專利名稱：一種高耐污隔熱型uv固化氟涂料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用在建筑物玻璃上的耐污透明隔熱紫外光固化氟涂料，特別涉及其制 備方法，屬于光固化涂料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，節(jié)能已成為全社會日益關(guān)注的焦點(diǎn)。由于普通玻璃對 太陽光不具有選擇性，當(dāng)太陽光透過玻璃窗戶的同時(shí)，太陽光輻射所產(chǎn)生的熱量也同時(shí)傳 遞進(jìn)室內(nèi)，使室內(nèi)溫度升高。普通玻璃的隔熱效果差，是造成建筑物能量損失或能耗增加的 主要原因之一，炎熱的夏天使空調(diào)負(fù)荷明顯增大。氟碳涂料由于其良好的性能，在許多領(lǐng)域 被廣泛應(yīng)用。如在建筑物、文物保護(hù)方面使用氟碳涂料可以抵擋風(fēng)雨的侵蝕，氟碳涂料以其 低表面能而作為防污涂料。在中國，建筑業(yè)是涂料應(yīng)用最大的領(lǐng)域，也是氟碳涂料大的市 場。常見的氟涂料有常溫干燥溶劑型氟碳涂料和水性氟碳涂料，而光固化氟涂料的報(bào)道很 少，還沒有工業(yè)化生產(chǎn)。 目前，市場上采用的金屬鍍膜熱反射玻璃和各種熱反射貼膜，雖然能阻隔部分太 陽光的透過而達(dá)到隔熱降溫的目的，但這些產(chǎn)品在應(yīng)用時(shí)都存在一些問題，金屬鍍膜熱反 射玻璃具有良好的隔熱效果，但可見光的透過率很低，應(yīng)用于建筑物玻璃上會影響室內(nèi)的 采光；金屬鍍膜熱反射玻璃對可見光的高反射會造成光污染，目前在建筑物中禁止應(yīng)用。熱 反射貼膜玻璃雖然具有較高的可見光透過率，但隔熱效果差。還有以上兩種隔熱方式，需要 昂貴的設(shè)備，大量的能耗，成本很高，不利于市場大面積推廣。 近年來，隨著無機(jī)/有機(jī)復(fù)合技術(shù)和納米技術(shù)的不斷發(fā)展，采用有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)
合技術(shù)將具有良好的光學(xué)性能、熱血性能的無機(jī)納米材料與具有良好成膜性能、力學(xué)性能
的有機(jī)高分子復(fù)合形成具有有機(jī)、無機(jī)雙重優(yōu)良性能的多功能納米復(fù)合涂料。 無機(jī)納米半導(dǎo)體材料由于其特殊的結(jié)構(gòu)，具有較高的禁帶寬度和高導(dǎo)電性能，因
而具有一系列獨(dú)特的光電性能，如在可見光具有高的透光率，對紅外線有較高的反射率，同
時(shí)可以吸收紫外線，是一種優(yōu)良的光譜選擇性材料。將無機(jī)納米半導(dǎo)體材料與光固化氟涂
料復(fù)合可以制成具有光譜選擇性的防污透明隔熱納米涂料，將其應(yīng)用于各種基材上，可以
制得綜合性能良好的防污透明隔熱涂層。將其用于建筑物的玻璃上，對于可見光具有高的
透過率，還可以反射近紅外光，因此可以降低空調(diào)的能耗，從而達(dá)到節(jié)能的目的。由于氟涂
料具有高耐污性能，所以這種隔熱涂料可以使玻璃表面不易粘附灰塵，更易于清洗。 本發(fā)明方法設(shè)備簡單，施工易行，合成了一種新的結(jié)構(gòu)的具有光固化的氟涂料，材
料成本低，所用的納米材料比AT0、 ITO便宜，從而可以有效降低生產(chǎn)成本，利于大面積推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于制備一種耐污透明隔熱光固化氟涂料。該涂料具有較高的可見 光透過率、紅外反射性能、耐污性能、涂膜綜合性能良好。
本發(fā)明的技術(shù)方案1、一種高耐污隔熱型UV固化氟涂料的制備方法，步驟如下
