本發明公開了一種環保型透明隔熱涂料，制備原料包括硅氧烷聚合物、丙烯酸酯、有機溶劑、納米功能填料、酞酸酯類催化劑，所得涂料具有優異的隔熱效果、耐紫外線性能、耐候性能、耐老化性能，長期使用不易氧化變黃，可以保持高透光率，同時，與玻璃表面具有優異的附著力，延長其使用年限，降低使用成本，且各組分的溶解分散性好，穩定性強，而且成膜時間短，可實現快速固化，施工簡單，可采用噴涂或刷漆的方式。更重要的是，為得到儲存期更長的涂料，可以在使用前添加酞酸酯類催化劑，而且本申請中選用的材料中不含有異氰酸酯，環保、無污染，可廣泛用于車輛、建筑外墻、室內家裝中的玻璃表面，減少空調等電器使用，具有節能的效果。

一種環保型透明隔熱涂料及其制備方法

技術領域

本發明涉及的是涂料領域，C09D5/33，尤其涉及一種環保型透明隔熱涂料及其制備方法。

背景技術

透明玻璃隔熱涂料是一種使用在玻璃上的功能性建筑涂料，直接涂刷在玻璃表面，形成一層薄膜，具有透明、隔熱、隔紫外線的功能，主要可分為水性和油性兩類，主要有各種樹脂、納米材料以及涂料助劑所得。現有的透明隔熱涂料主要是FEVE型氟碳、聚氨酯涂料，該涂料耐紫外線及耐候差，長期在太陽光的照射下易發生黃變，影響涂膜在玻璃表面的透光率。

專利CN201410492557.1公開了一種水性透明隔熱涂料及其制備方法技術領域，其內含有的氧化銦錫氧化物復合粉體成膜后透明，且可以強烈反射紅外光，起到隔熱作用，但是水性氟碳樹脂乳液的耐紫外性能較差，容易發黃，而且HDI固化劑的使用會導致隔熱涂料的環保性較差。專利CN201410438880.0提供了透明隔熱/防紫外線玻璃涂料，包括聚氨酯樹脂、納米氧化鋅/納米氧化銻錫漿料、流平劑、消泡劑、固化劑，所得涂料具有既透明又隔熱的效果，同時還酷游很好的附著力和表面硬度以及耐老化性能。但是其所需原料較多，制備工藝較復雜，且涂料的耐黃變性能還可以進一步改善。

發明內容

為了解決上述問題，本發明第一方面提供了一種環保型透明隔熱涂料，按質量百分比計，制備原料包括：

硅氧烷聚合物30～90％、丙烯酸酯1～5％、有機溶劑1～5％、納米功能填料0.5～20％、酞酸酯類催化劑1～10％；

作為一種優選的實施方式，所述硅氧烷聚合物包含有甲氧基、乙氧基、丙氧基中的至少一種，硅氧烷聚合物中硅氧鍵含量為50～90％；

作為一種優選的實施方式，所述丙烯酸酯選自三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯中的至少一種；優選地，所述丙烯酸酯選自三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一種；

作為一種優選的實施方式，所述有機溶劑選自乙醇、丙二醇單乙醚、丙二醇單丁醚、醋酸乙酯、醋酸丁酯、二甲苯、三甲苯中的至少一種；

作為一種優選的實施方式，所述納米功能填料的粒徑范圍為5～150nm；優選地，所述納米功能填料的粒徑范圍為10～100nm；

作為一種優選的實施方式，所述納米功能填料選自納米二氧化釩、摻雜納米二氧化釩、納米氧化銦錫、納米氧化錫銻、納米摻銻二氧化錫、納米三氧化二鋁、納米二氧化硅中的至少一種；優選地，所述納米功能填料為納米二氧化釩，納米氧化銦錫，納米摻銻二氧化錫；

作為一種優選的實施方式，所述納米二氧化釩，納米氧化銦錫，納米摻銻二氧化錫的質量比為1：(0.5～3)：(0.2～6.5)；優選地，所述納米二氧化釩，納米氧化銦錫，納米摻銻二氧化錫的質量比為1：(1～2)：(0.5～6)；

作為一種優選的實施方式，所述納米二氧化釩選自粉末狀納米二氧化釩、片狀納米二氧化釩中的至少一種；優選地，所述納米二氧化釩為粉末狀納米二氧化釩；

作為一種優選的實施方式，所述納米氧化銦錫選自粉末納米氧化銦錫、球形納米氧化銦錫中的至少一種；優選地，所述納米氧化銦錫選自球形納米氧化銦錫；

作為一種優選的實施方式，所述納米摻銻二氧化錫選自粉末納米摻銻二氧化錫、球形納米摻銻二氧化錫中的至少一種；優選地，所述納米摻銻二氧化錫為粉末納米摻銻二氧化錫；

作為一種優選的實施方式，所述酞酸酯類催化劑選自鈦酸四正丙酯、鈦酸丁酯、雙(乙酰丙酮基)乙氧基異丙氧基鈦酸酯、雙(三乙醇胺)二異丙基鈦酸酯中的至少一種；優選地，所述酞酸酯類催化劑選自鈦酸四正丙酯、鈦丁酯中的至少一種。

