一種水性玻璃導電阻燃涂料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種水性玻璃導電阻燃涂料，其特征在于，各組分按照重量百分比組成如下：SnCl4晶體10-20%；SbCl3固體5-10%；聚乙烯吡咯烷酮（5g/L）5-10%；無水乙醇與N，N-二甲基甲酰胺的體積比為1:20-1:2的混合溶劑30-50%；水性聚氨酯5-15%；聚硅氧烷0.5-3%；非離子聚氨酯增稠劑0.5-3%；硅烷偶聯(lián)劑0.5-3%；異氰酸酯類固化劑5-10%。本發(fā)明的水性玻璃涂料中添加了納米級的導電阻熱金屬氧化物（氧化錫銻），這種金屬氧化物能夠很好的吸收和反射紅外光，阻隔來自太陽光和室內(nèi)取暖設(shè)施和人體自身的大部分熱輻射，并可屏蔽一定量的紫外線，且導電性、阻燃性、熱交換效率高。
【專利說明】一種水性玻璃導電阻燃涂料
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】： 本發(fā)明屬于無機材料和功能材料制備工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種水性玻璃導電阻燃 涂料。
[0002] 技術(shù)背景： 隔熱涂料是近幾年發(fā)展起來的一種具有隔熱、防曬、節(jié)能、環(huán)保、施工簡易、工期短、見 效快的功能性涂料。隔熱漆從特性原理分類主要有三種，隔絕傳導型隔熱涂料、反射型隔熱 涂料和福射型隔熱涂料。
[0003] 水性玻璃涂料是一種使用在玻璃上的功能性建筑涂料，直接涂刷在玻璃表面，形 成一層薄膜，具有阻隔紅外線和紫外線的功能，同時可見光的透光率較高。該種涂料首先在 日本發(fā)明，目前在日本國內(nèi)已經(jīng)全面普及和推廣，其代表品牌為好瑞佳透明玻璃隔熱涂料。 在國內(nèi)，這幾年玻璃隔熱涂料也迅速的發(fā)展起來，目前國內(nèi)已經(jīng)有一些廠家生產(chǎn)用于玻璃 的保溫隔熱涂料。
[0004] 玻璃隔熱涂料分水性和油性兩種，最先上市的是油性玻璃隔熱涂料，該種涂料由 于其特有的保溫隔熱性能，上市后就占據(jù)了一定的市場。近幾年研究的水性玻璃保溫隔熱 涂料在具備保溫隔熱特性的同時對環(huán)保有著重大的意義，與油性保溫隔熱涂料相比，明顯 減少了向空氣中排放有機溶劑的量，因此即將成為一種新型的建筑節(jié)能保溫隔熱產(chǎn)品，并 被廣泛應(yīng)用。
[0005] 水性玻璃涂料為淺藍色無毒、無刺激、耐酸堿的液體，是以金屬氧化物納米材料作 為隔熱填料，該薄膜可以有效的阻隔紅外線和紫外線，并對可見光有較高的透過率。但現(xiàn)有 水性玻璃隔熱涂料由于樹脂及納米金屬氧化物生產(chǎn)廠家不同，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等原因，因 此，存在隔熱效果一般、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、在玻璃表面附著力不好等缺點。
[0006] SnO2是η型寬禁帶半導體材料，因其特殊的氣敏，透光和導電特性，成為制備氣敏 元件，透明電極的理想材料，從而在構(gòu)造氣敏傳感器、發(fā)光二極管、平板顯示器和薄膜太陽 能電池等方面得到廣泛的應(yīng)用。但純SnO 2的電阻通常較高，一般通過在SnO2中摻入少量Sb ，In或Pb等離子來降低SnO2的電阻率并保持其良好的可見光透過率，摻雜SnO2以其優(yōu)良 的光學、電學性能和高的化學穩(wěn)定性，被廣泛地應(yīng)用于太陽能電池、液晶顯示、電致發(fā)光等 領(lǐng)域中。
[0007] -維材料比零維和二維材料具有更優(yōu)越的物理和電學性能，對SnO2 -維結(jié)構(gòu)進行 摻雜，可以提高電子傳輸和光子激發(fā)效率，改善SnO2材料傳感器的氣體敏感度等。如何生 產(chǎn)一種隔熱效果好、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、在玻璃表面附著力好的導電阻燃涂料，是本發(fā)明要解決 的技術(shù)問題。
[0008]


