一种透明隔热涂料制造技术

一种透明隔热涂料，以水性羟基丙烯酸和氨基树脂为成膜物质，纳米ATO为隔热功能粉体制备了一种以纳米氧化锡锑(ATO)为功能粉体的透明隔热涂料，涂覆在玻璃上170‑180℃烘烤成膜，其硬度可达4H，附着力0级，耐水、耐酸及耐醇性优良，可见光区(380‑780 nm)的透过率60%以上，近红外阻隔率50%以上，考察了纳米ATO的含量、涂层干膜厚度以及涂层朝向对隔热效果的影响。在此基础上加入水性色浆，制得隔热效果良好的彩色透明涂层，以满足特殊的装饰需求。

【技术实现步骤摘要】
一种透明隔热涂料所属
本专利技术涉及一种隔热涂料，尤其涉及一种透明隔热涂料。
技术介绍
在住宅建筑中，对室内温度能产生影响的热源来自室内和室外两个方面。来自室外的热源中，一是太阳直接照射进入室内的热能，主要集中在0.3-2.5μm的波段上；二是太阳照射到物体上（路面、建筑物等），被物体吸收后再次辐射出来的热红外辐射主要集中在2.5-40μm的波段上。来自室内的热源中，一是墙壁、地板家具等吸收太阳辐射后再次辐射出来的热红外辐射；二是由暖气、火炉及使用电器时产生的热红外辐射，二者都集中在2.5－40μm波段上。在寒冷的冬季，人们希望更多地获得太阳直接辐射热，同时又要减少室内热热辐射的外泄，使室内保持较高温度；在炎热的夏季，室外的热红外辐射成了主要热源，人们又希望将这部分热能阻挡在室外，以减轻空调制冷的负担。表面涂有涂膜的玻璃对波长2.5－40μm的热红外线具有较高的反射能力（80％以上），因此涂膜玻璃可以像一面热反射镜一样，夏季可以阻止室外的热辐射进入室内节约空调费用；冬季又可以将绝大部分室内的热辐射反射回室内，保证室内热量不向室外散失，从而节约取暖费用，而普通玻璃的热红外反射率仅为11％。所以，不论是冬季还是夏季，单片普通玻璃都无法达到节能的目的。本研究以水性羟基丙烯酸和氨基树脂为成膜物质，纳米ATO为隔热功能粉体，制备了一种在170-180℃烘烤成膜的玻璃涂料。其涂膜在硬度和附着力等方面的优异性能是自干涂料无法达到的，而玻璃隔热涂料在这方面的要求又较高。在制得的透明隔热涂料的基础上加入水性色浆，可得到具有隔热效果的彩色透明涂料，满足特殊的装饰需求。专利技术内容本专利技术的目的是为了改善涂膜的硬度和附着力，设计了一种采用水性羟基丙烯酸和氨基树脂的玻璃涂料。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：透明隔热涂料的制备原料包括：聚酯改性水溶性羟基丙烯酸树脂8025:固含量(54)%；氨基树脂CE7103:固含量97%；纳米ATO；水性色浆。透明隔热涂料的制备步骤为：将搅拌机高速运转，R025树脂亲水性有机溶剂A和分散剂B填入，混合均匀。保持机器高速运转将纳米ATO与研磨分散的锆珠加入混合液中直至混合均匀，然后过滤得到纳米ATO浆液。接下来向浆液中添加R025树脂，CE7103树脂，助剂和水，在高速运转的搅拌机中高速分散，待其混合均匀即可得到透明隔热涂料。透明隔热涂料的检测步骤为：光源中心距样板表面垂直距离为25cm，样板采用尺寸为150mmx150mmx5mm的普通玻璃。测试用木盒的尺寸为150mmx145mmx75mm，木盒壁厚为9mm，盒体以泡沫塑料保温层包裹。将涂有不同配比涂膜的玻璃(涂层向上)覆盖于木盒顶部，每隔一定时间记录热电偶温度显示器的温度数据，并与空白玻璃比较，测试时间定为30min。采用岛津UV-3600紫外-可见-近红外分光光度计测试涂膜在200-1600nm范围内的透过率(T%)；采用马尔文粒度仪测试浆料及涂膜中纳米粒子的粒径分布；采用扫描电镜观察涂膜在高倍放大下的形貌特征；采用WGG60-E4光泽度计测定涂膜光泽；按照GB/T6739-2006方法检测涂膜硬度；按照GB/T9286-1998方法检测涂膜附着力。本专利技术的有益效果是：制备的纳米ATO透明隔热涂料与标准GB/T29501-2013中B型(暴露型)隔热涂膜相比较，其隔热性能、可见光透过率及硬度均有所提高，附着力优良，耐水、耐酸、耐醇性较好。粒径分析和SEM表征表明纳米粒子在涂膜中大部分以纳米尺寸存在且分布均匀。试验表明纳米ATO含量的增加和膜厚的增加均使得隔热效果增强，但出于对透明度、成本等方面的考虑，实际应用中，纳米ATO干膜含量为9.62%、膜厚在18μm左右、配方中羟基树脂与氨基树脂比例为4:1时可以获得综合性能良好的透明隔热涂层。加入水性色浆得到的彩色透明涂料在保持隔热效果的同时能够满足特殊的装饰需求；涂层朝向室外时优于其朝向室内的隔热效果。具体实施方式实施案例1：涂层干膜厚度均为20μm，测试其隔热效果随着干膜中ATO含量不同的变化，通过不同干膜ATO含量的涂膜玻璃的盒内空气温度与玻璃板背面温度的变化，可以看出：没有加入ATO的涂膜玻璃与空白玻璃隔热效果基本无异，升温曲线几乎重合。当干膜中ATO含量为0.97%时，已经开始有隔热作用。随着ATO含量的增加，涂膜隔热效果增强，从对应温度变化可以看出，温度的变化逐渐平缓，30min后的最终值逐渐减小。当干膜中ATO含量为9.62%和10.53%时，涂膜玻璃与空白玻璃的隔热温差分别为7.4℃和7.8℃，仅相差0.4℃。考虑到透明度和成本，干膜中ATO含量达9.62%时即可在保持较高透明度的同时具有良好的隔热效果，为实际应用中较合适的用量。纳米ATO的隔热作用主要源于其对红外光的吸收，玻璃板背面的温度变化也证明了这点。没有加入ATO的涂膜玻璃板背面温度比空白玻璃略低(相差0.2℃)，而加入ATO后，由于其吸收红外光而使涂层温度升高，因而玻璃板背面的温度与空白玻璃相比反而升高，且随着ATO含量的增加，玻璃板背面温度升高越明显，但是这并不影响其隔热效果。实施案例2：当干膜中ATO含量为9.62%是较合适的用量，通过改变干膜的厚度来进行测试，由温度随时间的变化可以看到涂层膜厚逐渐增加，其隔热效果逐渐增强，表现为温度的变化趋于平缓，30min后的温度值逐渐减小。当干膜厚度达到50μm时，隔热温差为9.3℃，但其透光性较差。综合考虑，干膜厚度为18μm时，隔热效果明显且透光率较佳，为最合适的涂层厚度。实施案例3：在涂层中纳米ATO的含量相同(干膜中含量9.62%)条件下，根据不同色浆的颜料含量加入适量色浆(保证各涂料的PVC相同)，在玻璃板上制得厚度均为20μm的涂膜，以未加色浆的纳米ATO涂膜作为对比，测试不同颜色的彩色透明隔热涂层的隔热效果。从测试结果可以看出，红、蓝、绿、黄四种颜色的色浆对于涂膜的隔热效果没有明显的影响，它们的温度变化与未加色浆的ATO涂膜几乎重合。而炭黑色浆使得涂膜的隔热效果变好，其30min后的温度最低，但也使得涂膜的透光率变差。实施案例4：确定干膜ATO含量为9.62%是实际应用中较为合适的加量，因此选定该含量的涂层，测试涂层面向光源时，涂膜玻璃和空白玻璃的温度与它们面向光源一侧的板面温度在较长时间即3h内的变化，可以看到该涂膜玻璃的板面温度始终高于其盒内空气温度，在20min之前，涂层以吸热为主，因此板面温度急剧上升，温度之间的差距也在20min时达到最大值。此后，涂层在向玻璃板上方散热的同时，与木盒内的空气对流传热，因而温度之间差距减小，至120min时达到动态平衡，两者之间的温差基本保持不变。空白玻璃的盒内空气温度在40min时已高于其板面温度，体系达动态平衡时，其温度高6.9℃，而与涂膜玻璃的温度之间的差距为7.4℃。这说明与涂膜玻璃板相比，空白玻璃板散热较快，纳米ATO涂层具有良好的保温隔热性能。涂膜玻璃与空白玻璃的温度差在30min时即达到平衡值7.4℃，而两者的温度差则在30min时达到最大值(13.7℃)后开始减小，约90min时达到平衡值12.3℃。将涂层背向光源(朝向盒内)进行测试，并与涂层面向光源时的测试结果进行对比。可以看到，涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透明隔热涂料，制备原料包括：聚酯改性水溶性羟基丙烯酸树脂8025:固含量(54)%；氨基树脂CE7103:固含量97%；纳米ATO；水性色浆。

