酸鋁溶液混合均勻，再加入其他剩余成分攪拌均勻，即得。
【文檔編號】C09D5/08GK105838213SQ201610273368
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月27日
【發明人】程言俊
【申請人】安徽榮程玻璃制品有限公司