(1)混合納米粉體漿料的制備 稱量分散劑、稀釋劑和不同種的納米粉體分別放入燒杯中，調(diào)節(jié)pH值為9.0 10. 0，在磁力攪拌器上攪拌30 60min后，超聲分散30 60min，得到不同種的納米粉體槳 料；然后將得到的不同種的納米粉體漿料混在一起再經(jīng)磁力攪拌30min，得到混合納米粉 體漿料； 各原料的質(zhì)量份數(shù)如下分散劑0. 2 0. 5，稀釋劑90 95，納米粉體5 10 ;
納米粉體包括二氧化鈦、二氧化硅、二氧化錫、氧化鈷，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下二氧化 鈦0. 5 l，二氧化硅0. 5 l，二氧化錫1 2，氧化鈷1 2 ; 分散劑為聚丙烯酸酯型防聚凝分散劑EFKA-4050、 E4046或EFKA-4330 ; 稀釋劑為二縮三丙二醇三丙烯酸酯TPGDA、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA或新
戊二醇二丙烯酸酯NPGDA ; (2)高耐污隔熱型UV固化氟涂料的制備 取步驟(1)得到的混合納米粉體漿料，加入U(xiǎn)V固化氟樹脂、消泡劑、增稠劑，在磁 力攪拌器上攪拌30 60min，得到高耐污隔熱型UV固化氟涂料，各原料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
混合納米粉體漿料10 50 ，
紫外光固化樹脂50 60，
消泡劑O. 2 0. 5，
增稠劑0. 2 0. 5， 消泡劑為聚硅氧烷硅脂BYK-065, BYK_022， BYK-020或BYK-057 ;
增稠劑為非離子型聚氨酯增稠劑CA-902。
步驟(2)中的UV固化氟樹脂，其合成步驟為 a、一種含氟單體全氟辛酸甲基丙烯酰胺基乙酯和幾種丙烯酸類單體放入燒瓶，含
氟單體幾種丙烯酸類單體的質(zhì)量比為1 : 3 4，通氮?dú)猓靡环N含硫的化合物十二硫醇
和引發(fā)劑過氧化二苯甲酰BPO共同溶解在溶劑二甲苯中滴加，十二硫醇的用量為含氟單體
用量的5%-10%，過氧化二苯甲酰的用量為含氟單體用量的5%_10%，二甲苯的用量為含
氟單體用量的2-3倍，在反應(yīng)開始時(shí)滴加4h，停止滴加，剩余10% 20% ，待繼續(xù)反應(yīng)2h后
再滴加剩余的量，滴加完畢后再反應(yīng)lh，溫度嚴(yán)格控制在130 140°C ; b、用另一種含雙鍵和環(huán)氧基的單體甲基丙烯酸縮水甘油酯和步驟a得到的產(chǎn)物
反應(yīng)，嚴(yán)格控制溫度ll(TC，得到UV固化氟樹脂。 本發(fā)明高耐污隔熱型UV固化氟涂料的性能 可見光透過率> 80 % ， 紅外反射率>70%， 附著力1級， 涂膜鉛筆硬度1H， 涂層耐溫變不粉化，不脫落。
耐紫外線老化(30d):不起泡，不剝落，不裂紋。 本發(fā)明的有益效果上述方法可以得到一種高耐污隔熱型UV固化氟涂料。本發(fā)明 制備方法及設(shè)備簡單，工藝易行，能有效降低成本，利于市場大面積推廣。本發(fā)明得到的高耐污隔熱型UV固化氟涂料具有較高的可見光透過率、紅外反射性能、涂膜均勻透明、硬度強(qiáng)、耐老化、耐高溫、耐污。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 : 取全氟辛酸甲基丙烯酰胺基乙酯30g，制得的含氟單體加丙烯酸3. 0g，丙烯酸丁酯40. 0g，甲基丙烯酸甲酯50. 0g，甲基丙烯酸羥乙酯20. Og，往滴液漏斗里加十二硫醇2.00g，BP0 2.00g，二甲苯70g。往燒瓶中通氮?dú)?，開始加熱反應(yīng)，溫度140°C以下，同時(shí)控制滴液漏斗中的溶液滴加速率，在反應(yīng)4h內(nèi)滴入80 % 90%到燒瓶中，待再反應(yīng)2h后滴加剩余的量，并繼續(xù)反應(yīng)lh，得到分子量在2000 5000的樹脂，往燒瓶中加入甲基丙烯酸縮水甘油酯20g， 4-甲氧基酚0. 2g，三乙胺0. 36g，反應(yīng)溫度控制在ll(TC ，反應(yīng)2h，得到UV固化氟樹脂。 取納米級二氧化錫，氧化鈷，二氧化鈦，二氧化硅各5. OOg，分別加入到四個(gè)燒杯中，并滴加分散劑(EFKA4050)0. 5g，加NPGDA至50g，用磁力攪拌器攪拌均勻，并用超聲分散60min得到四種納米漿料。取二氧化錫漿料20g，氧化鈷漿料20g， 二氧化鈦漿料5g， 二氧化硅漿料5g放入燒杯中，用磁力攪拌器攪拌均勻，得到混合納米漿料。 往混合納米漿料中加入制得的UV固化氟樹脂50g，消泡劑(BYK-065) 0. 5g，增稠劑
