專利名稱：一種隔熱自清潔玻璃涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于玻璃的隔熱自清潔涂料。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā) 展和生產(chǎn)力的提高，人們對(duì)能源的需求越來越大，由于能源的大量釋放引起的各種環(huán)境問題，如溫室效應(yīng)，酸雨等也日益受到全社會(huì)的關(guān)注。在許多國(guó)家，空調(diào)風(fēng)扇等制冷設(shè)備耗能量占全年總能耗的20%以上，建筑能耗約占全世界能耗的30%-40%。因此，人們對(duì)建筑節(jié)能和環(huán)保方面提出了更高的要求。由于采暖和空調(diào)能耗的40%_50%是由門窗的傳熱引起的，而現(xiàn)代建筑和汽車廣泛使用大面積玻璃窗和玻璃幕墻，因此具有熱反射性能的玻璃表面涂料在建筑物和汽車的節(jié)能方面具有廣泛的用途和前景。將隔熱涂料應(yīng)用于高樓大廈的建筑玻璃，透明頂棚以及汽車玻璃等場(chǎng)合，人們則提出了更高的要求，該涂料不僅需要有良好的隔熱性能，還必須保證室內(nèi)采光度不受影響。又考慮到高樓大廈外圍玻璃清洗困難，需要耗費(fèi)大量人工費(fèi)等，人們又希望該涂料具有自動(dòng)清潔玻璃，去除玻璃污潰的功能。目前，關(guān)于隔熱透明涂料或是自清潔涂料的制備已經(jīng)比較成熟。常用的隔熱涂料如銻摻雜氧化錫(ATO)、氟摻雜氧化錫(FTO)、錫摻雜氧化銦(ΙΤ0)、鋁摻雜氧化鋅(AZO)等，常用的自清潔涂料如Ti02、SiO2等。但同時(shí)具備隔熱和自清潔性質(zhì)的涂料卻少有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有應(yīng)用要求中對(duì)玻璃薄膜提出的隔熱和自清潔雙重性能，本發(fā)明的目的是提供一種制備工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期較短，隔熱性能良好，透光性能良好復(fù)合玻璃薄膜。該薄膜同時(shí)具備隔熱自清潔雙重功效。但是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，要同時(shí)具備隔熱和自清潔雙重功能的涂料，仍存在一些技術(shù)難題需要解決。即應(yīng)選擇何種隔熱涂料，何種自清潔涂料，如何有效的組合，各成分如何配比，仍是發(fā)明人需要解決的重要問題。另外，發(fā)明人在研究中還發(fā)現(xiàn)將隔熱和自清潔的涂料原料兩者組合過程中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生分散不均的狀況，因此，選擇合適的分散劑也成為困擾發(fā)明人的一個(gè)重要問題。經(jīng)過多次的反復(fù)試驗(yàn)及嘗試，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)以下配比的原料制成的玻璃涂料可以成功的實(shí)現(xiàn)隔熱自清潔功能，所述涂料是由包含以下組分和配比的原料混合而成45-66%成膜物質(zhì)34-56% 納米 ATO-TiO2 復(fù)合漿料0.1%-1% 的流平劑
O. 25%-2% 的分散劑O. 5%-1 % 的增稠劑以上百分比均為質(zhì)量百分比。進(jìn)一步，所述的成膜物質(zhì)為雙酚A型環(huán)氧樹脂、水性聚氨酯、丙烯酸樹脂的一種或多種。進(jìn)一步所述的納米么1'0-1102復(fù)合漿料以重量份數(shù)計(jì)，該漿料由5 15份納米ATO粉體，7(Γ90份去離子水水，2. 5^10份納米二氧化鈦粉體和占粉體重量2 15%的漿料分散劑組成。進(jìn)一步，上述的漿料分散劑為十二烷基苯磺酸鈉、六偏磷酸納、多聚磷酸納及硅烷偶聯(lián)劑的一種或多種。進(jìn)一步,上述的納米ATO-TiO2復(fù)合衆(zhòng)料所含納米ATO粉體的平均粒徑在IOOnm以下。進(jìn)一步，上述的納米ATO-TiO2復(fù)合漿料所含TiO2粉體為銳鈦礦型，且平均粒徑在15_25nm0進(jìn)一步，上述漿料的體系pH值為6· (Γ10. O。再進(jìn)一步，上述納米ATO-TiO2復(fù)合漿料的制備過程如下將納米ATO粉體，二氧化鈦粉體，蒸餾水和分散劑進(jìn)行研磨分散，然后調(diào)節(jié)體系ΡΗ=6. (Γ10. 0，在超聲波作用下進(jìn)一步分散，最后通過剪切乳化攪拌機(jī)均勻分散，制得納米ATO-TiO2復(fù)合漿料，以重量份數(shù)計(jì)，蒸餾水為75、0，納米ATO粉體為5 15份，二氧化鈦粉體為2. 5 10份，分散劑占粉體總質(zhì)量的2 15%。再進(jìn)一步，所述增稠劑為甲基纖維素。進(jìn)一步，所述的流平劑為聚醚有機(jī)硅氧烷流平劑、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺的一種或多種。