【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明提供了一種水性玻璃導電阻燃涂料，其特征在于，各組分按照重量百分比組成 如下： SnCl4 晶體 10-20% ; SbCl3 固體 5-10% ; 聚乙烯吡咯烷酮（5 g/L) 5-10%; 無水乙醇與N，N-二甲基甲酰胺的體積比為1:20-1:2的混合溶劑30-50% ; 水性聚氨酯5-15% ; 聚娃氧燒0. 5-3% ; 非離子聚氨酯增稠劑〇. 5-3% ; 硅烷偶聯(lián)劑0. 5-3% ; 異氰酸酯類固化劑5-10%。
[0009] 上述的一種水性玻璃導電阻燃涂料，其特征在于，中間物是一種含SnxSb yOz-維微 納米物相的錫銻氧化物，一維微納米物相的代表性物相為Sn918Sb ltl9O2。
[0010] 上述的一種水性玻璃導電阻燃涂料，其特征在于，其制備方法包括如下步驟： (1)配制反應(yīng)原料：稱量SnCl4晶體用去離子水配成0. 1-0. 3mol/L的溶液，按照按照 SbCl3 = SnCl4的原子數(shù)為4-6%的比例秤取SbCl3固體，量取聚乙烯吡咯烷酮與錫鹽、銻鹽制 成混合溶液，以無水乙醇與N，N-二甲基甲酰胺作溶劑，在攪拌條件下用氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液 pH=9-ll，使反應(yīng)物析出形成膠體或懸浮液。
[0011] (2)制多元醇組分：將納米氧化錫銻漿料與水性聚氨酯按質(zhì)量比3 :4的比例混 合，用超聲波發(fā)生器控制功率1000-1500W進行超聲分散10 -20min。再加入聚硅氧烷、非 離子聚氨酯增稠劑、硅烷偶聯(lián)劑，在400- 450r/min的轉(zhuǎn)速下分散60-80min，制得多元醇組 分； (3)制作涂料：將多元醇組分放置至少12小時后與異氰酸酯類固化劑按質(zhì)量比為10 : 1的比例混合，分散15分鐘后制得水性玻璃涂料。
[0012] 發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明的水性玻璃涂料采用多元醇組分和固化劑組分混合而成，由于多元醇組分是由 納米氧化錫銻漿料與水性聚氨酯混合分散，并加入各種助劑制成，而由于水性玻璃涂料中 添加了納米級的導電阻熱金屬氧化物(氧化錫銻)，這種金屬氧化物能夠很好的吸收和反射 紅外光，阻隔來自太陽光和室內(nèi)取暖設(shè)施和人體自身的大部分熱輻射，并可屏蔽一定量的 紫外線，且導電性、阻燃性、熱交換效率高，具有較高的可見光透過率，使得該水性玻璃涂料 可以廣泛應(yīng)用于汽車及各類建筑物的玻璃上，成本較低，可廣泛應(yīng)用。該水性玻璃涂料的制 備方法簡單，施工方便，成本低，具有經(jīng)濟、快捷、環(huán)保、安全等優(yōu)點，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0013] 具體實施方法： 實施例1 : (1)配制反應(yīng)原料：稱量SnCl4晶體20%用去離子水配成0. lmol/L的溶液，按照按照 SbCl3 = SnCl4的原子數(shù)為4%的比例秤取SbCl3固體10%，量取10%的聚乙烯吡咯烷酮（5 g/ L)與錫鹽、銻鹽制成混合溶液，以50%的無水乙醇與N，N-二甲基甲酰胺的體積比為1:10的 溶劑溶解，在攪拌條件下用氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液pH=9,使反應(yīng)物析出形成膠體或懸浮液。
[0014] (2)制多元醇組分：將納米氧化錫銻漿料與水性聚氨酯按質(zhì)量比3 :4的比例混 合，用超聲波發(fā)生器控制功率1000W進行超聲分散10 min。再加入聚硅氧烷2%、非離子聚 氨酯增稠劑2%、硅烷偶聯(lián)劑2%，在400r/min的轉(zhuǎn)速下分散60min，制得多元醇組分； (3)制作涂料：將多元醇組分放置至少12小時后與異氰酸酯類固化劑按質(zhì)量比為10 : 1的比例混合，分散15分鐘后制得水性玻璃涂料。
[0015] 實施例2: (I)配制反應(yīng)原料：稱量SnCl4晶體20%用去離子水配成0. 2mol/L的溶液，按照按照 SbCl3 = SnCl4的原子數(shù)為5%的比例秤取SbCl3固體10%，量取10%的聚乙烯吡咯烷酮（5 g/ L)與錫鹽、銻鹽制成混合溶液，以50%的無水乙醇與N，N-二甲基甲酰胺的體積比為1:15的 溶劑溶解，在攪拌條件下用氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液pH=10,使反應(yīng)物析出形成膠體或懸浮液。
