一種水性透明隔熱涂料及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域的制作方法
【專利說明】一種水性透明隔熱涂料及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域
【背景技術(shù)】
[0001] 二十世紀(jì)以來世界能源消耗大幅度增長，節(jié)能、降低能耗、提高經(jīng)濟(jì)效益，是科學(xué) 研究和技技術(shù)開發(fā)的重大目標(biāo)之一。
[0002] 在各類能源消耗中，建筑物采暖及空調(diào)耗能占有相當(dāng)大的比重。門窗作為房屋建 筑中，透明和可以開口的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，是冬季和夏季隔熱最薄弱的部分。
[0003] 在解決冬季和夏季隔熱的方法中，有的應(yīng)用節(jié)能玻璃LOW - E玻璃，又稱低輻 射鍍膜玻璃，節(jié)能效果好，應(yīng)用很多。但是，其制造設(shè)備昂貴，能耗較高，且需要做成雙層中 空玻璃才能保持其節(jié)能效果。而納米隔熱透明涂料是一種可以讓玻璃即保持高透光性，同 時又有較好的隔熱效果的材料。
[0004] 目前，國外玻璃納米透明隔熱涂料使用普及率極高，在美國，建筑納米透明隔熱涂 料的普及率已超過90%。澳大利亞、新西蘭等國建筑玻璃納米透明隔熱涂料的普及率也都 在75%以上。在歐洲地區(qū)，建筑用玻璃納米透明隔熱涂料的普及率也已達(dá)到80%以上， 其中荷蘭、丹麥、瑞士等國的建筑用玻璃納米透明隔熱涂料普及率更超過了 85%。在亞洲 地區(qū)，除了中國香港、臺灣地區(qū)和日本、韓國外，其他國家的建筑玻璃透明隔熱涂料普及率 平均不到20%。我國大陸的建筑玻璃透明隔熱涂料的普及率不到10%。根據(jù)建設(shè)部和國 家建材局的統(tǒng)計，目前我國公共建筑面積大約為45億平方米，其中99%都屬于高能耗建 筑。現(xiàn)在我國正在大力推行節(jié)能減排的政策，玻璃隔熱透明涂料的材料定有一個很大的發(fā) 展空間。江蘇、北京的先后研發(fā)出納米級氧化物作為主要添加劑的有機(jī)透明隔熱涂料和無 機(jī)透明絕熱涂料。這種涂料大多屬于輻射型隔熱保溫涂料。北京公司以無機(jī)醇溶透明樹 脂為成膜物，將其與分散性良好的納米級導(dǎo)電氧化物（ΙΤ0)相混合，從而研制成透明絕熱涂 料。透明絕熱涂料對可見光的透過率達(dá)75%，對紅外線的阻隔率可達(dá)72%。潤和科技研發(fā) 的玻璃用透明隔熱涂料是一種藍(lán)色的粘度較小的，以水為溶劑的水性涂料(粘度< l〇〇pa. s)其施工方法很簡單，，采用淋涂的方法涂覆，涂覆后在室溫條件下約15min后可表干，但 是這種涂料含有甲醇和重金屬，對人體有害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，研制出成本低，又具有附著 力強(qiáng)，耐老化，防水等優(yōu)良性能的一種水性透明隔熱涂料。
[0006] 本發(fā)明的另一個目的在于研究出制備上述的一種水性透明隔熱涂料的制備方法， 使其方法工藝簡便，成本低廉，易于操作。
[0007] 本發(fā)明的一種水性透明隔熱涂料，含有以下組份： 納米ΙΤ0 (indium tinoxides)納米銦錫金屬氧化物復(fù)合粉體，簡稱納米ΙΤ0粉體。
[0008] 納米ΙΤ0粉體1.5 - 7.0重量份，蒸餾水30 - 45重量份，水性氟碳樹脂乳液 簡稱FEVE乳液40 - 60重量份，HDI固化劑6 - 9. 5重量份，所說的重量份可以是克、 公斤、斤、噸等。
[0009] 組份ΙΤ0為1.5 - 7.0重量份，又以2.0 - 5.0重量份為佳。
