[发明专利]一种水性疏水型纳米树脂和玻璃隔热涂料及制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种广泛应用于玻璃基材上的隔热涂料，具体地说是一种水性疏水型纳米树脂和玻璃隔热涂料及制备方法。

背景技术：

随着我国经济的快速增长，环境和能源问题已经越来越受到关注。建筑物的玻璃门窗隔热效果差，造成巨大的能源浪费，研制开发新型节能产品，降低用电负荷，对缓解我国现阶段能源紧缺具有非常重要的意义，为了节约能源，人们采取了各种措施来解决建筑物玻璃的隔热问题。目前，市场上主要采用金属镀膜热反射玻璃和各种热反射贴膜来阻隔部分太阳光的透过，从而达到隔热降温的目的。

纳米透明隔热涂料可见光透过率高，红外、紫外屏蔽率高，能够有效隔绝太阳光辐射，可应用于建筑物幕墙玻璃、汽车窗玻璃等场合，具有很好的节能效果。由于其使用方便，价格较低，能满足大众的消费要求，因而市场前景被广泛看好。但由于传统的水性玻璃隔热涂料存在着易沾污、易老化等性能缺陷，因此阻碍了环保隔热涂料的推广和应用。

常规的水性玻璃隔热涂料使用水性树脂和纳米浆料共混制得的，其具有很好的隔热效果和可见光透过性。市面上常用单组分水性聚氨酯作为基础树脂，然后外添加纳米氧化物水溶液制备玻璃隔热涂料，但该涂料存在着以下几点不足：1、制备工艺过长，纳米氧化物在水溶液中很难分散；2、由于纳米氧化物与水性聚氨酯树脂分散是一个物理混合的过程，且纳米氧化物密度过大，在涂料中容易沉淀析出，储存稳定性不好；3、由于水性聚氨酯树脂的局限性，涂膜的耐沾污很难得到解决，从而给玻璃的清洗带来了很大的麻烦。因此发明一种疏水型玻璃隔热涂料显得非常迫切。

发明内容：

本发明的目的就是针对现有玻璃隔热涂料的缺陷，提供一种水性疏水型纳米树脂和玻璃隔热涂料及制备方法。本发明提高了涂料的各项性能，特别是耐沾污和耐老化性能。

本发明首先在纳米氧化物上进行接枝改性，使其亲水表面改性为亲油型，并在其表面接枝上可反应的有机官能团，然后通过乙烯基双键与氟(硅)丙烯酸酯类单体共聚，制备了一种疏水型纳米树脂，利用该树脂同水性功能助剂复配，制备了一种高性能疏水型玻璃隔热涂料。该涂料最大的创新就是制备了乙烯基纳米氧化物溶液，然后选用了具有疏水功能的氟、硅类乙烯基单体，制备了疏水型纳米树脂。

本发明的技术方案是这样实现的：它是将下述重量份数的原料混合反应而成，其中原料的配比如下：

乙烯基纳米氧化物溶液10％-40％、乳化剂0.5-4.0％、丙烯酸酯单体30-60％、氟丙烯酸酯单体5-30％、乙烯基硅氧烷3-12％、引发剂0.1-4％、中和剂0.5-2％、去离子水5-30％。

本发明较好的技术方案是将下述重量份数的原料混合反应而成，其中原料的配比如下：

乙烯基纳米氧化物溶液20％、乳化剂2％、丙烯酸酯单体40％、氟丙烯酸酯单体10％、乙烯基硅氧烷5％、引发剂2％、中和剂1％、去离子水20％。

其中所述的乙烯基纳米氧化物溶液是由纳米氧化物溶液质量10-40％的纳米粉体、纳米氧化物质量8-30％的硅烷偶联剂和余量的去离子水混合制得。所述的纳米粉体为纳米氧化铟锡、纳米氧化锡锑、纳米氧化铝锌或纳米氧化锌镓；纳米氧化铟、锡具有很好的太阳光反射性，因此具有很好的隔热效果，且价格相对较低，因此本发明优先选用纳米氧化铟、纳米氧化锡或其1∶1的混合物。

所述的硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基(乙氧基)硅烷、丙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、三苯氧基乙烯基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙稀酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三氯硅烷。

所述的乳化剂为二烷基苯磺酸钠、二丁基萘磺酸钠、二异丙基萘磺酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸二辛酯磺酸钠、烯丙氧基羟丙基磺酸钠、烷基酰胺乙烯磺酸钠、对壬基酚聚氧化乙烯(n＝4-40)醚、对辛基酚聚氧化乙烯(n＝9-40)醚中的一种或多种，在合成的过程中采用阴离子和非离子表面活性剂复配最好，优先选用十二烷基硫酸钠和辛基酚聚氧乙烯醚复配的乳化剂。