【技术特征摘要】
1.一种透明隔热涂料，制备原料包括：聚酯改性水溶性羟基丙烯酸树脂8025:固含量(54)%；氨基树脂CE7103:固含量97%；纳米ATO；水性色浆。2.根据权利要求1所述的透明隔热涂料，其特征是透明隔热涂料的制备步骤为：将搅拌机高速运转，R025树脂亲水性有机溶剂A和分散剂B填入，混合均匀，保持机器高速运转将纳米ATO与研磨分散的锆珠加入混合液中直至混合均匀，然后过滤得到纳米ATO浆液，接下来向浆液中添加R025树脂，CE7103树脂，助剂和水，在高速运转的搅拌机中高速分散，待其混合均匀即可得到透明隔热涂料。3.根据权利要求1所述的透明隔热涂料，其特征是透明隔热涂料的检测步骤为：光源中心距样板表面垂直距离为25cm，样板采用尺寸为150mmx150mmx5mm的普通玻璃，测试用木盒的尺寸为150mmx145mmx75mm，木盒壁厚为9mm，盒体以泡沫塑料保温层包裹，将涂有不同配比涂膜的玻璃(涂层向上)覆盖于木盒顶部，每隔一定时间记录热电偶温度显示器的温度数据，并与空白玻璃比较，测试时间定为30min，采用岛津UV-3600紫外-可...

【专利技术属性】
技术研发人员：马驰，
申请(专利权)人：马驰，
类型：发明
国别省市：辽宁,21