[0010] 所選的納米ITO (indium tinoxides)納米銦錫金屬氧化物，氧化銦錫氧化物復(fù) 合粉體，是用途廣泛的功能材料，俗稱ΙΤ0粉體。作為一種N型半導(dǎo)體材料，ΙΤ0以 其良好的導(dǎo)電性、透光性而成為電子行業(yè)顯示器、顯象管防靜電、防輻射、防眩目的熱點材 料。ΙΤ0粉體鍍成薄膜后透明，強(qiáng)烈反射紅外光，并有低的膜電阻，因而在液晶顯示，微波屏 蔽，隔熱玻璃，太陽能電池，車輛窗口去霧等方面獲得日益廣泛的應(yīng)用。
[0011] 中國專利文獻(xiàn)申請?zhí)?00910098088. 4介紹了其制備方法。納米ΙΤ0的制備方 法有溶劑熱一煅燒法，離子交換除氯水解法，乙酸異戊酯共沸蒸餾干燥法。也有人將銦錫氫 氧化物置于充滿氬氣的高壓釜內(nèi)，300°C，在2MPa的條件下生產(chǎn)ΙΤ0的納米顆粒。
[0012] 本發(fā)明可采用的納米ΙΤ0購自杭州萬景新材料有限公司，其技術(shù)指標(biāo)是：指標(biāo) 化學(xué)式 In203/Sn02。
[0013] 型號：一 SI02, VK ;外觀：淡黃色粉末，平均原級粒徑20 - 50nm，純度： 99.99%，密度：7.12 - 7.168/〇113 比表面積：一350m2/g。300 本發(fā)明的納米ΙΤ0平均顆粒直徑可以為50 - 100 nm，又以20 - 50 nm為佳。本 發(fā)明所選用的水性FEVE氟碳樹脂乳液(氟烯烴與烷基乙烯基醚或酯的共聚物)，是以三氟 氯乙烯和其它功能性單體為原料，運(yùn)用乳液合成技術(shù)制備的雙組份常溫交聯(lián)聚合物。該氟 聚合物乳液中的活性官能團(tuán)羰基同酰肼類發(fā)生固化交聯(lián)反應(yīng)，形成均勻，透明的涂層，該氟 碳乳液具有較為規(guī)整分子排列，主鏈含氟原子，而不是支鏈，或者其他形式。氟的含量大于 11. 5%，極佳的機(jī)械穩(wěn)定性，是氟碳乳液能夠承受較大剪切力，對乳液沖擊，特別適用于高 速分機(jī)的分散設(shè)備。
[0014] 本發(fā)明的一種水性透明隔熱涂料的制備方法，包括以下步驟： (1)首先按水性透明隔熱涂料的所含各組份的重量份，稱取各種原料的量。
[0015] (2)將蒸餾水加入到反應(yīng)容器中，在高速分散的條件下，將納米ΙΤ0粉以一克/ 分一克/分地加入到蒸餾水中，高速分散15 - 50分鐘至呈漿狀物。所述高速分散就是 以1160 - 1500轉(zhuǎn)/分進(jìn)行攪拌。（3)將步驟（2)中所得的漿狀物，加入到FEVE乳液中， 中速分散15 - 50分鐘，得到一種中間產(chǎn)物，所述中速分散就是以500 - 1000轉(zhuǎn)/分 進(jìn)行攪拌。邊攪拌邊向步驟（3)中的中間產(chǎn)物中加入固化劑HDI，中速攪拌15 - 50分 鐘，所述中速分散就是以500 - 1000轉(zhuǎn)/分進(jìn)行攪拌，得到水性透明隔熱涂料。在步驟 (2)中高速分散的時間為15 - 50分鐘，20 - 35分鐘為宜； 以在步驟（3)中，中速分散的時間為15 - 50分鐘，又以25 - 35分鐘為佳。在步 驟（4)中速分散的時間為15 - 50分鐘，中，又以20 - 40分鐘為好。所說的反應(yīng)容器 可以是分散機(jī)或帶有攪拌機(jī)的反應(yīng)釜。本發(fā)明在進(jìn)行高速分散或中速分散時所使用的設(shè)備 可以是臥式砂磨機(jī)或藍(lán)式砂磨機(jī)。其技術(shù)參數(shù)見表1。
[0016] 本發(fā)明用了銦錫氧化物粉（ΙΤ0粉）在涂料中鍍成薄膜后，對可見光透明、 強(qiáng)烈反射紅外光，并有低的膜電阻。本發(fā)明的涂料具有優(yōu)異的附著力，耐紫外線老 化，防水，阻燃，隔熱效果好，具有導(dǎo)電功能，價格便宜，又能使微波衰減。本發(fā)明的 工藝方法，工藝簡單，易于操作，設(shè)備投資小，制成的水性透明隔熱涂料性能優(yōu)良， 用途廣泛?？蓮V泛用于汽車、火車、飛機(jī)等交通工具的玻璃隔熱和防霧除霜?？捎?于建筑玻璃，太陽能玻璃等的隔熱保溫?？蓮V泛用于抗靜電玻璃?？捎糜谑突?工，電業(yè)建筑，金屬冶煉，醫(yī)藥紡織，造船造紙等多種行業(yè)的多種設(shè)備的保溫隔熱， 保冷和抗靜電?？捎糜谟嬎銠C(jī)房，雷達(dá)屏蔽保護(hù)區(qū)等隔絕遠(yuǎn)紅外和需要屏蔽電磁 波的地方，以防止外界電磁波的侵入而造成電子設(shè)備的誤差和保密信息的泄漏。
