專利名稱：一種雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種涂料，尤其涉及一種用于玻璃表面的裝飾、保護特別是具有隔熱 保溫功能的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料。
背景技術：
節能降耗、提高經濟效益是科學研究和技術開發的基本目標之一，涂料技術也不 例外。20世紀70年代后，世界氣候變暖，地球能源日趨枯竭。因此，開發隔熱保溫涂料， 尤其是與人類生活密切相關的建筑隔熱涂料具有較大的現實意義。在我國能源消耗中，建 筑能耗大約占全國能源消耗的1/4，而通過玻璃門窗消耗的能源則占了建筑能耗的50%以 上。在當今發達國家中，節能玻璃的應用普及率高達90%，而我國只有不到10%，可見玻璃 節能潛力巨大。可以預知，我國將逐步出臺對新住宅需要采取隔熱保溫措施的法規。玻璃 透明隔熱涂料因經濟、使用方便和隔熱效果好等優點而越來越受到人們的青睞，發展前景 光明。目前的"Low-E"鍍膜隔熱玻璃采用高溫熱解沉積法或磁控真空濺射法生產，該 生產工藝復雜，投資成本巨大，不易大范圍推廣使用。采用在涂料中添加具有紅外隔熱性能 的材料的方法可制成具有隔熱性能的薄膜，涂布在玻璃可制得有較高的可見光透過率、同 時對紅外線(熱輻射)的反射率很高的隔熱玻璃。這種工藝操作簡單、常溫下即可制備，與 鍍膜玻璃相比，成本大為降低，因此在我國具有很大的應用潛力。目前在該種類涂料已申請的專利中，有采用樹脂的油性涂料，也有采用乳液的水 性涂料。油性涂料采用有機溶劑，V0C揮發高，在環保要求較高的建筑材料中不宜使用；水 性乳液涂料又普遍有硬度低、耐水性差、附著力低的缺點。因此，現有技術有待于完善和發展。

發明內容
本發明的目的在于提供一種雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，改善目前水性 玻璃隔熱涂料性能不夠理想的缺點。為了解決上述技術問題，本發明的技術方案如下一種雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其中，包括以下重量百分比的組分丙 烯酸分散體50 70%、水性聚氨酯固化劑10 20%、納米摻銻二氧化錫0. 5 10%。所述的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其中，所述丙烯酸分散體是通過丙 烯酸單體在丙酮中共聚反應，之后調節PH值至中性，加水并去除有機溶劑，得到的水性分 散體。所述的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其中，所述共聚反應的引發劑為過
氧化二叔丁基。所述的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其中使用三乙胺調節pH值。所述的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其中，所述丙烯酸分散體中含有甲基丙烯酸甲酯5-10%，甲基丙烯酸羥乙酯15-20%，丙烯酸丁酯10-15%，甲基丙烯酸 5-10%,過氧化二叔丁基2-5%，水45-63%，三乙胺適量。所述的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其中，進一步包括以下重量百分比 的組分增稠劑0. 1 5%、成膜助劑0. 1 2%、消泡劑0. 1 2%、流平劑0. 1 5%、水 5 39%。所述的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其中，所述增稠劑為水性聚氨酯類 增稠劑。所述的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其中，所述成膜助劑為酯醇類成膜 助劑。所述的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其中，所述消泡劑為聚醚改性有機 硅類消泡劑。所述的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其中，所述流平劑為非離子聚丙烯 酸酯類流平劑。采用上述方案，本發明采用丙烯酸分散體作為A組份，水性聚氨酯固化劑作為B組 份，以納米AT0為紅外反射物質，添加其他助劑制備的雙組份水性聚氨酯玻璃隔熱涂料能 有效改善一般乳液涂料硬度低、附著力差、耐水性差的缺點，且紅外反射率高，無毒環保，可 廣泛用于民用建筑玻璃和汽車玻璃。