[0016] (2)制多元醇組分：將納米氧化錫銻漿料與水性聚氨酯按質(zhì)量比3 :4的比例混 合，用超聲波發(fā)生器控制功率1500W進行超聲分散15min。再加入聚硅氧烷2%、非離子聚氨 酯增稠劑1%、硅烷偶聯(lián)劑2%，在450r/min的轉(zhuǎn)速下分散70min，制得多元醇組分； (3)制作涂料：將多元醇組分放置至少12小時后與異氰酸酯類固化劑按質(zhì)量比為10 : 1的比例混合，分散15分鐘后制得水性玻璃涂料。
[0017] 實施例3: (1)配制反應(yīng)原料：稱量SnCl4晶體20%用去離子水配成0. 3mol/L的溶液，按照按照 SbCl3 = SnCl4的原子數(shù)為6%的比例秤取SbCl3固體10%，量取10%的聚乙烯吡咯烷酮（5 g/ L)與錫鹽、銻鹽制成混合溶液，以50%的無水乙醇與N，N-二甲基甲酰胺的體積比為1:20的 溶劑溶解，在攪拌條件下用氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液PH=IL使反應(yīng)物析出形成膠體或懸浮液。
[0018] (2)制多元醇組分：將納米氧化錫銻漿料與水性聚氨酯按質(zhì)量比3 :4的比例混 合，用超聲波發(fā)生器控制功率1500W進行超聲分散20min。再加入聚硅氧烷2%、非離子聚氨 酯增稠劑〇. 5%、硅烷偶聯(lián)劑2%，在450r/min的轉(zhuǎn)速下分散80min，制得多元醇組分； (3)制作涂料：將多元醇組分放置至少12小時后與異氰酸酯類固化劑按質(zhì)量比為10 : 1的比例混合，分散15分鐘后制得水性玻璃涂料。
[0019] 制備水性玻璃涂料，見后面表2。
[0020] 表2水性玻璃涂料檢測結(jié)果

【權(quán)利要求】
1. 一種水性玻璃導電阻燃涂料，其特征在于，各組分按照重量百分比組成如下： SnCl4 晶體 10-20% ; SbCl3 固體 5-10% ; 聚乙烯吡咯烷酮（5 g/L) 5-10% ; 無水乙醇與N，N-二甲基甲酰胺的體積比為1:20-1:2的混合溶劑30-50% ; 水性聚氨酯5-15% ; 聚娃氧燒0. 5-3% ; 非離子聚氨酯增稠劑〇. 5-3% ; 硅烷偶聯(lián)劑0. 5-3% ; 異氰酸酯類固化劑5-10%。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種水性玻璃導電阻燃涂料，其特征在于，中間物是一種含 SnxSbyOz -維微納米物相的錫銻氧化物，一維微納米物相的代表性物相為Sn918Sb1(l902。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種水性玻璃導電阻燃涂料，其特征在于，其制備方法包括如 下步驟： (1)配制反應(yīng)原料：稱量SnCl4晶體用去離子水配成0. 1-0. 3mol/L的溶液，按照按照 SbCl3:SnCl4的原子數(shù)為4-6%的比例秤取SbCl3固體，量取聚乙烯吡咯烷酮與錫鹽、銻鹽制 成混合溶液，以無水乙醇與N，N-二甲基甲酰胺作溶劑，在攪拌條件下用氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液 pH=9-l 1，使反應(yīng)物析出形成膠體或懸浮液，（2)制多元醇組分：將納米氧化錫銻漿料與水性 聚氨酯按質(zhì)量比3 :4的比例混合，用超聲波發(fā)生器控制功率1000-1500W進行超聲分散10 -20min，再加入聚硅氧烷、非離子聚氨酯增稠劑、硅烷偶聯(lián)劑，在400- 450r/min的轉(zhuǎn)速下 分散60-80min，制得多元醇組分； (3)制作涂料：將多元醇組分放置至少12小時后與異氰酸酯類固化劑按質(zhì)量比為10 : 1的比例混合，分散15分鐘后制得水性玻璃涂料。
【文檔編號】C09D5/24GK104371520SQ201310346638
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】劉澤華 申請人:青島博研達工業(yè)技術(shù)研究所(普通合伙)