【主權(quán)項】
1. 一種水性透明隔熱涂料，其特征在于，含有以下組分， 納米銦錫金屬氧化物，復(fù)合粉體簡稱 納米ITO粉體1. 5~7. 0重量份， 蒸餾水3(Γ45重量份， 水性氟碳樹脂乳液，簡稱FEVE乳液40~60重量份， HDI固化劑6. (T9. 5重量份。2. 根據(jù)權(quán)利要求的一種水性透明隔熱涂料，其特征在于， 納米銦錫金屬氧化物，復(fù)合粉體簡稱 納米ΙΤΟ粉體2. (Γ5. 0重量份， 蒸餾水37. 5~40. 5重量份， 水性氟碳樹脂乳液，簡稱FEVE乳液45~55重量份， HDI固化劑7. 5~8. 5重量份。3. 根據(jù)權(quán)利要求1、其中之一的一種水性透明隔熱涂料，2其特征在于，所述納米銦 錫金屬氧化物，復(fù)合粉體，簡稱納米ΙΤΟ粉體粒徑范圍為50~100納米。4. 根據(jù)權(quán)利要求1、其中之一的一種水性透明隔熱涂料，2其特征在于，所述納米銦 錫金屬氧化物，復(fù)合粉體，簡稱納米ΙΤΟ粉體粒徑范圍為20~50納米。5. -種水性透明隔熱涂料的制備方法，其特征在于，含有以下步驟： 首先按水性隔熱涂料所含各組分的重量份，稱取各種原料的量， 將蒸餾水加入到反應(yīng)容器中，在高速分散的條件下，將納米ΙΤΟ粉體以1.2克/ 分一2.2克/分地加入到蒸餾水中，高速分散15~50分鐘至呈漿狀物，所述高速分散就 是以1160~1500轉(zhuǎn)/分進(jìn)行攪拌， 將（2)步驟中所得的漿狀物，加入到FEVE乳液中，中速分散15~50分鐘，得到一種中 間產(chǎn)物，所述的中速分散就是以500~1000轉(zhuǎn)/分進(jìn)行攪拌， 在邊攪拌邊向步驟（3)中所得到的中間產(chǎn)物中，加入固化劑HDI，中速分散15~50分 鐘， 所述分散就是以500~1000轉(zhuǎn)/分進(jìn)行攪拌。6. 根據(jù)權(quán)利要求的一種水性透明隔熱涂料，其特征在于，在步驟（2)中，高速分散 20~35分鐘。7. 根據(jù)權(quán)利要求的一種水性透明隔熱涂料，其特征在于，在步驟（3)中，高速分散 25~35分鐘。8. 根據(jù)權(quán)利要求的一種水性透明隔熱涂料，其特征在于，在步驟（4)中，中速分散 20~40分鐘。
【專利摘要】我國大陸的建筑玻璃透明隔熱涂料的普及率不到10％。根據(jù)建設(shè)部和國家建材局的統(tǒng)計，目前我國公共建筑面積大約為45億平方米，其中99％都屬于高能耗建筑?，F(xiàn)在我國正在大力推行節(jié)能減排的政策，玻璃隔熱透明涂料的材料定有一個很大的發(fā)展空間。江蘇、北京的先后研發(fā)出納米級氧化物作為主要添加劑的有機(jī)透明隔熱涂料和無機(jī)透明絕熱涂料。這種涂料大多屬于輻射型隔熱保溫涂料。北京公司以無機(jī)醇溶透明樹脂為成膜物，將其與分散性良好的納米級導(dǎo)電氧化物（ITO）相混合，從而研制成透明絕熱涂料。透明絕熱涂料對可見光的透過率達(dá)75％，對紅外線的阻隔率可達(dá)72％。潤和科技研發(fā)的玻璃用透明隔熱涂料是一種藍(lán)色的粘度較小的，以水為溶劑的水性涂料（粘度＜100pa.s）其施工方法很簡單，采用淋涂的方法涂覆，涂覆后在室溫條件下約15min后可表干，但是這種涂料含有甲醇和重金屬，對人體有害。
【IPC分類】C03C17/32, C09D7/12, C09D5/33, C09D127/12
【公開號】CN105440826
【申請?zhí)枴緾N201410492557
【發(fā)明人】張衛(wèi)中, 焦豐嫻, 岳琪
【申請人】南京長江涂料有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2014年9月24日