CN101481218A - 红外阻隔浆料及其钢化玻璃用红外阻隔涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涂料。红外阻隔浆料，由下述重量份的原料组成：纳米ATO粉或纳米ITO粉20－25％、乙醇20－30％、乙二醇15－25％、异丙醇20－30％，水15－25％，分散剂十二烷基苯磺酸钠2－5％，制得纳米ATO粉或纳米ITO粉的分散浆料。采用上述浆料配制而成的钢化玻璃用红外阻隔涂料，其采用溶胶—凝胶法制备的纳米二氧化硅溶胶不同于传统的有机树脂，涂好的膜层硬度高，与玻璃一起经高温处理后硬度可达5－6H，且耐老化，耐久性长达20年。膜层超薄，既保证了玻璃的透明度，即较高可见光通过率，又便于运输和施工，大大降低了成本。

Description

红外阻隔浆料及其钢化玻璃用红外阻隔涂料

技术领域

本发明涉及纳米功能涂料领域，具体涉及浆料，另外还涉及红外阻隔涂料。

背景技术

在大力提倡节能减排的形势下，国内建筑物的节能状况受到重视，节能玻璃市场需求也日益扩大。国家建筑节能新标准规定，新建建筑节能必须达到50％。目前我国建筑能耗占总能耗的40％，通过门窗损失的能量为建筑能耗的46％，所以建筑节能首先要从门窗抓起。

建筑物耗能主要是照明和空调。尽量增加可见光的透过率，减少开灯时间，夏天尽量减少热量(红外线)的进入，降低空调的负荷，冬季尽量减少热量的散失，减少开空调的时间，是节能降耗的主要手段。太阳光由可见光(44％)、紫外线(3％)、红外线(53％)三部分组成，我们需要的是窗玻璃能让可见光投入，夏季能阻挡室外热量的进入，冬季能阻止室内热量透出。为达到这个目的人们开始采用隔热玻璃或隔热贴膜，最近能阻隔红外线的在玻璃上使用的涂料引起了人们关注。

现有的隔热玻璃主要有Low-E玻璃。目前有两种Low-E玻璃生产方法：在线高温热解沉积法、离线真空溅射法。

在线高温热解沉积法Low-E玻璃在美国有多家公司的产品，如PPG公司的Surgate200、福特公司的SunglasHRP。这种方法生产的Low-E玻璃膜层坚硬耐用、可以热弯，钢化，不必在中空状态下使用，也可以长期储存。但是它的缺点是隔热性能比较差。如果想通过增加膜厚来改善隔热性能，那么透明性就非常差。

离线真空溅射法生产Low-E玻璃，是目前国际上普遍采用真空磁控溅射镀膜技术。用溅射法生产Low-E玻璃的厂家及产品有北美的英特佩公司的“LnplusNetetralR”、PPG公司的Sungate100、福特公司的SunglasHRS等。该工艺生产Low-E玻璃需一层纯银薄膜作为功能膜，纯银膜极易被腐蚀，所以必须覆以金属氧化物薄膜，对纯银膜提供保护。目前，国产和绝大部分进口的Low-E玻璃均为磁控溅射镀膜法生产的。溅射法生产Low-E玻璃可有多种配置，在颜色及纯度方面，磁控溅射镀膜最主要的优点在于所生产的Low-E玻璃其u值优于高温热解沉积法产品的u值(窗玻璃的隔热性能一般是用u值来表示)，但是它的缺点是氧化银膜层非常脆弱，所以它不可能象普通玻璃一样使用。它必须做成中空玻璃，且在未做成中空产品以前，也不适宜长途运输。

市场上还有多种镀膜玻璃，是用物理或者化学的方法在玻璃表面镀一层金属或者金属氧化物薄膜，对光线有一定的反射能力，同时透过一部分光线。它们对可见光和红外线没有选择性，在炽热的夏天可有效地反射太阳光线，包括大量红外线，因此使室内的人感到清凉舒适。

隔热贴膜也有反射膜、无反射吸收膜和红外线阻隔膜等不同类型的产品。它们由有机高分子制成，利用粘胶贴在玻璃上。由于粘胶会老化，所以寿命短，其表面硬度仅1H～2H、容易受损，同等效果的贴膜其成本是隔热玻璃的2倍，并且在凹凸的玻璃上无法施工。