本發明第二方面提供了一種環保型透明隔熱涂料的制備方法，包括如下步驟：

S1.于硅氧烷聚合物中依次加入丙烯酸酯和有機溶劑混合均勻，即得混合物A；

S2.于步驟(1)所得混合物A中加入納米功能填料經1000-1500rpm的轉速分散0.5～1h得到均勻的混合物B；

S3.向混合物B中加入酞酸酯類催化劑，得到環保型透明隔熱涂料。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

(1)本申請中在特定的硅氧烷聚合物中加入丙烯酸酯、有機溶劑、納米功能填料、酞酸酯類催化劑，使所得涂料具有優異的隔熱效果、耐紫外線性能、耐候性能、耐老化性能，長期使用不易氧化變黃，可以保持高透光率，同時，與玻璃表面具有優異的附著力，延長其使用年限，降低使用成本。

(2)本申請人發現在所述體系中加入納米功能填料，特別是當納米功能填料為納米二氧化釩和納米氧化銦錫時，可以有效減少紅外線的吸收，顯著提高所得涂料的隔熱效果，但是納米二氧化釩高溫時的特殊四方景金紅石型晶胞結構和氧化銦錫的特殊納米結構導致涂料的分散穩定性變差，進而使透光率降低。本申請人意外發現，納米摻銻二氧化錫的添加可以有效解決所得涂料透光率低的問題，同時可以改善涂料的耐候性。尤其是當納米二氧化釩，納米氧化銦錫，納米摻銻二氧化錫的質量比為1：(1～2)：(1～3)時，與溶劑、丙烯酸酯、酞酸酯類催化劑協同作用下，還可以降低涂料的表面張力，增強涂料對基材的滲透能力，進而改善所得涂料的附著力。

(3)本申請中制備所得透明隔熱涂料體系中各組分的溶解分散性好，穩定性強，而且成膜時間短，可以實現快速固化，施工簡單，可采用噴涂或刷漆的方式。更重要的是，為得到儲存期更長的涂料，可以在使用前添加酞酸酯類催化劑，使用方法簡單，而且本申請中選用的材料中不含有異氰酸酯，環保、無污染，可廣泛用于車輛、建筑外墻、室內家裝中的玻璃表面，減少空調等電器使用，具有節能的效果。