進(jìn)一步，所述的分散劑可以選自深圳雙成貿(mào)易公司FT-206，或其它可對(duì)涂料起到輔助分散作用的分散劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于I、本發(fā)明通過采用納米ATO-TiO2復(fù)合漿料，及本發(fā)明的各成分有效組合從而使得本發(fā)明涂料，分散性好，可以順利成膜，且具有優(yōu)異的隔熱性和自清潔功能。2、本發(fā)明提供的隔熱自清潔玻璃涂料，成本低廉，工藝簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。3、將本發(fā)明提供的隔熱自清潔玻璃涂料涂覆到玻璃上后，能阻隔紅外光，但并不影響可見光的透過，玻璃具有的自清潔功能可以使玻璃不需要人工擦拭就能在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持光潔干凈。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例1、2、3制備的透明隔熱自清潔玻片與空白玻片的隔熱效果對(duì)比圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例1、2、3制備的隔熱自清潔玻片以及空白玻片對(duì)甲基橙溶液的降解圖，用以表征玻片的自清潔性能。圖3是本發(fā)明實(shí)施例I、2、3制備的隔熱自清潔玻片以及空白玻片對(duì)可見光及近紅外光的透過率曲線。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。本發(fā)明制備隔熱自清潔玻璃涂料時(shí)，采用納米ATO粉體和納米TiO2粉體作為主要的顏料。實(shí)施例I稱取I. 5g多聚磷酸鈉加入到80ml蒸餾水中，迅速攪拌的同時(shí)加入IOgATO粉體，5g TiO2粉體。并調(diào)節(jié)體系pH=8.攪拌均勻后超聲分散15min，再在FJ200高速勻質(zhì)分散機(jī)上攪拌4h。得到ATO-TiO2復(fù)合漿料，漿料分散穩(wěn)定性良好，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的放置，也并未發(fā)生明顯沉降。稱取IlOg水性聚氨酯(PUD-350，上海思盛)，將其與ATO-TiO2復(fù)合漿料混合均勻，依次加入1.5g分散劑(深圳雙成貿(mào)易公司，F(xiàn)T-206)、0. 8g聚丙烯酸鈉以及l(fā).Og甲基纖維素，再在高速勻質(zhì)分散機(jī)上攪拌2h得到涂料，再將涂料以浸潰-提拉的方式涂覆到玻璃上，得到均勻涂覆，膜質(zhì)均勻的隔熱自清潔玻璃薄膜。實(shí)施例2稱取2. 5g六偏磷酸鈉加入到IOOml蒸懼水中，迅速攪拌同時(shí)加入15g納米ATO粉體，IOg TiO2粉體。調(diào)節(jié)pH=6后超聲分散15min，再通過剪切乳化攪拌機(jī)攪拌4h。得到ATO-TiO2復(fù)合漿料，漿料分散穩(wěn)定性良好，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的放置，也并未發(fā)生明顯沉降。稱取150g水性聚氨酯(PUD-350，上海思盛)，將其與ATO-TiO2復(fù)合漿料混合均與，依次加入2. 5g分散劑(FT-206)、I. 4g聚醚有機(jī)硅氧烷流平劑(深圳雙成貿(mào)易公司FL-3)和I. 6g甲基纖維素，再高速分散2h得到涂料，再將涂料以懸涂得方式涂覆到玻璃上，得到均勻涂覆，膜質(zhì)均勻的隔熱自清潔玻璃薄膜。實(shí)施例3稱取12g納米ATO粉體、5g TiO2粉體以及I. 5g十二烷基苯磺酸鈉。將其加入到90ml蒸懼水中，攪拌均勻后調(diào)節(jié)體系pH=8,再高速攪拌4 5h,最后超聲分散15min。得到ATO-TiO2復(fù)合漿料，漿料分散穩(wěn)定性良好，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的放置，也并未發(fā)生明顯沉降。稱取200g雙酚-A型環(huán)氧樹脂(EP 01661-310)，將之與復(fù)合漿液混合均與，依次加入2. Og類分散劑(FT-206)、1.5g聚醚有機(jī)硅氧烷流平劑(FL-3)和I. 8g甲基纖維素，再高速攪拌2h得到涂料，以浸潰-提拉的方式涂覆到玻璃上，得到均勻涂覆，膜質(zhì)均勻的隔熱自清潔玻璃薄膜。圖I是本發(fā)明實(shí)施例1、2、3制備的透明隔熱自清潔玻片與空白玻片的隔熱效果對(duì)比圖。其中，前60min為光照下，隔熱體系內(nèi)部的升溫曲線，后60min為光照停止后，隔熱體系內(nèi)部的降溫曲線。以實(shí)施例I說明，相比空白玻片，在光照下，放置隔熱自清潔玻片的隔熱體系內(nèi)部升溫速度明顯緩慢。光照停止后，隔熱自清潔玻片體系內(nèi)部溫度也較空白玻片低，明顯起到了隔熱的效果。