目前人们研制的玻璃上使用的隔热涂料是在透明有机高分子涂层材料里添加了红外线阻隔材料，缺点是与玻璃相比不耐磨，易老化。

发明内容

本发明的目的是提供一种红外阻隔浆料，分散性好，红外阻隔率高，适用于钢化玻璃生产，另外还提供一种由其制成的钢化玻璃用红外阻隔涂料，不仅具有透明度高、红外阻隔率高、硬度高、耐老化等特点，而且生产工艺简单，成本低。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：红外阻隔浆料，包括以下重量份的组分：纳米ATO粉或纳米ITO粉20-25％、乙醇20-30％、乙二醇15-25％、异丙醇20-30％，水15-25％，分散剂十二烷基苯磺酸钠2-5％。

所述红外阻隔浆料是固含量为15-35％的纳米ATO粉或纳米ITO粉的分散浆料。

本发明红外阻隔浆料的制法，按照上述原料配比，将各组分分别加入分散机，分散5小时，即可得到分散良好，固含量为15-35％的纳米ATO粉或纳米ITO粉的分散浆料。

本发明钢化玻璃用红外阻隔涂料，由下述原料按重量份比配制而成：纳米ATO或纳米ITO分散浆料20-60、纳米二氧化硅溶胶15-50、添加剂1-10。

所述纳米二氧化硅溶胶由下述原料按重量百分比配制而成：甲基三甲氧基硅烷25-35％、四甲氧基硅烷30-40％、磷酸10-20％、水份15-25％。

所述添加剂为德国毕克化学公司BYK333或宁波南海化学公司GLP503。

本发明玻璃用红外阻隔涂料的制法：

第一步制备红外阻隔浆料：按照上述原料配比，将各组分分别加入分散机，分散5小时，即可得到分散良好，固含量为15-35％的纳米ATO粉或纳米ITO粉的分散浆料；

第二步制备纳米二氧化硅溶胶：甲基三甲氧基硅烷25-35％、四甲氧基硅烷30-40％、磷酸10-20％、水份15-25％，按照上述重量百分比依次混合，并用磁力搅拌器搅拌30分钟即可；

第三步：制涂料：按上述第一步及第二步制得的产物及添加剂按配方重量份将各成分混合，充分搅拌分散均匀即可。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

(1)采用溶胶—凝胶法制备的纳米二氧化硅溶胶不同于传统的有机树脂，涂好的膜层硬度高，与玻璃一起经高温处理后硬度可达5-6H，且耐老化，耐久性长达20年。原因是采用先进的硅烷技术，其原理是：在使用过程中，水解后的OXSilane分子中的Si-OH基团在玻璃表面形成氢键，快速吸附于玻璃，在干燥过程中进一步凝聚，在界面上形成牢固的共价键，剩余的OXSilane分子则通过Si-OH基团之间的缩合反应，在玻璃表面上形成Si-O-Si三维网状结构的膜层。

(2)膜层超薄，膜厚在5-10μm，既保证了玻璃的透明度，即较高可见光通过率，又便于运输和施工，大大降低了成本。

(3)膜层耐得住700℃以上的高温，与现有的钢化玻璃生产线相容，不需进行设备改造，综合成本低，故与其他同类产品相比，价格适宜。

(4)注重膜层表面的细节，由于涂层能够自动流平，成膜性好，故膜层平整光滑，无缺陷，容易让人接受。

(5)膜层阻燃性好，硬化后为100％不可燃无机物，不帮助燃烧，满足消防安全要求。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明不限于具体实施例。

实施例1：

红外阻隔浆料的制备：

纳米ATO或纳米ITO分散浆料的制备，包括以下重量份的组分：纳米ATO粉或纳米ITO粉20％、乙醇25％、乙二醇15％、异丙醇25％，水15％，分散剂十二烷基苯磺酸钠3％。按照上述配比，将各组分分别加入分散机，分散5小时，即可得到分散良好，固含量为15-35％的纳米ATO粉或纳米ITO粉的分散浆料。

实施例2：

红外阻隔浆料的制备：

纳米ATO或纳米ITO分散浆料的制备，包括以下重量份的组分：纳米ATO粉或纳米ITO粉25％、乙醇20％、乙二醇20％、异丙醇20％，水15％，分散剂十二烷基苯磺酸钠5％。按照上述配比，将各组分分别加入分散机，分散5小时，即可得到分散良好，固含量为15-35％的纳米ATO粉或纳米ITO粉的分散浆料。

实施例3：

红外阻隔浆料的制备：

纳米ATO或纳米ITO分散浆料的制备，包括以下重量份的组分：纳米ATO粉或纳米ITO粉22％、乙醇28％、乙二醇15％、异丙醇15％，水20％，分散剂十二烷基苯磺酸钠4％。按照上述配比，将各组分分别加入分散机，分散5小时，即可得到分散良好，固含量为15-35％的纳米ATO粉或纳米ITO粉的分散浆料。