(CA-902)0. 5g，得到高耐污隔熱型UV固化氟涂料，其性能 可見光透過率> 80 % 紅外反射率>75% 附著力l級 涂膜鉛筆硬度2H 涂層耐溫不粉化，不脫落。
耐紫外線老化(30d):不起泡，不剝落，不裂紋。
實(shí)施例2 : 取全氟辛酸甲基丙烯酰胺基乙酯28g，制得的含氟單體加丙烯酸3. 0g，丙烯酸丁酯45. 0g，甲基丙烯酸甲酯45. 0g，甲基丙烯酸羥乙酯18. Og，往滴液漏斗里加十二硫醇2.00g，BP0 2.00g，二甲苯70g。往燒瓶中通氮?dú)?，開始加熱反應(yīng)，溫度14(TC以下，同時(shí)控制滴液漏斗中的溶液滴加速率，在反應(yīng)4h內(nèi)滴入80% 90%到燒瓶中，待再反應(yīng)2h后滴加剩余的量，并繼續(xù)反應(yīng)lh，得到分子量在2000 5000的樹脂，往燒瓶中加入甲基丙烯酸縮水甘油酯22g， 4-甲氧基酚0. 2g，三乙胺0. 36g，反應(yīng)溫度控制在ll(TC ，反應(yīng)2h，得到UV固化氟樹脂。 取納米級二氧化錫，氧化鈷，二氧化鈦，二氧化硅各5. OOg，分別加入到四個(gè)燒杯中，并滴加分散劑(EFKA4330)0. 5g，加TPGDA至50g，用磁力攪拌器攪拌均勻，并用超聲分散60min得到四種納米漿料。取二氧化錫漿料18g，氧化鈷漿料18g， 二氧化鈦漿料5g， 二氧化硅漿料5g放入燒杯中，用磁力攪拌器攪拌均勻，得到混合納米漿料。 往混合納米漿料中加入制得的UV固化氟樹脂48g，消泡劑(BYK-057) 0. 5g，增稠劑(CA-902)0. 5g，得到高耐污隔熱型UV固化氟涂料，其性能
可見光透過率> 82 %
紅外反射率>70% 附著力l級 涂膜鉛筆硬度1H 涂層耐溫不粉化，不脫落。
耐紫外線老化(30d):不起泡，不剝落，不裂紋。
實(shí)施例3 : 取全氟辛酸甲基丙烯酰胺基乙酯32g，制得的含氟單體加丙烯酸3. 0g，丙烯酸丁酯42. 0g，甲基丙烯酸甲酯52. 0g，甲基丙烯酸羥乙酯22. 0g，往滴液漏斗里加十二硫醇2.00g，BP0 2.00g，二甲苯70g。往燒瓶中通氮?dú)?，開始加熱反應(yīng)，溫度140°C以下，同時(shí)控制滴液漏斗中的溶液滴加速率，在反應(yīng)4h內(nèi)滴入80 % 90%到燒瓶中，待再反應(yīng)2h后滴加剩余的量，并繼續(xù)反應(yīng)lh，得到分子量在2000 5000的樹脂，往燒瓶中加入甲基丙烯酸縮水甘油酯18g， 4-甲氧基酚0. 2g，三乙胺0. 36g，反應(yīng)溫度控制在ll(TC ，反應(yīng)2h，得到UV固化氟樹脂。 取納米級二氧化錫，氧化鈷，二氧化鈦，二氧化硅各5. OOg，分別加入到四個(gè)燒杯中，并滴加分散劑(EFKA4046)0. 5g，加TMPTA至50g，用磁力攪拌器攪拌均勻，并用超聲分散60min得到四種納米漿料。取二氧化錫漿料20g，氧化鈷漿料20g， 二氧化鈦漿料5g， 二氧化硅漿料5g放入燒杯中，用磁力攪拌器攪拌均勻，得到混合納米漿料。 往混合納米漿料中加入制得的UV固化氟樹脂52g，消泡劑(BYK-022) 0. 5g，增稠劑
(CA-902)0. 5g，得到高耐污隔熱型UV固化氟涂料，其性能 可見光透過率> 80 % 紅外反射率>70% 附著力l級 涂膜鉛筆硬度2H 涂層耐溫不粉化，不脫落。
耐紫外線老化(30d):不起泡，不剝落，不裂紋。
權(quán)利要求
