專利名稱：新型納米透明隔熱涂料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種隔熱涂料，特別涉及一種采用納米材料改性的透明隔熱涂料。
背景技術：
對建筑物來說，窗戶成為熱量進出的通道，陽光的熱輻射透過窗戶對室內加熱，必將增加空調的熱負荷。為了節(jié)約能源，人們采取了各種措施來解決玻璃的隔熱問題。目前，主要采用金屬及其氧化物鍍膜或熱反射貼膜用于玻璃的隔熱。但是，這些產(chǎn)品通常都是采用物理方法如磁控濺射法、真空蒸鍍法、溶膠-凝膠法等將具有反射或隔熱效果的金屬或非金屬材料(如Ag、Au、Sn02、Zn0、Ti02、AT0、IT0等)直接鍍于玻璃或聚合物薄膜表面制成，工藝條件難以控制，設備投資大，成本高，且還伴隨產(chǎn)生“光污染”，難以做到大面積推廣應用?；诓牧峡茖W和納米技術的快速發(fā)展，低成本的透明隔熱納米涂料將有望取代這種高成本的鍍膜材料。透明隔熱納米涂料是指一種對太陽光具有良好的光譜選擇性且至少有一相尺寸在I IOOnm之間的涂料，即該涂料對可見光具有好的通透性，對近紅外或紫外光具有好的反射、阻隔或吸收作用。將該涂料施于建筑物的窗戶，既不會影響室內的采光，而且可以適當降低空調負荷，達到節(jié)能的目的，這對緩解能源危急和維持社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。目前，有關透明隔熱納米涂料的研究主要集中在美、日、韓等國家，且大多以專利形式公布，研究的重點主 要還是集中在無機功能材料的選擇方面如ITO (氧化銦錫)、ATO(鋪氧化錫)及氧化錫等。Nanophase Technologies Corporation將半導體納米材料(ΙΤ0、ΑΤΟ,ZnO,A l203、Ti02)首先制成穩(wěn)定分散的水性或溶劑型漿料，然后再將其應用于涂料中，制得具有隔熱、耐磨、紫外屏蔽和隔絕紅外線等多功能性納米涂料，并在多個領域得到廣泛的應用。在制備納米透明耐磨涂料時，先將納米A I2O3在水中分散制成35%的濕漿，高速攪拌分散后，再用超聲波分散，隨后離心分離取上清液，加入表面處理液3-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTS)、正硅酸乙酯(TE0S)、二苯基二甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、無水乙醇、稀鹽酸，高速分散制得穩(wěn)定的納米A I2O3漿料，然后與水性三聚氰胺甲醛樹脂混合制成納米透明耐磨涂料。國內，有關納米透明隔熱涂料的研究起步較晚，目前主要集中在一些科研院所。南京工業(yè)大學趙石林等研究了含納米Ti02、ΑΤΟ、ITO的透明隔熱涂料，并取得了一定的成績。有關納米隔熱涂料的研究，目前國內僅限于實驗室研究，末見有工業(yè)化的報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種具有較高的透明性和顯著的隔熱效果，同時各項常規(guī)性能優(yōu)良，生產(chǎn)工藝簡單，應用廣泛的新型納米透明隔熱涂料。為了實現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術方案:一種新型納米透明隔熱涂料，包括以下質量份數(shù)的組分:水性丙烯酸樹脂100份；納米二氧化硅氣凝膠20 30份；碳納米管10 20份；溶劑30 40份；助劑I 5份。所述納米二氧化硅氣凝膠平均粒徑在lOOnm。所述碳納米管為多壁碳納米管,外徑范圍為10 20nm,長度為5 50Mm,采用強
酸氧化處理。所述溶劑為二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚的混合溶劑。所述助劑為消泡劑、流平劑、增稠劑、固化劑、潤濕劑和分散劑。二氧化硅氣凝膠是一種具有無規(guī)則三維網(wǎng)絡狀骨架結構的多孔介質非晶態(tài)材料，它是目前世界上密度最低和熱導率最小的固體材料，密度可低至0.002 g /cm3，室溫真空熱導率可達到0.001 ff/( m-K)，同時又具有高比表面積、大孔容、低聲阻抗等特點，可廣泛應用于高溫隔熱材料。利用SiO2氣凝膠具有獨特納米結構和對太陽光譜的選擇特性，以SiO2氣凝膠為主要填料，利用合適的穩(wěn)定劑將其分散均勻制成漿料，選用水性丙烯酸樹脂為成膜物，將二者與其他助劑混合制得水性透明隔熱涂料，應用于建筑物的玻璃表面，在不改變玻璃透光性的前提下，有效屏蔽紅外熱輻射和阻隔紫外線。碳納米管具有優(yōu)異的力學、光學、電學和儲氫等性能，具有廣闊的應用前景。碳納米管與高分子復合后，力學性能和電學性能都得到提高，可以作為高強度材料和防靜電材料等；碳納米管通過物理和化學方法修飾，可產(chǎn)生優(yōu)異的物理、化學和生物性能。碳納米管技能導熱又能起到隔熱作用，從而成為制造隔熱保護膜的優(yōu)質材料。本發(fā)明的主要優(yōu)點:以水性丙烯酸樹脂為成膜物，加入碳納米管制備的納米透明隔熱涂料，不僅制備工藝簡單易于操作，且制得的透明隔熱涂料透明性能優(yōu)異，隔熱性能優(yōu)異，且其他各項常規(guī)性能優(yōu)異，可廣泛應用于多個領域。
