[发明专利]一种透明隔热防紫外涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工、材料及环保技术领域。

背景技术

为了减少太阳能的辐射，达到节能的目的，人们采用各种方式以改变玻璃的透光性能。汽车玻璃贴膜能阻隔阳光辐射，降低车内各表面和车内空气的温度，改善架乘人员的乘车环境，同时可以降低汽车的油耗，同样一些建筑节能玻璃通过镀金属膜(铝、银等)也达到阻隔阳光辐射，降低空调能耗的目的。近年，人们发现一些金属氧化物具有很好的光学阻隔性，如氧化锑锡(ATO)对波长1400-2500nm的近红外具有很好的阻隔性，氧化铟锡(ITO)对波长1100-2500nm的近红外具有很好的阻隔性，经过特殊加工的氧化铟锡(USP 5518810)能阻隔900-2500nm的近红外光。部分硼化物(EP 1008564，USP6620872，USP 6911654)如六硼化镧(LaB6)能阻隔近红外光(800-1800nm)。另外纳米粉体如二氧化钛、氧化锌、氧化铁具有很好的紫外光阻隔性，可以保护室内装饰材料免受紫外线的辐射，延长使用寿命。其中纳米二氧化钛，特别是采用掺杂铁、锰等元素的纳米二氧化钛，可以阻隔波长在390nm以下的紫外线。采用无机的防紫外粉体的另一优点是其光学稳定性，有机的紫外吸收剂使用过程中会逐渐失去紫外屏蔽功能，而无机粉体不存在上述问题。

由于纳米颗粒具有很高的比表面积和表面自由能，处于热力学不稳定状态，纳米颗粒之间极易凝聚成团，不易均匀分散。现有技术制备的纳米浆料容易存在浓度低、平均粒径大、易反粗、可见光区透明度差、贮存时容易聚集和沉淀等弊病，隔热效果不理想。CN101054455A和CN1563231A的用于制备涂料的纳米浆料中功能性纳米粉体浓度只在2-15％左右，最高也只在20％。这种方法导致涂料的固含很低，由于光学透明涂料一般只能一次性涂装，涂装两道对光学性能影响很大，因此涂装时湿膜需要很厚，才能达到效果。CN1903958A中提供了料制备固含10-30％的纳米浆料方法，但实施例的纳米浆料固含也只在20％。CN101230234A采用共沉淀表面改性的方法制备了固含40％的纳米氧化铟锡浆料，但工艺复杂，难以获得高固含稳定的纳米浆料。本发明在纳米粉体的分散过程中利用两种分散剂协同效应，第一种采用润湿分散剂，使纳米粉体能在研磨过程中迅速分散，第二种采用超分散剂，使分散好的纳米粉体有很好的稳定性，防止二次凝聚。这样，不仅可以制备出高浓度的纳米分散浆料，其稳定性长达6个月以上。

发明内容

本发明的目的是通过在涂料中加入一定量的具有阻隔太阳光中红外线的纳米粉体和阻隔紫外线的纳米粉体，使该涂层透明，且能够减少太阳光能和紫外线透过的一种隔热防紫外涂料及其制备方法。

一种透明隔热防紫外涂料，其特征在于：

它由含隔热防紫外功能的纳米浆料(10-80wt％)与成膜物质(20-80wt％)所共同混合组成，

其中的隔热防紫外纳米浆料，固含量为30-50wt％，包括有隔热功能材料、防紫外功能材料，以及分散剂，

并且，由隔热功能材料、防紫外功能材料所组成的纳米浆料，其粒径分布主要在10-200nm，

而分散剂包括润湿分散剂和超分散剂两种，占纳米粉体总重量的5-30wt％，

其中的成膜物质，为聚丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、氨基树脂、聚酯、有机硅树脂、无机硅酸盐以及它们的水性分散液或乳液，这些所选材料中的1-5种。

进一步，所述的一种透明隔热防紫外涂料还具有如下技术特征：

所述的纳米浆料粒径，优选的平均粒径为50-150nm。

所述的含隔热防紫外功能纳米浆料中的隔热功能材料，是在可见光区具有一定的透过率而近红外区较低的透过率的功能粉体，具体为氧化锑锡(ATO)纳米粉体、氧化铟锡(ITO)纳米粉体、六硼化镧(LaB6)纳米粉体、掺杂二氧化矾纳米粉体中的一种或多种。

所述的含隔热防紫外功能纳米浆料中防紫外功能材料，是一种在可见光区具有较好的透过率而紫外区有较低的透过率的功能粉体，具体是二氧化钛纳米粉体、氧化锌纳米粉体、氧化铁纳米粉体、氧化铈纳米粉体这几种纳米粉体。

所述的含隔热防紫外功能纳米浆料中的防紫外功能材料，优选具有良好紫外阻隔效果好的掺杂铁或锰元素的纳米二氧化钛。

该透明隔热防紫外涂料的制备方法如下：

首先制备透明清漆，成膜物质，以及与该清漆体系相容性好的纳米浆料，

其中的透明清漆，为溶剂、流平剂、消泡剂、附着力促进剂等调配成单组分或双组分的透明清漆，