專利名稱：一種水性透明隔熱涂料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及納米涂料技術領域，更具體地說涉及一種水性納米透明隔熱涂料及其制備方法。
背景技術：
二十世紀以來世界能源消耗大幅度增長，節能、降低能耗、提高經濟效益，是科學研究和技技術開發的重大目標之一。在各類能源消耗中，建筑物采暖及空調耗能占有相當大的比重。門窗作為房屋建筑中，透明和可以開口的圍護結構，是冬季和夏季隔熱最薄弱的部分。在解決冬季和夏季隔熱的方法中，有的應用節能玻璃LOW — E玻璃，又稱低輻射鍍膜玻璃，節能效果好，應用很多。但是，其制造設備昂貴，能耗較高，且需要做成雙層中空玻璃才能保持其節能效果。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。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，建筑用玻璃納米透明隔熱涂料的普及率也已達到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，除了中國香港、臺灣地區和日本、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%。根據建設部和國家建材局的統計，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。現在我國正在大力推行節能減排的政策，玻璃隔熱透明涂料的材料定有一個很大的發展空間。江蘇、北京的先后研發出納米級氧化物作為主要添加劑的有機透明隔熱涂料和無機透明絕熱涂料。這種涂料大多屬于輻射型隔熱保溫涂料。北京公司以無機醇溶透明樹脂為成膜物，將其與分散性良好的納米級導電氧化物(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75%，對紅外線的阻隔率可達72%。潤和科技研發的玻璃用透明隔熱涂料是一種藍色的粘度較小的，以水為溶劑的水性涂料(粘度< IOOpa. 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。中國專利文獻申請號200910189363. 3公開了一種水性透明玻璃隔熱涂料及其制備方法。該涂料包含組份及其質量份含量如下納米鈦銻復合氧化物分散液10 - 12份，成膜物25 — 35，分散劑0. 5 — 0. 6份，潤濕助劑0. 1 — 0. 2份，氣相二氧化硅2 — 3份，附著促進劑1 一 2份，消泡劑0. 3 — 0. 5份，防腐劑0. 1 — 02份，去離子水50 — 60份，
中國專利文獻申請號200910098088. 4公開了用于玻璃的水性隔熱自清潔納米涂料及其制法，所述涂料組成及重量份為
高分子樹脂45 — 55，
納米ATO漿料5 — 15，
交聯劑0. 1 — 1，
紫外吸收劑0. 1 — 1，
乙醇5 — 10，
所說的紫外吸收劑為UV329。中國專利文獻申請號200910109856. 1公開了ー種含有無機隔熱納米材料水性漿 料的可釋放負離子的建筑玻璃隔熱涂料及其制備方法。該涂料包括下述重量份的組份
無機隔熱納米材料水性漿料20 — 50，
負離子粉體材料水性漿料5 — 20，
水性樹脂40 — 80，
助劑0.5 — 10，
稀釋劑20 — 40。所說的無機隔熱納米材料可選自氧化銅錫，氧化錫銻…砷化鎵、磷化鎵…等。其 粒徑范圍在50 — 200納米之間，更優選為50 — 100納米之間。所說的負離子粉體材料可選自電氣石、蛋白石、海底礦石、人工合成負離子發生 材料，竹碳纖維材料中的ー種或幾種的混合物。水性樹脂可選自水性丙烯酸樹脂，水性聚氨酯樹脂…水性聚氨酯改性丙烯酸樹脂 中的ー種或幾種混合物。所述的助劑為增稠劑、流平劑、消泡劑、防凍劑、成膜助劑、潤濕劑中的ー種或幾種
的混合物。所述的稀釋劑為水、醇或兩者的混合物。在該文獻中公開了可釋放負離子的建筑玻璃隔熱涂料的制備方法；也公開了負離 子水性涂料的制法，但也可以購自市場。中國專利文獻申請號200810023708. 3公開了ー種水性玻璃隔熱涂料及其制法。 這種水性玻璃隔熱涂料，包括以下重量份的組份合成水性樹脂50 — 80份，納米銅錫氧化 物漿料10 — 40份，水0 — 5份，成膜助劑0. 5 — 5份，ニ氧化硅0. 1 — 3份，偶聯劑0. 1 一 5份，消泡劑0. 1 — 2份，流平劑0. 1 — 2份，潤濕劑0. 1 — 2份，其中納米銅錫氧化物漿 料又包括以下重量百分比的組份；銅錫氧化物粉體15 — 25%，水35 — 45%，乙醇7. 5 一 12%，異丙醇7. 5 — 12. 5%，正丁醇7. 5 — 12. 5%，丙ニ醇甲醚醋酸酷7. 5 — 12. 5%，分散 劑0. 075 一 0. 125%，且固含量占銅錫氧化物漿料的10 — 30%，固含量的粒徑在20 — 50 納米之間。但是，現有技術中所述的水性隔熱涂料，有的成份復雜，成本高昂，有的隔熱性能 和耐磨能力欠佳，容易老化脫落。

發明內容
本發明的目的在于克服現有技術所存在的不足之處，研制出成本低，又具有附著力強，耐老化，防水等優良性能的一種水性透明隔熱涂料。本發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。本發明的一種水性透明隔熱涂料，含有以下組份
納米ITO (indium tinoxides)納米銦錫金屬氧化物復合粉體，簡稱納米ITO粉體。納米ITO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、斤、公斤、噸等。組份ITO為1. 5 — 7. 0重量份，又以2. 0 — 5. 0重量份為佳。所選的納米ITO (indium tinoxides)納米銦錫金屬氧化物，氧化銦錫氧化物復合粉體，是用途廣泛的功能材料，俗稱ITO粉體。ITO作為一種N型半導體材料，以其良好的導電性、透光性而成為電子行業顯示器、顯象管防靜電、防輻射、防眩目的熱點材料。ITO粉體鍍成薄膜后透明，強烈反射紅外光，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用。中國專利文獻申請號200910098088. 4介紹了其制備方法。納米ITO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，在300°C，2MPa的條件下生產ITO的納米顆粒。本發明可采用的納米ITO購自杭州萬景新材料有限公司，其技術指標是 指標化學式h203/Sn02。型號VK- SI02, 外觀淡黃色粉末，
