[发明专利]一种中空二氧化钛@二氧化硅/水性聚氨酯复合透明隔热涂料的制备方法

说明书

一种中空二氧化钛@二氧化硅/水性聚氨酯复合透明隔热涂料的制备方法，中空二氧化钛@二氧化硅微球加入至由乙醇和水形成的混合液中，超声分散均匀，得到中空二氧化钛@二氧化硅微球悬浊液，然后加入到水性聚氨酯中，在60～90℃下搅拌均匀，得到中空二氧化钛@二氧化硅/水性聚氨酯复合透明隔热涂料。与纯水性聚氨酯涂膜相比，通过本发明所制备的复合透明隔热涂料导热系数降低了31.24％，光反射性提高了487.5％，在波长小于340nm以下紫外透过率为零，可见光透过率可达80％，耐水性提升了12.56％，抗张强度提高了35.69％，断裂伸长率提高了29.49％。

技术领域

本发明属于复合透明隔热涂料范畴，特别涉及一种中空二氧化钛@二氧化硅/水性聚氨酯复合透明隔热涂料的制备方法。

背景技术

随着建筑物对室外景观和室内采光等要求的提高，现代建筑几乎无一例外的使用了玻璃，有些高层建筑甚至采用了全玻璃外墙结构。普通玻璃作为一种良好的建筑材料，用其做窗户，既美观又实用，并对可见光具有优异的透过性。然而，由于普通玻璃对太阳光不具有选择性，在它透过可见光的同时，也会透过红外线和紫外线，从而占总建筑面积仅10～15％的玻璃的能量耗散达到了整个建筑能量损耗的50％以上，因此减少玻璃的热损耗对建筑节能具有非常重要的意义。

透明隔热涂料是一种新型材料，其对可见光具有好的通透性，对近红外和紫外光有好的反射、阻隔和吸收作用。有关透明涂料和隔热涂料国内外已有不少专利，如世界专利W00009443(透明导电纳米复合涂料及制备方法)报道的涂料具有良好的透明性和导电性，但是保温性能不佳；世界专利W09919267(隔热涂料)报道的涂料具有隔热效果，但是透明性不好；申请号为200410014672(纳米透明隔热复合涂料)、200710032516(一种透明隔热涂料及其制备方法)、200710075879(纳米透明隔热涂料及其制备方法)、200810023217(一种纳米透明隔热涂料)及200610036789(一种合成聚氨醋玻璃隔热涂料及其制备方法)的中国专利则均以ATO、ITO、BTO等为隔热粉体，存在着可见光透过率不高，或者红外阻隔率不高，或者生产成本过高等不同问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中空二氧化钛@二氧化硅/水性聚氨酯复合透明隔热涂料的制备方法，采用该方法制备的中空二氧化钛@二氧化硅/水性聚氨酯复合透明隔热涂料成膜后具有良好的保温性能，抗紫外性能，较高的可见光透过率及优异的力学性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种中空二氧化钛@二氧化硅/水性聚氨酯复合透明隔热涂料的制备方法，将中空二氧化钛@二氧化硅微球加入至由乙醇和水形成的混合液中，超声分散均匀，得到中空二氧化钛@二氧化硅微球悬浊液，然后加入到水性聚氨酯中，在60～90℃下搅拌均匀，得到中空二氧化钛@二氧化硅/水性聚氨酯复合透明隔热涂料。

本发明进一步的改进在于，中空二氧化钛@二氧化硅微球通过以下过程制备：

将聚苯乙烯乳液及氨水加入至无水乙醇中混合均匀，得到混合溶液；其中，聚苯乙烯乳液与无水乙醇的比为5～15g：80～120mL；

将钛酸四丁酯及三乙醇胺加入至无水乙醇中混合均匀后滴加至混合溶液中，滴加完毕后于50～90℃反应0.5～12h，离心、洗涤后获得聚苯乙烯@二氧化钛粒子；其中，聚苯乙烯乳液、钛酸四丁酯、三乙醇胺与无水乙醇的比为5～15g：0.5～2.0g：0.149～1.15g：1～4mL；

将聚苯乙烯@二氧化钛粒子分散在异丙醇与去离子水的混合溶液中，调节pH值为2.1～5.9，然后加入正硅酸乙酯，于50～100℃下保温反应2～6h，将产物用异丙醇离心洗涤，高温煅烧，获得中空二氧化钛@二氧化硅微球；其中，聚苯乙烯乳液、异丙醇、去离子水与正硅酸乙酯的比为5～15g：80～120mL：5～15mL：0.1～0.3g。