實(shí)施例2、3也具有類似效果。圖2是本發(fā)明實(shí)施例1、2、3制備的隔熱自清潔玻片對(duì)甲基橙溶液的降解圖。以實(shí)施例I說明，涂覆隔熱自清潔涂料后，玻片對(duì)甲基橙溶液具有良好的降解能力。經(jīng)過兩個(gè)半小時(shí)的光照后，玻片對(duì)甲基橙溶液的降解率到達(dá)了 90%。實(shí)施例2、3也具有類似效果。 圖3是本發(fā)明實(shí)施例I、2、3制備的隔熱自清潔玻片以及空白玻片對(duì)可見光及近紅外光的透過率曲線。以實(shí)施例I說明，涂覆隔熱自清潔涂料后，玻片對(duì)可見光透過率并無太大影響，但對(duì)紅外光能起到明顯的阻隔作用。實(shí)施例2、3也具有類似效果。采用上述配方制備的隔熱自清潔玻璃，不僅隔熱性能好，自清潔能力強(qiáng)。而且制備過程簡(jiǎn)單易行，成本低廉，達(dá)到了本發(fā)明的目的。上述實(shí)例只是對(duì)本發(fā)明的舉例說明，本發(fā)明也可通過其他方式加以實(shí)現(xiàn)或改進(jìn)，
但所有這些實(shí)現(xiàn)或改進(jìn)都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有隔熱自清潔功能的玻璃涂料，其特征在于，所述涂料是由包含以下組分和配比的原料混合而成 A.45-66%成膜物質(zhì) B.34-56%納米ATO-TiO2復(fù)合漿料 C.O. 1%-1%的流平劑 D.O. 25%-2%的分散劑 E.O. 5%-1%的增稠劑 以上百分比均為質(zhì)量百分比； 所述的成膜物質(zhì)為雙酚A型環(huán)氧樹脂、水性聚氨酯、有機(jī)硅樹脂、丙烯酸樹脂的一種或多種； 所述的納米ATO-TiO2復(fù)合漿料，以重量份數(shù)計(jì)，該漿料由5 15份納米ATO粉體，70^90份去離子水，2. 5^10份納米二氧化鈦粉體和占粉體重量2 15%的漿料分散劑組成； 所述的漿料分散劑為六偏磷酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基苯磺酸鈉、PEG2000、多聚磷酸納及硅烷偶聯(lián)劑的一種或多種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的玻璃涂料，其特征在于所述增稠劑為甲基纖維素、羥乙基纖維素的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的玻璃涂料，其特征在于所述流平劑為聚醚有機(jī)硅氧烷流平齊U、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的玻璃涂料，其特征在于，其特征在于，所述的納米ATO-TiO2復(fù)合衆(zhòng)料中所述納米ATO粉體的平均粒徑在IOOnm以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的玻璃涂料，其特征在于所述的納米ATO-TiO2復(fù)合漿料中所述的TiO2粉體為銳鈦礦型，且平均粒徑在15 25nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的玻璃涂料，其特征在于所述的納米ATO-TiO2復(fù)合漿料的體系pH 值為 6. 0 10· O。
7.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的玻璃涂料，其特征在于，所述的納米ATO-TiO2復(fù)合漿料，其制備過程如下將納米ATO粉體，二氧化鈦粉體，蒸餾水和分散劑進(jìn)行研磨分散，然后調(diào)節(jié)體系ρΗ=6. (Γ10. 0，在超聲波作用下進(jìn)一步分散，最后通過剪切乳化攪拌機(jī)均勻分散，制得納米ATO-TiO2復(fù)合漿料，以重量份數(shù)計(jì)，蒸餾水為7(Γ90，納米ATO粉體為5 15份，納米二氧化鈦粉體為2. 5^10份，漿料分散劑占粉體總質(zhì)量的2 15%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有隔熱自清潔功能的玻璃涂料，主要由成膜樹脂、納米摻銻二氧化錫(ATO)粉體、納米TiO2粉體、分散劑、成膜助劑等組分組成。本發(fā)明的涂料應(yīng)用于玻璃后，可賦予玻璃隔熱和自清潔雙重功效。既能起到節(jié)能的作用，又可減少人工擦拭。而且涂料的制備簡(jiǎn)單易行，成本低廉，適合工業(yè)化的生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C09D163/02GK102876197SQ20121022988
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月4日
發(fā)明者段學(xué)臣, 周志超, 肖桂英 申請(qǐng)人:中南大學(xué)