平均原級粒徑20 - 50nm, 純度99. 99%, 密度7. 12 — 7. 16g/cm3 比表面積300 - 350m2/g。本發明的納米ITO平均顆粒直徑可以為50 - 100 nm，又以20 — 50 nm為佳。本發明所選用的水性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，運用乳液合成技術制備的雙組份常溫交聯聚合物。該氟聚合物乳液中的活性官能團羰基同酰胼類發生固化交聯反應，形成均勻，透明的涂層，該氟碳乳液具有較為規整分子排列，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%，極佳的機械穩定性，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的分散設備。本發明的FEVE可以采用專利文獻申請號200810040442. 3所介紹的常熟中昊Sl - 01，大連振邦F600、F500、青島宏豐HFS — F — 3300,HFS 一 F — 3301、 長興化工4312其中的一種。本發明的水性透明隔熱涂料中含有蒸餾水為30 - 45重量份，又以含有37. 5 一 40. 5重量份為佳。本發明的水性透明隔熱涂料中含有HDI固化劑6 — 9. 5重量份，又以含有7. 5 一8. 5重量份為宜。本發明所采用的HDI固化劑(hexamethylene diisocyanate，六亞甲基二異氰酸酯，可用購自佛山市順德區容桂丹迪萊化工有限公司)，其技術指標
產品組成不揮發份89. 0-91.0 (溶劑是醋酸丁酯) 粘度(25°C，cp): 600士300 cp NCO 含量19士0.5%
色值(攝氏) 彡1閃點22°C 游離單體含量 <0.5%
本發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。(2) 將蒸餾水加入到反應容器中，在高速分散的條件下，將納米ITO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/分進行攪拌。(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， 得到一種中間產物，所述中速分散就是以500 - 1000轉/分進行攪拌。(4) 邊攪拌邊向步驟(3)中的中間產物中加入固化劑HDI，中速攪拌15 — 50 分鐘，所述中速分散就是以500 - 1000轉/分進行攪拌，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，以20 — 35分鐘為宜；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，中速分散的時間為15 - 50分鐘，又以20 — 40分鐘為好。 所說的反應容器可以是分散機或帶有攪拌機的反應釜。本發明在進行高速分散或中速分散時所使用的設備可以是臥式砂磨機或藍式砂磨機。其技術參數見表1。
表1臥式砂磨機的技術參數
權利要求
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，復合粉體簡稱納米ITO粉體蒸餾水水性氟碳樹脂乳液，簡稱FEVE乳液 HDI固化劑
2.根據權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，復合粉體簡稱納米ITO粉體蒸餾水水性氟碳樹脂乳液，簡稱FEVE乳液 HDI固化劑1. 5^7. 0重量份， 30 45重量份， 40^60重量份， 6. (Γ9.5重量份。2. 0 5. 0重量份， 37. 5^40. 5 重量份， 45 55重量份， 7. 5^8. 5重量份。
3.根據權利要求1、2其中之一的一種水性透明隔熱涂料，其特征在于，所述納米銦錫金屬氧化物，復合粉體，簡稱納米ITO粉體粒徑范圍為5(Γ100納米。
4.根據權利要求1、2其中之一的一種水性透明隔熱涂料，其特征在于，所述納米銦錫金屬氧化物，復合粉體，簡稱納米ITO粉體粒徑范圍為2(Γ50納米。
5.一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容器中，在高速分散的條件下，將納米ITO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 116(Γ1500轉/分進行攪拌，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，得到一種中間產物，所述的中速分散就是以50(Γ1000轉/分進行攪拌，在邊攪拌邊向步驟(3)中所得到的中間產物中，加入固化劑HDI，中速分散15 50分鐘， 所述分散就是以50(Γ1000轉/分進行攪拌。
6.根據權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.根據權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.根據權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
全文摘要
本發明涉及一種水性透明隔熱涂料。它含有納米ITO粉體1.5~7.0重量份，蒸餾水30~45重量份，FEVE乳液40~60重量份，HDI固化劑6~9.5重量份。其制法是將蒸餾水加到反應容器中，在高速分散的條件下，將納米ITO粉體加入到蒸餾水中，高速分散15-50分鐘至呈漿狀物，再將所得到的漿狀物，加入到FEVE乳液中，中速分散15-50分鐘，得到中間產物，在邊攪拌邊向中間產物中，加入HDT固化劑，中速分散15-50分鐘，制成產品。本產品的隔熱性能優益，價格便宜，又能使微波衰減。可用于建筑物玻璃涂料等領域中。本發明的制備方法，工藝簡單，投資量小。
文檔編號C09D7/12GK102311688SQ20111020954
公開日2012年1月11日 申請日期2011年7月26日 優先權日2011年7月26日
發明者盧桂峰 申請人:深圳佳德威油漆有限公司