圖1是本發明的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料的隔熱保溫性能測試曲線 圖。
具體實施例方式本發明公開了一種雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，包括丙烯酸分散體、聚 氨酯固化劑、納米AT0(摻銻二氧化錫，Antimony Doped TinOxide，本發明中簡稱AT0)水溶 液、增稠劑、成膜助劑等其他助劑。其中使用的丙烯酸分散體優選使用合成的水性分散體。合成丙烯酸分散體的合成工藝為將一定量的丙酮添加到四口燒瓶中，升溫至 80°C，按比例將丙烯酸單體和引發劑混合物滴加到瓶中，滴加時間2. 5h，滴完再反應3h，降 溫至60°C，用TEA (三乙胺)水溶液中和至pH值為7-8，再加入部分蒸餾水。減壓蒸出有機 溶劑(丙酮和少量TEA)即得到丙烯酸分散體。弓丨發劑也可以使用其他有機過氧化物類引發劑等。調節pH值也可使用其他胺類，如乙二胺等。本發明中優選丙烯酸分散體的組成為甲基丙烯酸甲酯5_10%，甲基丙烯酸羥乙 酯15-20%，丙烯酸丁酯10-15%，甲基丙烯酸5-10%，過氧化二叔丁基2-5%，水45-63%，
三乙胺適量。本發明合成的丙烯酸分散體具有超低V0C值、優異的耐玷污性、硬度和附著力，用 其制備的涂料所形成的涂膜能有效抵抗裂紋，且耐候性優良。本發明的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料按以下重量百分比添加組分丙烯酸分散體50 70%、水性聚氨酯固化劑10 20%、納米AT0 0. 5 10%、增稠劑0. 1 5%、成膜助劑0. 1 2%、消泡劑0. 1 2%、流平劑0. 1 5%、水5 39%。其中，本發明使用的聚氨酯固化劑能有效與丙烯酸分散體交聯成膜，并改善涂膜 的硬度、耐水性、耐溶劑性和耐磨性。本發明使用的納米AT0具有優異的紅外反射能力和良好的分散性能。本發明使用的增稠劑主要為水性聚氨酯類增稠劑。本發明使用的成膜助劑主要為酯醇類成膜助劑，能有效軟化乳液聚合物粒子，使 它們融合在一起，還可改善漆膜耐候性、可擦洗性、可清潔性。本發明使用的消泡劑主要為聚醚改性有機硅類消泡劑，能有效抑泡和消泡。本發明使用的流平劑主要為非離子聚丙烯酸酯類流平劑。本發明涂料的生產工藝為首先制備丙烯酸分散體將一定量的丙酮投入裝有攪拌漿、冷凝管的四口燒瓶 中，用加熱套升溫至80°C，然后將丙烯酸單體混合物和過氧化二叔丁基的混合物裝入恒壓 漏斗，在2-3h滴入四口瓶，滴加完畢后補加0. 5g過氧化二叔丁基并反應2h，隨后降溫至 60°C，用TEA(三乙醇胺)中和至pH值為7-8，再加入蒸餾水。減壓蒸出溶劑即得到自合成 丙烯酸分散體。然后，將分散體按照上述重量比例將除聚氨酯固化劑以外的其他原料在常 溫下進行混合，最后在低速攪拌下添加聚氨酯固化劑，攪拌至乳液均勻即可。本發明采用丙烯酸分散體作為A組份，水性聚氨酯固化劑作為B組份，以納米AT0 為紅外反射物質，添加其他助劑制備雙組份水性聚氨酯玻璃隔熱涂料。其優點voc極低、 透明度高、硬度高、附著力強、耐水性好、紅外反射率高、耐候性好。能有效改善一般乳液涂 料硬度低、附著力差、耐水性差的缺點，且紅外反射率高，無毒環保，可廣泛用于民用建筑玻 璃和汽車玻璃。下面，對本發明的較佳實施例作進一步詳細說明。實施例一
