[发明专利]一种水性UV光固化全屏蔽纳米透明隔热涂料

说明书

技术领域

本发明涉及功能纳米新材料，具体涉及一种全屏蔽太阳光红外线和紫外线全波段的、以水性UV树脂为成膜物、由ATO/WO₃/LaB₆纳米复合材料而成的透明隔热涂料及其制备方法，尤其涉及一种可涂覆在各种玻璃、塑料、金属及水泥表面上的透明隔热涂料。

背景技术

中国有建筑近400亿平方米，95%属不节能建筑，与气候条件相近的发达国家相比，我国每平方米采暖制冷能耗约为发达国家的3倍，但舒适度远不如人，为此，国家建筑节能新标准规定，新建建筑节能必须达50%，到2020年，要使全社会建筑的总能耗能够达到65%的总目标。据资料表明，中国总量正逐年上升，目前我国建筑能耗占总能耗的40%，其中通过门窗损失的能量为46%，即每年通过玻璃窗损耗的能量约2.25亿吨标准煤，相当于21个三峡电站年发电量，所以建筑节能首先要从门窗抓起。而高性能的选择性屏蔽材料可以使玻璃对光谱具有选择性透过功能，在能透过大部分可见光而不影响采光的前提下，又能阻挡红外光、远红外光、紫外光，阻断热辐射,从而降低空调或取暖装置的能耗，达到节能的目的。

太阳到达地面的辐射波段范围大约为200nm～2500nm，其中200nm～400nm为紫外线，400nm～800nm为可见光，800nm～2500nm为近红外线，而近红外又可分为短波近红外（800nm～1100nm）和长波近红外（1100nm～2500nm），人眼只对可见光有直接感知，所以要达到节能的目的，就需要尽可能的屏蔽红外线和紫外线屏，只可让可见光透过。

多种纳米稀土材料由于其特殊结构，具有较高的禁带宽和导电性能，因而具有一系列独特的光电性能，不同的纳米稀土材料在可见光区具有较高的透过率，但不同的纳米稀土材料对不同波段的红外线具有不同的反射率，同时又能吸收紫外线，是优良的光谱选择性材料。

现有的透明隔热技术多采用ITO、ATO作为屏蔽材料，但是这两种材料只能对长波近红外有屏蔽作用，对短波近红外及紫外线没有明显的阻隔，所以节能效果有限。

目前市面上纳米透明玻璃隔热涂料在环保、干燥速度、涂层隔热性能、透明性及应用推广等存在着许多不足之处。

发明内容

为了克服以上缺点，本发明提供了一种全新的由纳米稀土、金属氧化物组成的透明隔热复合纳米材料体系制备而成的透明隔热涂料，经复配后的纳米材料，其对太阳辐射的全部近红外线及紫外线均有很好的屏蔽作用，从而大大提升了节能效果。

本发明所选用的纳米材料中，纳米氧化锡锑在1300nm～2500nm（长波近红外线）间有较好的屏蔽作用；纳米六硼化镧在200nm～400nm（紫外线）及800nm～1300nm（短波近红外线）有非常好的屏蔽作用，却不会吸收太多的可见光；纳米氧化钨对人体有危害的、波长在200nm～400nm介于紫外线和γ射线间的电磁辐射X射线有很好的屏蔽作用，同时氧化钨对长波、短波近红外线均有一定屏蔽作用，可见光透过率高，因此，为了屏蔽所有的紫外线和近红外线，同时又要达到高的可见光透过率，上述三种材料按比例复配可以很完美的达到此目的。

水性紫外( UV)光固化涂料技术因其符合环保、节能、清洁生产理念而日益为人们所关注。如不需借助活性稀释剂来调节粘度, 可解决挥发性溶剂毒性及刺激性的问题；可降低固化膜的收缩率，提高固化膜对底材的附着力；易于得到光固化前的无粘性干膜；可得到薄膜型固化膜；可用水或增稠剂方便地控制流变性，便于喷涂；其生产使用设备、容器等易于清洗；降低了涂料的易燃性。

本发明选用水性UV树脂作为成膜物质，采用ATO/WO3/LaB6复合纳米材料为隔热剂，能屏蔽所有的紫外线和近红外线，制备出一种不仅环保，隔热性能突出, 且综合性能优异，分散性和储存稳定性也很好，可涂覆在各种建筑玻璃、车用玻璃、树脂及金属表面上的透明隔热涂料，具有广泛的发展应用前景。

为了解决上面所述的技术问题，本发明采取以下技术方案：本发明涉及一种水性UV光固化全屏蔽纳米透明隔热涂料，其基本配方是：水性UV树脂30%～60%、纳米ATO分散体5%～30%、纳米LaB6分散体1%～10%、纳米WO3分散体1%～15%、光引发剂2%～10%和助剂0.5%～10.0%。

其中，本发明所述的水性UV树脂选用水性UV聚氨酯丙烯酸预聚物。

纳米ATO分散体选用粒径为30nm～80nm、固含量为10%～30%的纳米ATO浆料。

纳米LaB6分散体选用粒径为30nm～80nm、固含量为10%～30%的纳米LaB6浆料。