实施例4

按下述方法制备钢化玻璃用红外阻隔涂料：

第一步红外阻隔浆料的制备同实施例1；

第二步纳米二氧化硅溶胶的制备，包括以下重量份的组分：甲基三甲氧基硅烷25％、四甲氧基硅烷40％、磷酸10％、水份25％。按照上述配比依次混合，并用磁力搅拌器搅拌30分钟即可，然后低温储存可达数月。

第三步制涂料：采用下述原料按重量份配制，

20-25％纳米ATO分散浆料            60

纳米二氧化硅溶胶                  15

流平剂BYK-333             2

按上述配方量将各成分混合，充分搅拌分散均匀即可。

使用前在超声分散器中分散1分钟，然后取适量的涂料用线棒涂布器均匀涂于干净的玻璃表面，最后即可进入钢化玻璃生产线。

实施例5：

按下述方法制备钢化玻璃用红外阻隔涂料：

第一步红外阻隔浆料的制备同实施例1；

第二步纳米二氧化硅溶胶的制备，包括以下重量份的组分：甲基三甲氧基硅烷35％、四甲氧基硅烷30％、磷酸15％、水份20％。按照上述配比依次混合，并用磁力搅拌器搅拌30分钟即可，然后低温储存可达数月。

第三步制涂料：

20-25％纳米ATO分散浆料                 45

纳米二氧化硅溶胶                       25

流平剂GLP-503                          5

按上述配方量将各成分混合，充分搅拌分散均匀即可。使用前在超声分散器中分散1分钟，然后取适量的涂料用线棒涂布器均匀涂于干净的玻璃表面，最后即可进入钢化玻璃生产线。

实施例6：

按下述方法制备钢化玻璃用红外阻隔涂料：

第一步红外阻隔浆料的制备同实施例1；

第二步纳米二氧化硅溶胶的制备，包括以下重量份的组分：甲基三甲氧基硅烷30％、四甲氧基硅烷31％、磷酸19％、水份20％。按照上述配比依次混合，并用磁力搅拌器搅拌30分钟即可，然后低温储存可达数月。

第三步制涂料：采用下述原料按重量份配制，

20-25％纳米ITO分散浆料               50

纳米二氧化硅溶胶                     20

流平剂BYK-333                        2

按上述配方量将各成分混合，充分搅拌分散均匀即可。使用前在超声分散器中分散1分钟，然后取适量的涂料用线棒涂布器均匀涂于干净的玻璃表面，最后即可进入钢化玻璃生产线。

实施例7

采用实施例4所述方法制备钢化玻璃用红外阻隔涂料，原料按下述重量份配制：

20-25％纳米ITO分散浆料              40

纳米二氧化硅溶胶                    40

流平剂BYK-333                       8。

Claims (6)

1、红外阻隔浆料，其特征是：由下述重量份的原料组成：纳米ATO粉或纳米ITO粉20-25％、乙醇20-30％、乙二醇15-25％、异丙醇20-30％，水15-25％，分散剂十二烷基苯磺酸钠2-5％，制得纳米ATO粉或纳米ITO粉的分散浆料。

2、根据权利要求1所述的红外阻隔浆料，其特征是：红外阻隔浆料是固含量为15-35％的纳米ATO粉或纳米ITO粉的分散浆料。

3、钢化玻璃用红外阻隔涂料，其特征是：由下述原料按重量份比配制而成：纳米ATO或纳米ITO分散浆料20-60、纳米二氧化硅溶胶15-50、添加剂1-10。

4、根据权利要求3所述的钢化玻璃用红外阻隔涂料，其特征是：纳米二氧化硅溶胶由下述原料按重量百分比配制而成：甲基三甲氧基硅烷25-35％、四甲氧基硅烷30-40％、磷酸10-20％、水份15-25％。

5、根据权利要求3或4所述的钢化玻璃用红外阻隔涂料，其特征是：添加剂为BYK-333或GLP-503。

6、根据权利要求3或4所述的钢化玻璃用红外阻隔涂料的制法，其特征是：

第一步制备红外阻隔浆料：按照上述原料配比，将各组分分别加入分散机，分散5小时，即可得到分散良好，固含量为15-35％的纳米ATO粉或纳米ITO粉的分散浆料；

第二步制备纳米二氧化硅溶胶：甲基三甲氧基硅烷25-35％、四甲氧基硅烷30-40％、磷酸10-20％、水份15-25％，按照上述配比依次混合，并用磁力搅拌器搅拌30分钟即可；

第三步：制涂料：按上述第一步及第二步制得的产物及添加剂按配方重量份将各成分混合，充分搅拌分散均匀即可。