[发明专利]一种有机/无机杂化透明隔热涂层材料、制备方法及其应用有效

专利信息
申请号: 201310233759.X 申请日: 2013-06-13
公开(公告)号: CN103387787A 公开(公告)日: 2013-11-13
发明(设计)人: 施利毅;金鹿江;杭建忠;孙小英 申请(专利权)人: 东莞上海大学纳米技术研究院;上海大学
主分类号: C09D163/10 分类号: C09D163/10;C09D175/14;C09D167/06;C09D133/14;C09D133/08;C09D7/12;C09D5/00;C08J7/04
代理公司: 北京轻创知识产权代理有限公司 11212 代理人: 吴英彬
地址: 523000 广东省东*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 有机 无机 透明 隔热 涂层 材料 制备 方法 及其 应用
【说明书】:

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域,具体涉及一种用于聚合物基材表面的有机/无机杂化透明隔热涂层材料、制备方法及其应用;该涂层在塑料聚合物基材表面具有良好地附着力和可见光透过率,对红外和近红外光热辐射阻隔效果明显;

背景技术

隔热涂层是一种具有隔热、防晒、节能、环保的功能性涂层。红外热反射涂层是应用较早的隔热涂层,它具有高反射率和高发射率,通过选择性反射红外辐射,从源头上阻止热量的传递、抑制热量沉积,降低暴露在太阳热辐射下装备的表面温度和内部环境温度。从而达到保温隔热的效果。

隔热涂层在国外已成功应用于建筑物屋顶和玻璃幕墙、海上钻井平台、石油管道、飞机、军舰、火箭等领域。国内在保温隔热材料方面的研究报道较多,如CN102766366A采用硅乳液、空心玻璃珠、钛白粉等混合制备了一种反射隔热涂料。该涂料对太阳光有良好地反射和衍射作用,阻断热量进入基体内部。从而获得隔热效果。CN101235243A公开了一种具有热反射和热阻隔的多功能涂料。该涂料由热固性树脂、金红石型钛白粉及功能填料组成。获得的涂层对可见光和近红外光具有高反射率,在8/13.5μm波段内具有强辐射率、低导热性、降温效果良好、伪装效果和防腐性能好等特点。但是,这些涂层往往都具有不透明性,绝热性能较差。且对基材有严格的要求。限制了其应用范围。

随着隔热涂层在光电材料领域的应用,透明隔热涂层的研究成为热点。要求其能选择性地透过可见光,同时对红外辐射则具有很高的阻隔率。专利WO2005059013A1公开了一种阻断红外光透射的聚合物薄膜制备方法。该发明将功能粒子ITO研磨分散至聚乙烯醇缩丁醛与二甲基甲酰胺体系,获得的红外阻隔油墨通过印刷方式至玻璃表面。该涂层对玻璃具有良好的粘结性能和光热阻隔特性。CN 101792636A公开了一种UV固化的水性隔热纳米复合涂层材料。经固化得到的薄膜具有良好的透明度和隔热性能,该隔热保护涂层可应用于汽车车窗、建筑物玻璃幕墙等方面。

目前,透明隔热涂层绝大部分应用于玻璃基材表面,在聚合物表面上应用鲜有报道。这是因为常规的有机树脂涂覆于柔韧的聚合物表面时,其附着力和机械性能不理想。导致其综合性能和使用寿命下降。引入有机/无机纳米复合涂层技术可以有效克服上述问题。其作为成膜树脂可以解决涂层对附着力和机械性能的要求。可见光透过率高,对红外和近红外光热辐射阻隔效果明显。可用于节能光源、节能窗、光电材料及太阳电池等领域。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足,本发明的目的在于提供一种可用于聚合物基材表面的有机/无机杂化透明隔热涂层的材料及其制备方法,该涂层材料制备工艺合理、易于控制,对环境友好,涂层机械性能好,硬度高,对聚合物基材具有良好地附着力。

本发明还提供该隔热涂层材料的应用。

本发明为实现上述目的而采用的技术方案为:

一种有机/无机杂化透明隔热涂层材料,其由如下质量份数的原料组成:

有机/无机杂化UV光固化树脂    45-85份

纳米隔热粒子分散液           5-50份

助剂                         1-4份;

其中,所述的有机/无机杂化UV光固化树脂由如下质量份数的原料组成:

其中,所述的纳米隔热粒子分散液是由质量比为1∶2~1∶6的功能粒子与异丙醇,与占功能粒子与异丙醇质量总和的0.5~5%的分散剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)制成;

所述的助剂为AFCONA分散剂、AFCONA流平剂之一或其混合物。

其中,纳米改性溶胶,其由如下质量份数的原料组成:

其中,所述功能粒子为纳米二氧化钛(TiO2)、纳米氧化锌(ZnO)、纳米氧化铝(Al2O3)、纳米二氧化硅(SiO2)、云母粉、滑石粉(Talc)、高纯反光材料YZ、纳米氧化锌铝、金属鳞片、铁氧化物、六硼化镧(LaB6)、氧化锑锡(ATO)、氧化铟锡(ITO)、空心陶瓷微粒、无机纤维中的一种或多种组合。

根据制备上述的有机/无机杂化透明隔热涂层材料的制备方法,其包括如下步骤:

(1)制备纳米隔热粒子分散液:

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