具體實施例方式雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其配方配比為(重量百分 比)丙烯酸分散體 將50g丙酮投入裝有攪拌漿、冷凝管的四口燒瓶中，用加熱套升溫至80°C，然后將 甲基丙烯酸甲酯5g、甲基丙烯酸羥乙酯15g、丙烯酸丁酯10g、甲基丙烯酸5g和1. 5g過氧化 二叔丁基的混合物裝入恒壓漏斗，在2-3h滴入四口瓶，滴加完畢后補加0. 5g過氧化二叔丁 基并反應2h，隨后降溫至60°C，用TEA中和至pH為7-8，再加入63g蒸餾水。減壓蒸出溶劑 即得到自合成丙烯酸分散體。隔熱涂料
取39g蒸餾水，邊低速攪拌邊加入50g分散體、0. 5g納米AT0和其他助劑，最后添 加10g聚氨酯固化劑，攪拌5-lOmin至乳液均勻即可。實施例二
具體實施例方式雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其配方配比為(重量百分 比)丙烯酸分散體 將50g丙酮投入裝有攪拌漿、冷凝管的四口燒瓶中，用加熱套升溫至80°C，然后將 甲基丙烯酸甲酯10g、甲基丙烯酸羥乙酯20g、丙烯酸丁酯10g、甲基丙烯酸10g和4. 5g過氧 化二叔丁基的混合物裝入恒壓漏斗，在2-3h滴入四口瓶，滴加完畢后補加0. 5g過氧化二叔 丁基并反應2h，隨后降溫至60°C，用TEA中和至pH為7-8，再加入45g蒸餾水。減壓蒸出溶 劑即得到自合成丙烯酸分散體。隔熱涂料 取7g蒸餾水，邊低速攪拌邊加入70g分散體、2. 5g納米AT0和其他助劑，最后添加 20g聚氨酯固化劑，攪拌5-lOmin至乳液均勻即可。實施例三
具體實施例方式雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其配方配比為(重量百分 比)
丙烯酸分散體 將50g丙酮投入裝有攪拌漿、冷凝管的四口燒瓶中，用加熱套升溫至80°C，然后將 甲基丙烯酸甲酯10g、甲基丙烯酸羥乙酯15g、丙烯酸丁酯15g、甲基丙烯酸7g和2. 5g過氧 化二叔丁基的混合物裝入恒壓漏斗，在2-3h滴入四口瓶，滴加完畢后補加0. 5g過氧化二叔 丁基并反應2h，隨后降溫至60°C，用TEA中和至pH為7-8，再加入50g蒸餾水。減壓蒸出溶 劑即得到自合成丙烯酸分散體。隔熱涂料 取20. 7g蒸餾水，邊低速攪拌邊加入55g分散體、5g納米AT0和其他助劑，最后添 加12g聚氨酯固化劑，攪拌5-lOmin至乳液均勻即可。實施例四
具體實施例方式雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其配方配比為(重量百分 比)丙烯酸分散體 將50g丙酮投入裝有攪拌漿、冷凝管的四口燒瓶中，用加熱套升溫至80°C，然后將 甲基丙烯酸甲酯8g、甲基丙烯酸羥乙酯16g、丙烯酸丁酯llg、甲基丙烯酸7g和4. 5g過氧化 二叔丁基的混合物裝入恒壓漏斗，在2-3h滴入四口瓶，滴加完畢后補加0. 5g過氧化二叔丁 基并反應2h，隨后降溫至60°C，用TEA中和至pH為7-8，再加入53g蒸餾水。減壓蒸出溶劑 即得到自合成丙烯酸分散體。
隔熱涂料 取5g蒸餾水，邊低速攪拌邊加入60g分散體、10g納米AT0和其他助劑，最后添加 15g聚氨酯固化劑，攪拌5-lOmin至乳液均勻即可。實施例5 隔熱保溫性能測試方法1)將待測試的涂料刷涂于玻璃板上，濕膜厚120i!m，將樣板置于恒溫恒濕室 (25士 1°C，相對濕度55士3% )保養至膜干后進行測試。2)設置一內壁有保溫層、并且頂層開口的隔熱恒溫箱。測量時將玻璃板蓋住隔熱 箱頂層，使涂料面朝里、背向熱源(例如，日光燈)，并用透明膠密封四周空隙。將熱源置于 鐵板正上方60cm處，加熱升溫時間150min，并在隔熱箱內使用數碼溫度計測量箱內空氣溫 度，記錄升溫數據。隔熱保溫性能測試結果如圖1所示，將本發明實施例1 4中配制的AT0比例不同的涂料，涂布在玻璃板 上進行測量，與未涂布涂料的空白玻璃板進行對比。