一种隔热自洁的透明氟碳涂料制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种具备隔热、自洁、耐候、透明等多种功能的功能性氟碳涂料的制备工艺，该涂料是将锐钛矿型纳米TiO2和纳米氧化锡锑（ATO）制成稳定的水性浆料，在各种助剂的作用下，添加到氟碳乳液或者氟碳乳液和硅丙乳液（苯丙乳液）混合乳液中，其助剂主要有成膜助剂，润湿剂，分散剂，增稠剂，消泡剂等，其余部分为去离子水。本发明专利技术还包括制备稳定的锐钛矿型纳米TiO2和纳米氧化锡锑（ATO）浆料工艺。使用本发明专利技术之透明隔热氟碳涂料涂装后的玻璃具有良好的透明隔热效果（透光率达到70～85%，所用样品玻璃的透光率为91%），自清洁性能和耐洗刷性能，良好的耐候性等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种具备隔热、自洁、耐候等功能的透明氟碳涂料其制备エ艺与应用，尤其是涉及ー种纳米氧化锡锑(ATO)和锐钛矿型纳米ニ氧化钛(TiO2)改性氟碳涂料及其制备エ艺与应用。
技术介绍
随着国民经济和现代科学技术的发展，节能和环保受到了人们越来越多的关注。普通玻璃虽然透明性好，但是对红外线的隔绝不够，给许多需要隔绝热辐射的场合带来巨大的能量损失。为节约能源，人们采取了使用金属镀膜热反射玻璃和各种热反射贴膜等产品，用以反射部分太阳光中的能量从而达到隔热降温的目的。但是这些产品有的隔热效果 不佳，有的透光率较低，有的则需要昂贵的设备，エ艺条件的控制也很复杂，不利于向市场大面积推广。因此，市场急需一种性价比高的透明隔热涂料来解决这ー关键问题。透明隔热涂料基于这种需求，最近发展起来的一种在可见光区具有透明性，在红外光区极高的阻隔率的涂料。它利用新兴纳米材料中ー些粉体对可见光良好的透过率及对红外光区极高的反射率来达到透明、隔热的目的。用新型纳米材料做粉体分散成亚纳米或纳米浆料，并将这些浆料添加到具有良好涂料基体中，从而得到具有一定智能功能的透明隔热涂料。将该涂料施于建筑物的窗户，既不会影响室内的采光，而且可以适当降低空调负荷，达到节能的目的，这对缓解能源危急和維持社会的可持续发展具有重要的意义。在纳米隔热涂料制备开发方面，美国和日本对透明隔热纳米涂料的开发研究起步较早，处于世界前列，其研究结果多以专利形式公布。美国的纳米相技术公司于2000年上半年用物理气相合成方法制备了粒径在11 一44 nm的纳米氧化铟锡(ITO)粉体，并制得了稳定分散的纳米氧化铟锡粉体(IT0)浆料，该浆料可直接应用于涂料中，但其价格较高，每公斤售价达到2000美元。Takeda等通过在树脂基体中掺入ATO，ITO或LaB6,制备了能够阻隔太阳能热辐射的涂膜，该涂膜在可见光区具有高透过率，在近红外区具有低透光率。海卫系统公司生产的含有纳米Al2O3的耐磨透明涂料，研究表明该透明涂料的耐磨性是传统涂料的4倍，且该涂料还有隔热和耐化学腐蚀性能，可作飞机座舱盖、轿车玻璃和建筑物玻璃的保护涂层，但其隔热效果和透明性能还有待进ー步提高。Barth等采用重量比为30%ATO与高分子粘结剂混合获得光学活化膜，在波长为700 1000 nm范围内测试发现该复合膜可见光透过率(VLT)不低于50%，总太阳能反射率(TSER)不低于35%。国内，有关纳米透明隔热涂料的研究起步较晩，目前主要集中在ー些科研院所。南京エ业大学赵石林等研究了含纳米Ti02、ATO、ITO的透明隔热涂料，并取得了一定的成绩，其对可见光的透过率达75%，对红外线的阻隔率可达72%。江苏晨光涂料有限公司开发出的玻璃纳米透明隔热涂料，其透光率在可见光区达75%以上，红外屏蔽率高于61%，并在中央电视台节能改造工程主楼2 000时的窗玻璃上使用，可节能20%— 30%。上海沪正纳米科技有限公司也有水性和油性透明隔热涂料出现在市场上。据报道，其可见光透过率为759^89%，紫外线屏蔽率95%，红外阻隔率高于75%，对比温差达6°C °C。目前，国内从事ATO等纳米粉体及其分散液制备和纳米隔热涂料制备的公司越来越多，为隔热涂料的发展奠定了很好的产业化基础。但上述纳米透明隔热涂料还存在许多问题 (1)、纳米材料的不稳定性是纳米涂料发展的最大障碍，为此还要进ー步加强对无机纳米材料的分散、稳定性及其表面处理技术的研究，探索纳米材料与涂料间的相互作用机理，开发高效新型分散、稳定剂，以提高纳米材料在涂料中的改性效果； (2)、由于纳米材料具有与传统材料不同的光、热、磁等性能，它与材料的相容性及其副作用如光降解高聚物等还有必要作更ー步的研究； (3)、玻璃上应用的透明涂料要求具有较高的光透射率、耐磨性、耐候性、抗污染和自洁 性能等。目前的透明涂料还难于达到这些要求，所以离市场化还有一段距离，还没有出现比较大規模的エ业化透明隔热涂料产品。因而需要发展ー种新型的性能优越的纳米氟碳透明涂料，以克服以往开发的透明隔热涂料虽有隔热性但透明性差，或虽透明但隔热性差的缺点，使其透明度高的同时也兼备较佳的隔热性。