玻璃隔热涂料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及涂料，尤其涉及一种玻璃隔热涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、玻璃作为透明材料被广泛应用于建筑行业中，而改善玻璃的隔热保温效果是建筑物节能减排中的重要环节。目前常用的隔热方法主要包括在普通玻璃上贴膜(如隔热膜、热反射膜等)或直接采用low-e镀膜玻璃，但贴膜的方式需要使用胶水粘合，长期使用易因胶黏剂老化而造成卷边、脱落的现象，导致使用寿命较短。而low-e镀膜玻璃虽然具备较好的隔热效果，但价格昂贵，成本较高，不符合节能理念。因此，有必要研究一款造价成本低且隔热透光效果好的隔热涂料。

技术实现思路

1、为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种玻璃隔热涂料及其制备方法和应用，能在保证玻璃透光率的同时，提高玻璃的隔热效果。

2、为了达到以上目的，本发明采用的技术方案之一是：一种玻璃隔热涂料，按重量份计，包括如下组分：成膜基料100-130份、纳米铯钨青铜浆料10-30份、纳米ato浆料0-30份、紫外吸收剂1-20份、硅烷偶联剂0.1-1份、润湿流平剂0.1-1份、稀释剂15-25份；其中，成膜基料为丙烯酸、有机硅或双组份聚氨酯。

3、进一步来说，双组份聚氨酯包括含羟基的聚氨酯a、含异氰酸酯基的聚氨酯b，聚氨酯a、聚氨酯b的含量比为2.5-5:1。

4、进一步来说，纳米铯钨青铜浆料包括纳米铯钨青铜粉体、助剂、去离子水，其中，助剂包括二甲基乙酰胺、丙二醇甲醚醋酸酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、1,4-丁内酯、乙二醇叔丁醚、丙二醇甲醚、d-柠檬烯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、丙二醇苯醚中的至少两种。将纳米铯钨青铜浆料作为涂料基料之一，能利用已经分散好的铯钨青铜浆料更快地与其余涂料基料混合，提高涂料的分散效率。

5、铯钨青铜的结构式为csxwo3，其中，0≤x≤1，而csxwo3-x为缺氧态铯钨青铜。当纳米铯钨青铜浆料采用缺氧态铯钨青铜时，能利用其结构中富含的大量的氧缺陷，来提升材料内部的电子浓度，从而提升光调节效率。且通过调节x的取值，可以自由的调控纳米铯钨青铜粉体的红外屏蔽性能。更进一步地，0.1＜x＜0.5。

6、更进一步地，纳米铯钨青铜浆料采用的是晶态铯钨青铜，其晶型为六方型、四方型、正交型中的至少一种。

7、且铯钨青铜的纳米粉体形貌多样，可为纳米颗粒、纳米针、纳米棒、纳米带、纳米线等多种形貌。

8、进一步来说，聚氨酯a为羟基含量在3-4％之间的脂肪族聚氨酯。通过对羟基含量的限定能提升聚氨酯a与聚氨酯b交联过程中的交联密度，同时能增强涂料固化后的耐水性和耐蚀性。更进一步地，聚氨酯a为羟基丙烯酸树脂。

9、聚氨酯b的结构式为r-n＝c＝o，其中，r代表有机基团，可以是脂肪族或芳香族的碳氢化合物基团。示例性地，聚氨酯b为脂肪族二异氰酸酯。更进一步地，聚氨酯b为六亚甲基二异氰酸酯，其密度为1.05g/cm3，粘度为3mpa·s。

10、更进一步地，聚氨酯a、聚氨酯b的含量比为4:1。

11、进一步来说，纳米ato浆料的固含量为10-40％；且在纳米ato浆料中，氧化锡与三氧化二锑的含量比为90:10。更进一步地，氧化锡(sno2)、三氧化二锑(sb2o3)的粒径为10-40nm。以在透过可见光的同时，吸收或反射近红外线，达到隔热目的，并对红外有高效阻隔的作用。

12、进一步来说，紫外吸收剂包括水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、苯酮类中的至少一种。更进一步地，紫外吸收剂为苯并三氮唑型液态复合光稳定剂，如uv-5151，其有效成分不少于93％，密度为1.1g/cm3，透光率460nm≥95％，500nm≥97％。通过紫外吸收剂的添加能有效提高高分子材料的寿命，防止表面龟裂和老化，并保持光泽，提高双组份聚氨酯的耐黄变性。

13、进一步来说，硅烷偶联剂为kh-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、kh-560(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)、kh-570(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)中的至少一种，