從實際測量的時間-溫度曲線可以看 到，在加熱過程中，空白玻璃板內的隔熱箱溫度上升很快，半小時就達到60°C的高溫；而涂 布本發明的涂料后，溫度上升變緩，溫度趨于穩定后達到的最高溫度也明顯降低，展現出良 好的隔熱效果。根據本發明合成的丙烯酸分散體為水性，最終配制的涂料也為水性乳液，對人體 和環境沒有危害，屬于綠色環保產品。將本發明的涂料涂布在玻璃上，能有效阻隔太陽熱能 傳遞到室內，使室內在炎熱夏天中保持相對較低的溫度；在冬天使用暖氣時，能有效地阻隔 暖氣從室內散發到室外，從而有效地降低空調的能耗，達到節能減排的目的。該發明還具有 制備方法簡單，施工方便，成本低的優點。應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。
權利要求
一種雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其特征在于，包括以下重量百分比的組分丙烯酸分散體50～70％、水性聚氨酯固化劑10～20％、納米摻銻二氧化錫0.5～10％。
2.根據權利要求1所述的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其特征在于，所述丙 烯酸分散體是通過丙烯酸單體在丙酮中共聚反應，之后調節PH值至中性，加水并去除有機 溶劑，得到的水性分散體。
3.根據權利要求2所述的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其特征在于，所述共 聚反應的引發劑為過氧化二叔丁基。
4.根據權利要求2所述的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其特征在于，其中使 用三乙胺調節PH值。
5.根據權利要求2所述的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其特征在于，所述 丙烯酸分散體中含有甲基丙烯酸甲酯5-10%，甲基丙烯酸羥乙酯15-20%，丙烯酸丁酯 10-15%,甲基丙烯酸5-10%，過氧化二叔丁基2-5%，水45-63%，三乙胺適量。
6.根據權利要求1 5任一所述的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其特征在于， 進一步包括以下重量百分比的組分增稠劑0. 1 5%、成膜助劑0. 1 2%、消泡劑0. 1 2%、流平劑0. 1 5%、水5 39%。
7.根據權利要求6所述的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其特征在于，所述增 稠劑為水性聚氨酯類增稠劑。
8.根據權利要求6所述的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其特征在于，所述成 膜助劑為酯醇類成膜助劑。
9.根據權利要求6所述的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其特征在于，所述消 泡劑為聚醚改性有機硅類消泡劑。
10.根據權利要求6所述的雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，其特征在于，所述流 平劑為非離子聚丙烯酸酯類流平劑。
全文摘要
本發明公開了一種雙組份水性聚氨酯玻璃透明隔熱涂料，包括丙烯酸分散體、聚氨酯固化劑、納米ATO水溶液、增稠劑、成膜助劑等其他助劑。本發明采用丙烯酸分散體作為A組份，水性聚氨酯固化劑作為B組份，以納米ATO為紅外反射物質，添加其他助劑制備雙組份水性聚氨酯玻璃隔熱涂料。其優點VOC極低、透明度高、硬度高、附著力強、耐水性好、紅外反射率高、耐候性好。能有效改善一般乳液涂料硬度低、附著力差、耐水性差的缺點，且紅外反射率高，無毒環保，可廣泛用于民用建筑玻璃和汽車玻璃。
文檔編號C03C17/06GK101851461SQ20101020161
公開日2010年10月6日 申請日期2010年6月8日 優先權日2010年6月8日
發明者陳孟 申請人:中華制漆(深圳)有限公司