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种隔热自洁的透明氟碳涂料制备エ艺，提供ー种应用于玻璃门窗以及玻璃幕墙的，同时兼具优良的隔热性、透明性以及自洁性能，具有耐候性好、生产エ艺简单易行，施工方便，生产成本低的玻璃涂料及其制备エ艺。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现 一种隔热自洁的透明氟碳涂料制备エ艺，包括两种不同配方，在配方一中，其配方中各成分配比为(质量百分比)水性氟碳乳液50% 75%、纳米氧化锡锑0. 5% 4%、锐钛矿型纳米TiO2 :0. 1% 1%、成膜助剂醇脂12 3% 6%，润湿剂:0. 1% 1%、分散剂:0. 1% 1%、流平剂:0. 1% 1%、增稠剂:0. 1% 1%、消泡剂:0. 1% 1%、去离子水30% 45%o在配方ニ中，其配方中各成分配比为(质量百分比)水性氟碳乳液和硅丙乳液(或苯丙乳液)混合乳液50% 75%、纳米氧化锡锑0. 5% 4%、锐钛矿型纳米TiO2 :0. 1% 1%、成膜助剂醇脂12 :3% 6%、润湿剂:0. 1% 1%、分散剂:0. 1% 1%、流平剂:0. 1% 1%、增稠剂:0. 1% 1%、消泡剂:0. 1% 1%、去离子水30% 45%o而本专利技术中的制备エ艺则是基于上述两种配方，并通过以下技术方案实现的该涂料是用耐候性优异的氟碳乳液或者氟碳乳液和苯丙乳液混合或者氟碳乳液和硅丙乳液混合做成膜物质，用自制的含纳米氧化锡铺(ATO)和锐钛矿型纳米TiO2两种功能纳米材料的水性浆料做浆料，在各种助剂下复合制得。其具体具体包括以下两种操作步骤 稳定水性纳米浆料的制备按配方比例称量所需的锐钛矿型纳米TiO2和纳米氧化锡锑(ATO)以及去离子水，加入分散桶中，ー边低速搅拌ー边依次加入所需的润湿剂，分散剂和消泡剂。用氨水调节pH=8 9，然后以800 1100转/分钟剪切分散30 40分钟，得到预分散液，再将预分散液进行砂磨、和超声分散，即得到稳定的水性纳米功能浆料。隔热、自洁、耐候、透明氟碳涂料的制备按配方比例称取水性氟碳乳液，或者水性氟碳乳液和苯丙乳液，或者水性氟碳乳液和硅丙乳液，依次加入成膜助剂、增稠剂、消泡齐U、流平剂等以及上述制备好水性纳米功能浆料。然后以800 1100转/分钟剪切分散I I. 5小时，即得自洁、耐候的透明隔热氟碳涂料。本专利技术ー种隔热自洁的透明氟碳涂料制备エ艺所述的自制水性浆料所含的功能材料为纳米氧化锡锑(ATO)和锐钛矿型纳米TiO2,主要实现隔热和自洁作用，这两种功能材料的质量之和为自洁、耐候的透明隔热氟碳涂料总质量的I 5%。在本专利技术中，所用的乳液成膜物质为氟碳乳液，或者氟碳乳液与苯丙乳液的混合乳液，或者氟碳乳液与硅丙乳液的混合乳液，且混合乳液的所占涂料总质量的比例为50 75% ;所用的成膜助剂为醇脂12，且所占涂料总质量的比例为4 6%。在本专利技术的成品中，所含纳米氧化锡锑(ATO)的量为0. 5 4%，锐钛矿型纳米TiO2的量为0. I 1%，这两种功能材料的总量为隔热氟碳涂料总量的0. 6 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔热自洁的透明氟碳涂料制备工艺，其特征在于，包括两种不同配方 在配方一中，其配方中各成分配比为(质量百分比)水性氟碳乳液50% 75%、纳米氧化锡锑:0. 5% 4%、锐钛矿型纳米TiO2 :0. 1% 1%、成膜助剂醇脂12 3% 6%，润湿剂0.1% 1%、分散剂:0. 1% 1%、流平剂:0. 1% 1%、增稠剂:0. 1% 1%、消泡剂:0. 1% 1%、去尚子水30% 45% ； 在配方二中，其配方中各成分配比为(质量百分比)水性氟碳乳液和硅丙乳液(或苯丙乳液)混合乳液50% 75%、纳米氧化锡锑0. 5% 4%、锐钛矿型纳米TiO2 :0. 1% 1%、成膜助剂醇脂12 3% 6%、润湿剂:0. 1% 1%、分散剂:0. 1% 1%、流平剂:0. 1% 1%、增稠剂:0. 1% 1%、消泡剂:0. 1% 1%、去离子水30% 45% ； 而制备工艺则是基于上述两种配方用耐候性优异的氟碳乳液或者氟碳乳液和苯丙乳液混合或者氟碳乳液和硅丙乳液混合做成膜物质，用自制的含纳米氧化锡锑(ATO)和锐钛矿型纳米TiO2两种功能纳米材料的水性衆料做衆料,在各种助剂下复合制得。2.根据权利要求I所述的一种隔热自洁的透明氟碳涂料制备工艺，其特征在于，其具体具体包括以下两种操作步骤 稳定水性纳米浆料的制备按配方比例称量所需的锐钛矿型纳米1102和纳米氧化锡锑(ATO)以及去离子水，加...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡波年，余刚，陆先德，何晓梅，
申请(专利权)人：湖南大学，湖南工学院，
类型：发明
国别省市：