[发明专利]一种含复合金属纳米核颗粒的水性玻璃纳米涂料及制备

说明书

本发明涉及一种含复合纳米核颗粒的水性玻璃纳米涂料及制备，所述涂料包括：复合金属纳米核颗粒，氟化烷基硅烷改性的纳米二氧化硅，纳米二氧化钛包覆的纳米二氧化硅，丙烯酸酯改性的有机硅分子，改性的纳米二氧化钛，水性聚氨酯树脂/聚硅氧烷树脂复合树脂，增附助剂和其他辅助组份。通过复合纳米核颗粒组分和其他组分特定的改性和组合拓展了涂料的性能，并通过组分间的相互协同而使得该涂层材料表现出优异的性能，具有高透光性、隔热性、紫外隔绝/吸收性、高附着性、耐老化稳定性、疏水防尘自清洁等优异效果，且兼具针对环境温度的智能化节能效果。

技术领域

本发明涉及一种纳米涂层材料，更具体地涉及一种具有复合无机纳米核颗粒结构的用于透明玻璃隔热的水性高透光涂层材料及其制备方法，属于涂料领域，该涂层材料可以用作建筑玻璃、汽车玻璃等玻璃表面涂层。

背景技术

涂层材料是涂覆于物体表面的固态连续薄膜材料，其可分为耐磨损型、抗氧化型、隔热型、透光型等许多种类。目前，由于玻璃在生活中的广泛使用，人们对适用于玻璃的各种涂料进行了广泛的研究。

在建筑物玻璃中，一方面，作为建筑采光，期望高效透过可见光的同时，能够降低室内红外线辐射在热效应方面导致的能量损失，尤其是冬季。另一方面，在夏季，期望阻挡太阳直接照射进入室内的热能。据研究，太阳直接照射进入室内的热能辐射集中在红外和近红外波段；不同于近红外波段，室内的热源例如是墙壁、地板家具等吸收太阳辐射后再次辐射出来的热红外辐射和暖气、火炉产生的热红外辐射集中在2.5～40μm的波段上。因此，冬季为了室内能保持较高的温度，夏季为了将太阳热能阻挡在室外，迫切需求表面涂有透明隔热的纳米涂料智能玻璃，能够较高的反射室内热源产生的红外线能力，降低室内热量向室外散失的比例，并在夏季阻止室外的红外和近红外热辐射进入室内节约空调费用。而普通玻璃的热红外反射率仅为百分之十左右，远远不能满足需求。

对于汽车玻璃而言，同样存在着类似的需求，即不仅对紫外、近红外有良好阻隔，又能保持较高的可见光透过率。阳光辐射除了导致车内温度快速升高进而使得空调油耗增高之外，也能够使汽车玻璃合成材料中的高分子链降解导致老化，增加开裂危险。而现有涂料在隔热的同时不能完全克服紫外线长期照射对汽车玻璃老化的影响。

另外，由于玻璃表面易吸附粘尘，使日常保洁成为难题。尤其是汽车左右侧后视镜玻璃，对清晰度要求更高，附着灰尘或在雨天形成雨滴和水雾现象影响驾驶员的视线，导致驾驶危险性。因此，对玻璃表面进行改性，使表面具有良好的疏水防尘自洁功能的技术具有广阔的应用空间和巨大的市场前景。研究发现，利用纳米材料的双疏机理，以低表面张力和强劲的附着力在玻璃表面形成一种独特的类似荷叶表面的分子级纳米保护膜具有疏水和自洁功能，可以有效地防止灰尘污物粘附，延长保洁时间。目前，包括德国DBM公司在内的公司均研制开发了该类型的憎水、防油、防污染的玻璃自洁涂料，但其问题在于固化困难，易被雨水冲刷掉，耐久性差。

实际上，除了防紫外、高透光性、隔热性，不论对于建筑玻璃还是汽车玻璃，降解空气污染物、环境友好性、疏水自清洁功能和增加的稳定性等多功能性一向是受市场欢迎的功能。

近来的研究表明，许多无机纳米金属氧化物(例如二氧化钒、氧化锡锑、氧化铟锡)或金属颗粒(铝、镍、银等)等对近红外都有一定的屏蔽和反射作用，可以一定程度上隔绝太阳辐射的能量。但是，现有隔热纳米涂料难以兼顾防紫外、红外阻隔、高可见光透过性、自清洁、以及粘结稳定性等多方面要求。

目前，现有技术中已有存在诸多可用于玻璃的涂层组合物的研究配方见诸报道，例如：

CN1556162A的专利申请报道了一种纳米透明耐磨复合涂料，其包括由成膜高分子树脂、三氧化二铝纳米粉体、涂料助剂、溶剂、稀释剂以及固化剂组成的双组份复合涂料和由水性高分子树脂、三氧化二铝纳米粉体、涂料助剂、稀释剂水组成的单组份复合涂料。该涂料可图赋予树脂、金属、木材表面，具有耐磨、耐老化等特性。