本发明公开了一种环保型透明隔热涂料，制备原料包括硅氧烷聚合物、丙烯酸酯、有机溶剂、纳米功能填料、酞酸酯类催化剂，所得涂料具有优异的隔热效果、耐紫外线性能、耐候性能、耐老化性能，长期使用不易氧化变黄，可以保持高透光率，同时，与玻璃表面具有优异的附着力，延长其使用年限，降低使用成本，且各组分的溶解分散性好，稳定性强，而且成膜时间短，可实现快速固化，施工简单，可采用喷涂或刷漆的方式。更重要的是，为得到储存期更长的涂料，可以在使用前添加酞酸酯类催化剂，而且本申请中选用的材料中不含有异氰酸酯，环保、无污染，可广泛用于车辆、建筑外墙、室内家装中的玻璃表面，减少空调等电器使用，具有节能的效果。

一种环保型透明隔热涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及的是涂料领域，C09D5/33，尤其涉及一种环保型透明隔热涂料及其制备方法。

背景技术

透明玻璃隔热涂料是一种使用在玻璃上的功能性建筑涂料，直接涂刷在玻璃表面，形成一层薄膜，具有透明、隔热、隔紫外线的功能，主要可分为水性和油性两类，主要有各种树脂、纳米材料以及涂料助剂所得。现有的透明隔热涂料主要是FEVE型氟碳、聚氨酯涂料，该涂料耐紫外线及耐候差，长期在太阳光的照射下易发生黄变，影响涂膜在玻璃表面的透光率。

专利CN201410492557.1公开了一种水性透明隔热涂料及其制备方法技术领域，其内含有的氧化铟锡氧化物复合粉体成膜后透明，且可以强烈反射红外光，起到隔热作用，但是水性氟碳树脂乳液的耐紫外性能较差，容易发黄，而且HDI固化剂的使用会导致隔热涂料的环保性较差。专利CN201410438880.0提供了透明隔热/防紫外线玻璃涂料，包括聚氨酯树脂、纳米氧化锌/纳米氧化锑锡浆料、流平剂、消泡剂、固化剂，所得涂料具有既透明又隔热的效果，同时还酷游很好的附着力和表面硬度以及耐老化性能。但是其所需原料较多，制备工艺较复杂，且涂料的耐黄变性能还可以进一步改善。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种环保型透明隔热涂料，按质量百分比计，制备原料包括：

硅氧烷聚合物30～90％、丙烯酸酯1～5％、有机溶剂1～5％、纳米功能填料0.5～20％、酞酸酯类催化剂1～10％；

作为一种优选的实施方式，所述硅氧烷聚合物包含有甲氧基、乙氧基、丙氧基中的至少一种，硅氧烷聚合物中硅氧键含量为50～90％；

作为一种优选的实施方式，所述丙烯酸酯选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯中的至少一种；优选地，所述丙烯酸酯选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一种；

作为一种优选的实施方式，所述有机溶剂选自乙醇、丙二醇单乙醚、丙二醇单丁醚、醋酸乙酯、醋酸丁酯、二甲苯、三甲苯中的至少一种；

作为一种优选的实施方式，所述纳米功能填料的粒径范围为5～150nm；优选地，所述纳米功能填料的粒径范围为10～100nm；

作为一种优选的实施方式，所述纳米功能填料选自纳米二氧化钒、掺杂纳米二氧化钒、纳米氧化铟锡、纳米氧化锡锑、纳米掺锑二氧化锡、纳米三氧化二铝、纳米二氧化硅中的至少一种；优选地，所述纳米功能填料为纳米二氧化钒，纳米氧化铟锡，纳米掺锑二氧化锡；

作为一种优选的实施方式，所述纳米二氧化钒，纳米氧化铟锡，纳米掺锑二氧化锡的质量比为1：(0.5～3)：(0.2～6.5)；优选地，所述纳米二氧化钒，纳米氧化铟锡，纳米掺锑二氧化锡的质量比为1：(1～2)：(0.5～6)；

作为一种优选的实施方式，所述纳米二氧化钒选自粉末状纳米二氧化钒、片状纳米二氧化钒中的至少一种；优选地，所述纳米二氧化钒为粉末状纳米二氧化钒；

作为一种优选的实施方式，所述纳米氧化铟锡选自粉末纳米氧化铟锡、球形纳米氧化铟锡中的至少一种；优选地，所述纳米氧化铟锡选自球形纳米氧化铟锡；

作为一种优选的实施方式，所述纳米掺锑二氧化锡选自粉末纳米掺锑二氧化锡、球形纳米掺锑二氧化锡中的至少一种；优选地，所述纳米掺锑二氧化锡为粉末纳米掺锑二氧化锡；

作为一种优选的实施方式，所述酞酸酯类催化剂选自钛酸四正丙酯、钛酸丁酯、双(乙酰丙酮基)乙氧基异丙氧基钛酸酯、双(三乙醇胺)二异丙基钛酸酯中的至少一种；优选地，所述酞酸酯类催化剂选自钛酸四正丙酯、钛丁酯中的至少一种。