具體實施方式
`下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的說明。實施例一:
按以下質量份數(shù)準備原料:水性丙烯酸樹脂100份；納米二氧化硅氣凝膠20份；碳納米管10份；二丙二醇甲醚份20 ;二丙二醇丁醚10份；消泡劑0.5份；流平劑0.5份；增稠劑0.5份；固化劑I份；潤濕劑2份；分散劑0.5份。實施例二:
按以下質量份數(shù)準備原料:水性丙烯酸樹脂100份；納米二氧化硅氣凝膠30份；碳納米管20份；二丙二醇甲醚份15 ;二丙二醇丁醚25份；消泡劑I份；流平劑0.1份；增稠劑I份；固化劑0.2份；潤濕劑0.3份；分散劑I份。實施例三:
按以下質量份數(shù)準備原料:水性丙烯酸樹脂100份；納米二氧化硅氣凝膠25份；碳納米管12份；二丙二醇甲醚份10 ;二丙二醇丁醚20份；消泡劑0.5份；流平劑0.3份；增稠劑0.2份；固化劑0.5份；潤濕劑I份；分散劑0.1份。實施例四:
按以下質量份數(shù)準備原料:水性丙烯酸樹脂100份；納米二氧化硅氣凝膠28份；碳納米管15份；二丙二醇甲醚份5 ;二丙二醇丁醚30份；消泡劑I份；流平劑0.2份；增稠劑0.5份；固化劑I份；潤濕劑0.2份；分散劑I份。
將將碳納米管加入體積比3:1的濃硫酸和濃硝酸的混合液中，超聲處理30min，用去離子水至中性，80°C烘箱中干燥24h ；
將分散劑、潤濕劑和去離子水告訴分散混合均勻，加入納米二氧化硅氣凝膠，低速分散均勻，調節(jié)pH值在8.5 9.5,超聲處理Ih,在研磨機上高速研磨2h,得到納米二氧化娃氣凝膠漿料；
將水性丙烯酸樹脂、納米二氧化硅氣凝膠漿料、處理過的碳納米管、消泡劑、流平劑、增稠劑、固化劑和溶劑在分散機下混合均勻，即得隔熱涂料。通過涂膜的光譜測定，涂抹在400 760nm的可見光區(qū)域通過率很高，最高達到81% ;在760 2500nm的近紅外區(qū)透過率很低。最高18% ;在小于400的紫外光區(qū)，涂膜的吸收率很高，達到89%。說明納米透明隔熱涂料對太陽光具有選擇性，可吸收紫外光，透過可見光，阻隔紅外光的優(yōu)異性能。涂膜的隔熱性能測試顯示，涂了納米偷米隔熱涂料的玻璃，在碘鎢燈照射30min，兩側的溫度相差18°C，高于未涂膜的玻璃兩側溫度差，說明納米透明隔熱涂料隔熱性能優(yōu)其他常規(guī)性能測試結果顯示納米透明隔熱涂料性能未降低?？梢娨运员┧針渲瑸槌赡の铮尤胩技{米管制備的納米透明隔熱涂料，不僅制備工藝簡單易于操作，且制得的透明隔熱涂料透明性能優(yōu)異，隔熱性能優(yōu)異，且其他各項常規(guī)性能優(yōu)異，可廣泛應用于多個領域。除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
權利要求
1.一種新型納米透明隔熱涂料，其特征在于包括以下質量份數(shù)的組分:水性丙烯酸樹脂100份；納米二氧化硅氣凝膠20 30份；碳納米管10 20份；溶劑30 40份；助劑I 5份。
2.根據(jù)權利要求1所述的新型納米透明隔熱涂料，其特征在于:所述納米二氧化硅氣凝膠平均粒徑在lOOnm。
3.根據(jù)權利要求1所述的新型納米透明隔熱涂料，其特征在于:所述碳納米管為多壁碳納米管，外徑范圍為10 20nm，長度為5 50Mm，采用強酸氧化處理。
4.根據(jù)權利要求1所述的新型納米透明隔熱涂料，其特征在于:所述溶劑為二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚的混合溶劑。
5.根據(jù)權利要求1所述的新型納米透明隔熱涂料，其特征在于:所述助劑為消泡劑、流平劑、增稠劑、固化 劑、潤濕劑和分散劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型納米透明隔熱涂料，以水性丙烯酸樹脂為成膜物，加入碳納米管制備的納米透明隔熱涂料，不僅制備工藝簡單易于操作，且制得的透明隔熱涂料透明性能優(yōu)異，隔熱性能優(yōu)異，且其他各項常規(guī)性能優(yōu)異，可廣泛應用于多個領域。
文檔編號C09D5/32GK103073965SQ20121048005
公開日2013年5月1日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權日2012年11月23日
發(fā)明者高凡 申請人:高凡