14、更进一步地，硅烷偶联剂为kh-550。示例性地，硅烷偶联剂的结构式为c9h23no3si，含量≥96％，密度0.938-0.945g/cm3，通过含有两种不同的活性基团(氨基和乙氧基)，用来偶联有机高分子和无机填料，以增强产品的粘结性，提高产品的抗老化性能。

15、进一步来说，润湿流平剂包括丙烯酸类、有机硅类、氟碳化合物类中的至少一种。示例性地，润湿流平剂为有机硅类流平剂(型号为lgh-7499)。通过润湿流平剂的添加能降低产品表面张力，增强其对底材(玻璃)的润湿性，提高流平性。

16、进一步来说，稀释剂主要由苯类、酯类、酮类等有机溶剂配制而成。示例性地，稀释剂为酯类稀释剂my-101。具体为聚醚多元醇乙酸酯，其可以帮助涂料均匀地涂覆在玻璃表面，降低涂料的粘度，并调节涂料的流动性和施工性，提高其光泽度和耐久性。

17、本发明玻璃隔热涂料的有益效果在于：

18、以成膜基料作为主要成膜材质，以铯钨青铜、氧化锡锑(ato)作为纳米功能材料，并辅以紫外吸收剂来调节涂料的可见光、红外光及紫外光透过率，利用纳米级铯钨青铜优异的可见光透过率和近红外光遮蔽性能、以及纳米ato的高透过率和红外阻隔性能，使得涂料在保有高透光率的同时，兼具保温隔热性能。

19、当成膜基料采用双组份聚氨酯时，利用聚氨酯a的羟基与聚氨酯b的异氰酸酯基反应交联固化，并通过对其含量比的限定以及助剂的配合，能将涂料的粘度调节到合适的状态，在其涂覆到玻璃上时，涂料既能保证粘接的牢固性，又能自动流平，以保证涂覆后玻璃表面的平整光滑。

20、利用纳米铯钨青铜浆料较好的流动性和分散性，能更快地与涂料基料混合均匀，且由于铯钨青铜浆料已经分散，因此，在涂料制备过程中能减少分散剂的使用量，在提高涂料分散效率的同时，降低成本。

21、本发明采用的技术方案之二是：一种玻璃隔热涂料的制备方法，包括如下步骤：将聚氨酯a、纳米铯钨青铜浆料、纳米ato浆料、紫外吸收剂、硅烷偶联剂、润湿流平剂依次添加到高速分散设备中，在1000-2000rpm的转速下分散10-40min后，自然消泡20-30min；再经分子筛过滤后与聚氨酯b、稀释剂按一定比例混合，搅拌5-20min后即得玻璃隔热涂料。

22、本发明玻璃隔热涂料的制备方法的有益效果在于：

23、通过纳米铯钨青铜浆料、纳米ato浆料、紫外吸收剂、硅烷偶联剂、润湿流平剂等助剂与聚氨酯a进行混合分散，以在聚氨酯a与聚氨酯b交联前对聚氨酯a进行充分分散，然后再与聚氨酯b交联固化，并辅以稀释剂进行稀释，以制备出高紫外红外阻隔、高可见光透过率的玻璃隔热涂料。本发明的制备方法简单易得，适于批量生产。

24、进一步来说，纳米铯钨青铜浆料按如下方法制得：

25、向去离子水中加入助剂，并以600-800rpm的转速搅拌20-40min后得到助剂溶液；将纳米铯钨青铜粉体以1:2-8的含量比加入到助剂溶剂中，搅拌均匀，得到混合溶液；

26、在300-500rpm的砂磨转速下对混合溶液进行一次研磨，一次研磨时间为22-24h；在2000-2200rpm的砂磨转速下对经一次研磨的混合溶液进行二次研磨，二次研磨时间为4-6h；

27、对二次研磨后的混合溶液进行过筛处理(100目分子筛)，过筛后即得纳米铯钨青铜浆料。

28、其中，助剂包括二甲基乙酰胺、丙二醇甲醚醋酸酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、1,4-丁内酯、乙二醇叔丁醚、丙二醇甲醚、d-柠檬烯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、丙二醇苯醚中的至少两种。

29、本发明采用的技术方案之三是：一种玻璃隔热涂料在玻璃上的应用，采用上述任一的玻璃隔热涂料对玻璃进行涂膜处理，涂膜处理包括对玻璃依次进行清洗、烘干后，采用喷涂法将玻璃隔热涂料均匀地喷涂在玻璃基底上，并在自然环境中形成干膜。采用本发明的玻璃隔热涂料对玻璃进行涂膜处理后，能在保证玻璃高可见光透过率的同时，提升玻璃的红外、紫外阻隔性能。