本发明第二方面提供了一种环保型透明隔热涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1.于硅氧烷聚合物中依次加入丙烯酸酯和有机溶剂混合均匀，即得混合物A；

S2.于步骤(1)所得混合物A中加入纳米功能填料经1000-1500rpm的转速分散0.5～1h得到均匀的混合物B；

S3.向混合物B中加入酞酸酯类催化剂，得到环保型透明隔热涂料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本申请中在特定的硅氧烷聚合物中加入丙烯酸酯、有机溶剂、纳米功能填料、酞酸酯类催化剂，使所得涂料具有优异的隔热效果、耐紫外线性能、耐候性能、耐老化性能，长期使用不易氧化变黄，可以保持高透光率，同时，与玻璃表面具有优异的附着力，延长其使用年限，降低使用成本。

(2)本申请人发现在所述体系中加入纳米功能填料，特别是当纳米功能填料为纳米二氧化钒和纳米氧化铟锡时，可以有效减少红外线的吸收，显著提高所得涂料的隔热效果，但是纳米二氧化钒高温时的特殊四方景金红石型晶胞结构和氧化铟锡的特殊纳米结构导致涂料的分散稳定性变差，进而使透光率降低。本申请人意外发现，纳米掺锑二氧化锡的添加可以有效解决所得涂料透光率低的问题，同时可以改善涂料的耐候性。尤其是当纳米二氧化钒，纳米氧化铟锡，纳米掺锑二氧化锡的质量比为1：(1～2)：(1～3)时，与溶剂、丙烯酸酯、酞酸酯类催化剂协同作用下，还可以降低涂料的表面张力，增强涂料对基材的渗透能力，进而改善所得涂料的附着力。

(3)本申请中制备所得透明隔热涂料体系中各组分的溶解分散性好，稳定性强，而且成膜时间短，可以实现快速固化，施工简单，可采用喷涂或刷漆的方式。更重要的是，为得到储存期更长的涂料，可以在使用前添加酞酸酯类催化剂，使用方法简单，而且本申请中选用的材料中不含有异氰酸酯，环保、无污染，可广泛用于车辆、建筑外墙、室内家装中的玻璃表面，减少空调等电器使用，具有节能的效果。

具体实施方式

实施例1：

1、一种环保型透明隔热涂料，按质量百分比计，制备原料包括：

硅氧烷聚合物81.5％、丙烯酸酯3％、有机溶剂3％、纳米功能填料2.5％、酞酸酯类催化剂10％；

所述硅氧烷聚合物包含甲氧基，硅氧键含量为68～72％

所述丙烯酸酯为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；

所述有机溶剂为丙二醇单乙醚、三甲苯；

所述丙二醇单乙醚、三甲苯的质量比为2：1；

所述纳米功能填料为纳米二氧化钒，纳米氧化铟锡，纳米掺锑二氧化锡；

所述纳米二氧化钒，纳米氧化铟锡，纳米掺锑二氧化锡的质量比为1：2：0.5；

所述纳米二氧化钒为粉末状纳米二氧化钒，粒径范围为30～50nm

所述纳米氧化铟锡选自球形纳米氧化铟锡，平均粒径为50nm

所述纳米掺锑二氧化锡为粉末纳米掺锑二氧化锡，粒径范围为20～30nm

所述酞酸酯类催化剂为钛酸四正丙酯(CAS号：3087-37-4)；

2、一种环保型透明隔热涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1.于硅氧烷聚合物中依次加入丙烯酸酯和有机溶剂混合均匀，即得混合物A；

S2.于步骤(1)所得混合物A中加入纳米功能填料经1200rpm的转速分散0.7h得到均匀的混合物B；

S3.向混合物B中加入酞酸酯类催化剂，得到环保型透明隔热涂料。

实施例2：

1、一种环保型透明隔热涂料，按质量百分比计，制备原料包括：

硅氧烷聚合物82％、丙烯酸酯3％、有机溶剂3％、纳米功能填料4％、酞酸酯类催化剂8％；

所述硅氧烷聚合物包含甲氧基，硅氧键含量为68～72％(德国瓦克MSE100)；

所述丙烯酸酯为季戊四醇三丙烯酸酯；

所述有机溶剂为丙二醇单丁醚、二甲苯；

所述丙二醇单丁醚、二甲苯的质量比为2：1；

所述纳米功能填料为纳米二氧化钒，纳米氧化铟锡，纳米掺锑二氧化锡；

所述二氧化钒、氧化铟锡、纳米掺锑二氧化锡的质量比为1：1：6；

所述纳米二氧化钒为粉末状纳米二氧化钒，粒径范围为30～50nm；

所述纳米氧化铟锡选自球形纳米氧化铟锡，平均粒径为50nm；

所述纳米掺锑二氧化锡为粉末纳米掺锑二氧化锡，粒径范围为20～30nm；

所述酞酸酯类催化剂为钛酸丁酯(扬州市立达树脂有限公司，LD-8011)；

2、一种环保型透明隔热涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1.于硅氧烷聚合物中依次加入丙烯酸酯和有机溶剂混合均匀，即得混合物A；