一種高耐污隔熱型UV固化氟涂料的制備方法，其特征在于步驟如下(1)混合納米粉體漿料的制備稱量分散劑、稀釋劑和不同種的納米粉體分別放入燒杯中，調(diào)節(jié)pH值為9.0～10.0，在磁力攪拌器上攪拌30～60min后，超聲分散30～60min，得到不同種的納米粉體漿料；然后將得到的不同種的納米粉體漿料混在一起再經(jīng)磁力攪拌30min，得到混合納米粉體漿料；各原料的質(zhì)量份數(shù)如下分散劑0.2～0.5，稀釋劑90～95，納米粉體5～10；納米粉體包括二氧化鈦、二氧化硅、二氧化錫、氧化鈷，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下二氧化鈦0.5～1，二氧化硅0.5～1，二氧化錫1～2，氧化鈷1～2；分散劑為聚丙烯酸酯型防聚凝分散劑EFKA4050、EFKA4046或EFKA4330；稀釋劑為二縮三丙二醇三丙烯酸酯TPGDA、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA或新戊二醇二丙烯酸酯NPGDA；(2)高耐污隔熱型UV固化氟涂料的制備取步驟(1)得到的混合納米粉體漿料，加入U(xiǎn)V固化氟樹脂、消泡劑、增稠劑，在磁力攪拌器上攪拌30～60min，得到高耐污隔熱型UV固化氟涂料，各原料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為混合納米粉體漿料10～50，紫外光固化氟樹脂50～60，消泡劑0.2～0.5，增稠劑0.2～0.5，消泡劑為聚硅氧烷硅脂BYK-065，BYK-022，BYK-020，BYK-057；增稠劑為非離子型聚氨酯增稠劑CA-902。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制備方法，其特征在于步驟(2)中的UV固化氟樹脂，其合成 步驟為a、 一種含氟單體全氟辛酸甲基丙烯酰胺基乙酯和幾種丙烯酸類單體放入燒瓶，含氟單 體幾種丙烯酸類單體的質(zhì)量比為1 : 3 4，通氮?dú)?，用一種含硫的化合物十二硫醇和引 發(fā)劑過氧化二苯甲酰BPO共同溶解在溶劑二甲苯中滴加，十二硫醇的用量為含氟單體用量 的5%-10%，過氧化二苯甲酰的用量為含氟單體用量的5%-10%，二甲苯的用量為含氟單 體用量的2-3倍，在反應(yīng)開始時(shí)滴加4h，停止滴加，剩余10% 20% ，待繼續(xù)反應(yīng)2h后再滴 加剩余的量，滴加完畢后再反應(yīng)lh，溫度嚴(yán)格控制在130 140°C ;b、 用另一種含雙鍵和環(huán)氧基的單體甲基丙烯酸縮水甘油酯和步驟a得到的產(chǎn)物反應(yīng)， 嚴(yán)格控制溫度ll(TC，得到UV固化氟樹脂。
全文摘要
一種高耐污隔熱型UV固化氟涂料的制備方法，屬于光固化涂料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明取分散劑、稀釋劑和不同的納米粉體分別置于燒杯中，調(diào)節(jié)pH 9.0～10.0，在磁力攪拌器上攪拌30～60min后，超聲分散30～60min。停止超聲攪拌，得到納米粉體漿料。按照不同的納米粉體質(zhì)量比，把這幾種漿料混合并攪拌均勻；得到的納米粉體混合漿料加入U(xiǎn)V固化氟樹脂、消泡劑、增稠劑，調(diào)節(jié)pH9.0～10.0，得到一種高耐污隔熱型UV固化氟涂料。本發(fā)明制備方法簡單，不需要昂貴的設(shè)備，制備及施工工藝簡便，原材料要比ATO、ITO便宜，有效降低生產(chǎn)成本，利于向市場推廣。本發(fā)明的氟涂料有較高的可見光透光率、紅外反射性、涂膜透明、硬度強(qiáng)、附著力好、耐污、耐紫外線老化，高耐污。
文檔編號C09D5/00GK101787238SQ200910264158
公開日2010年7月28日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者姚伯龍, 孔祥永, 李海亮, 李祥, 褚路軒 申請人:江南大學(xué)