具體實施方式

實施例1：

1、一種環保型透明隔熱涂料，按質量百分比計，制備原料包括：

硅氧烷聚合物81.5％、丙烯酸酯3％、有機溶劑3％、納米功能填料2.5％、酞酸酯類催化劑10％；

所述硅氧烷聚合物包含甲氧基，硅氧鍵含量為68～72％

所述丙烯酸酯為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯；

所述有機溶劑為丙二醇單乙醚、三甲苯；

所述丙二醇單乙醚、三甲苯的質量比為2：1；

所述納米功能填料為納米二氧化釩，納米氧化銦錫，納米摻銻二氧化錫；

所述納米二氧化釩，納米氧化銦錫，納米摻銻二氧化錫的質量比為1：2：0.5；

所述納米二氧化釩為粉末狀納米二氧化釩，粒徑范圍為30～50nm

所述納米氧化銦錫選自球形納米氧化銦錫，平均粒徑為50nm

所述納米摻銻二氧化錫為粉末納米摻銻二氧化錫，粒徑范圍為20～30nm

所述酞酸酯類催化劑為鈦酸四正丙酯(CAS號：3087-37-4)；

2、一種環保型透明隔熱涂料的制備方法，包括如下步驟：

S1.于硅氧烷聚合物中依次加入丙烯酸酯和有機溶劑混合均勻，即得混合物A；

S2.于步驟(1)所得混合物A中加入納米功能填料經1200rpm的轉速分散0.7h得到均勻的混合物B；

S3.向混合物B中加入酞酸酯類催化劑，得到環保型透明隔熱涂料。

實施例2：

1、一種環保型透明隔熱涂料，按質量百分比計，制備原料包括：

硅氧烷聚合物82％、丙烯酸酯3％、有機溶劑3％、納米功能填料4％、酞酸酯類催化劑8％；

所述硅氧烷聚合物包含甲氧基，硅氧鍵含量為68～72％(德國瓦克MSE100)；

所述丙烯酸酯為季戊四醇三丙烯酸酯；

所述有機溶劑為丙二醇單丁醚、二甲苯；

所述丙二醇單丁醚、二甲苯的質量比為2：1；

所述納米功能填料為納米二氧化釩，納米氧化銦錫，納米摻銻二氧化錫；

所述二氧化釩、氧化銦錫、納米摻銻二氧化錫的質量比為1：1：6；

所述納米二氧化釩為粉末狀納米二氧化釩，粒徑范圍為30～50nm；

所述納米氧化銦錫選自球形納米氧化銦錫，平均粒徑為50nm；

所述納米摻銻二氧化錫為粉末納米摻銻二氧化錫，粒徑范圍為20～30nm；

所述酞酸酯類催化劑為鈦酸丁酯(揚州市立達樹脂有限公司，LD-8011)；

2、一種環保型透明隔熱涂料的制備方法，包括如下步驟：

S1.于硅氧烷聚合物中依次加入丙烯酸酯和有機溶劑混合均勻，即得混合物A；

S2.于步驟(1)所得混合物A中加入納米功能填料經1200rpm的轉速分散0.7h得到均勻的混合物B；

S3.向混合物B中加入酞酸酯類催化劑，得到環保型透明隔熱涂料。

對比例1：

一種環保型透明隔熱涂料，與實施例1的不同之處在于：

所述納米二氧化釩，納米氧化銦錫，納米摻銻二氧化錫的質量比為1：1：6；

2、一種環保型透明隔熱涂料的制備方法，同實施例1。

對比例2：

1、一種環保型透明隔熱涂料，與實施例1的不同之處在于：

所述納米二氧化釩、納米摻銻二氧化錫的質量比為1：0.5。

2、一種環保型透明隔熱涂料的制備方法，同實施例1。

對比例3：

1、一種環保型透明隔熱涂料，與實施例1的不同之處在于：

所述酞酸酯類催化劑為鈦酸丁酯；

2、一種環保型透明隔熱涂料的制備方法，同實施例1。

性能測試：

用透明隔熱涂料，用50μm線棒涂布器涂布于25.4×76.2×1mm規格的載玻片，制備的涂膜干膜厚度為20微米，所得樣品用于后續性能測試。

1、玻璃表面附著力：采用百格法進行測定；

2、耐老化性能：將實施例及對比例所得涂料暴露于QUV紫外加速老化箱(240H，0.68w/m²)，觀察涂料變色時間；

3、透光率：根據國家標準GB/T 2680-94《建筑玻璃可見光透射比、太陽光直接透射比、太陽能總透射比、紫外線透射比及有關窗玻璃參數的測定》進行測定；

4、隔熱效果：根據標準T/CIE 082-2020《保溫隔熱涂料隔熱溫差檢測方法》進行隔熱效果測試；樣板涂層一側溫度與樣板背側一側溫度的溫差越大，則代表隔熱效果明顯。

	實施例1	實施例2	對比例1	對比例2	對比例3
						附著力	0級	0級	1級	2級	1級
變色時間	5100h不變色	5100h不變色	4800h不變色	4500h不變色	4700h不變色
						透光率	88％	88％	82％	75％	84％
溫度差	9℃	9℃	5℃	2℃	4℃

1.一種環保型透明隔熱涂料，按質量百分比計，其特征在于，制備原料包括：

硅氧烷聚合物30～90％、丙烯酸酯1～5％、有機溶劑1～5％、納米功能填料0.5～20％、酞酸酯類催化劑1～10％。

2.如權利要求1所述的一種環保型透明隔熱涂料，其特征在于，所述硅氧烷聚合物包含有甲氧基、乙氧基、丙氧基中的至少一種，硅氧烷聚合物中硅氧鍵含量為50～90％。

3.如權利要求1所述的一種環保型透明隔熱涂料，其特征在于，所述丙烯酸酯選自三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯中的至少一種。

4.如權利要求1或3所述的一種環保型透明隔熱涂料，其特征在于，所述丙烯酸酯選自三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一種。

5.如權利要求1所述的一種環保型透明隔熱涂料，其特征在于，所述有機溶劑選自乙醇、丙二醇單乙醚、丙二醇單丁醚、醋酸乙酯、醋酸丁酯、二甲苯、三甲苯。

6.如權利要求1所述的一種環保型透明隔熱涂料，其特征在于，所述納米功能填料選自納米二氧化釩、摻雜納米二氧化釩、納米氧化銦錫、納米氧化錫銻、納米摻銻二氧化錫、納米三氧化二鋁、納米二氧化硅中的至少一種。

7.如權利要求1或6所述的一種環保型透明隔熱涂料，其特征在于，所述納米功能填料為納米二氧化釩，納米氧化銦錫，納米摻銻二氧化錫。

8.如權利要求6所述的一種環保型透明隔熱涂料，其特征在于，所述納米功能填料的粒徑范圍為5～150nm。

9.如權利要求1所述的一種環保型透明隔熱涂料，其特征在于，所述酞酸酯類催化劑選自鈦酸四正丙酯、鈦酸丁酯、雙(乙酰丙酮基)乙氧基異丙氧基鈦酸酯、雙(三乙醇胺)二異丙基鈦酸酯中的至少一種。

10.一種如權利要求1～9任一項所述的環保型透明隔熱涂料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1.于硅氧烷聚合物中依次加入丙烯酸酯和有機溶劑混合均勻，即得混合物A；

S2.于步驟(1)所得混合物A中加入納米功能填料經1000-1500rpm的轉速分散0.5～1h得到均勻的混合物B；

S3.向混合物B中加入酞酸酯類催化劑，得到環保型透明隔熱涂料。