S2.于步骤(1)所得混合物A中加入纳米功能填料经1200rpm的转速分散0.7h得到均匀的混合物B；

S3.向混合物B中加入酞酸酯类催化剂，得到环保型透明隔热涂料。

对比例1：

一种环保型透明隔热涂料，与实施例1的不同之处在于：

所述纳米二氧化钒，纳米氧化铟锡，纳米掺锑二氧化锡的质量比为1：1：6；

2、一种环保型透明隔热涂料的制备方法，同实施例1。

对比例2：

1、一种环保型透明隔热涂料，与实施例1的不同之处在于：

所述纳米二氧化钒、纳米掺锑二氧化锡的质量比为1：0.5。

2、一种环保型透明隔热涂料的制备方法，同实施例1。

对比例3：

1、一种环保型透明隔热涂料，与实施例1的不同之处在于：

所述酞酸酯类催化剂为钛酸丁酯；

2、一种环保型透明隔热涂料的制备方法，同实施例1。

性能测试：

用透明隔热涂料，用50μm线棒涂布器涂布于25.4×76.2×1mm规格的载玻片，制备的涂膜干膜厚度为20微米，所得样品用于后续性能测试。

1、玻璃表面附着力：采用百格法进行测定；

2、耐老化性能：将实施例及对比例所得涂料暴露于QUV紫外加速老化箱(240H，0.68w/m²)，观察涂料变色时间；

3、透光率：根据国家标准GB/T 2680-94《建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》进行测定；

4、隔热效果：根据标准T/CIE 082-2020《保温隔热涂料隔热温差检测方法》进行隔热效果测试；样板涂层一侧温度与样板背侧一侧温度的温差越大，则代表隔热效果明显。

	实施例1	实施例2	对比例1	对比例2	对比例3
						附着力	0级	0级	1级	2级	1级
变色时间	5100h不变色	5100h不变色	4800h不变色	4500h不变色	4700h不变色
						透光率	88％	88％	82％	75％	84％
温度差	9℃	9℃	5℃	2℃	4℃

1.一种环保型透明隔热涂料，按质量百分比计，其特征在于，制备原料包括：

硅氧烷聚合物30～90％、丙烯酸酯1～5％、有机溶剂1～5％、纳米功能填料0.5～20％、酞酸酯类催化剂1～10％。

2.如权利要求1所述的一种环保型透明隔热涂料，其特征在于，所述硅氧烷聚合物包含有甲氧基、乙氧基、丙氧基中的至少一种，硅氧烷聚合物中硅氧键含量为50～90％。

3.如权利要求1所述的一种环保型透明隔热涂料，其特征在于，所述丙烯酸酯选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯中的至少一种。

4.如权利要求1或3所述的一种环保型透明隔热涂料，其特征在于，所述丙烯酸酯选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一种。

5.如权利要求1所述的一种环保型透明隔热涂料，其特征在于，所述有机溶剂选自乙醇、丙二醇单乙醚、丙二醇单丁醚、醋酸乙酯、醋酸丁酯、二甲苯、三甲苯。

6.如权利要求1所述的一种环保型透明隔热涂料，其特征在于，所述纳米功能填料选自纳米二氧化钒、掺杂纳米二氧化钒、纳米氧化铟锡、纳米氧化锡锑、纳米掺锑二氧化锡、纳米三氧化二铝、纳米二氧化硅中的至少一种。

7.如权利要求1或6所述的一种环保型透明隔热涂料，其特征在于，所述纳米功能填料为纳米二氧化钒，纳米氧化铟锡，纳米掺锑二氧化锡。

8.如权利要求6所述的一种环保型透明隔热涂料，其特征在于，所述纳米功能填料的粒径范围为5～150nm。

9.如权利要求1所述的一种环保型透明隔热涂料，其特征在于，所述酞酸酯类催化剂选自钛酸四正丙酯、钛酸丁酯、双(乙酰丙酮基)乙氧基异丙氧基钛酸酯、双(三乙醇胺)二异丙基钛酸酯中的至少一种。

10.一种如权利要求1～9任一项所述的环保型透明隔热涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.于硅氧烷聚合物中依次加入丙烯酸酯和有机溶剂混合均匀，即得混合物A；

S2.于步骤(1)所得混合物A中加入纳米功能填料经1000-1500rpm的转速分散0.5～1h得到均匀的混合物B；

S3.向混合物B中加入酞酸酯类催化剂，得到环保型透明隔热涂料。