一种玻璃隔热水性涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种玻璃隔热水性涂料及其制备方法，包括原料本体，其中，还包括石墨烯、第一添加剂与第二添加剂，所述石墨烯占原料本体的质量百分比为0.01～5%，所述第一添加剂与第二添加剂的总量占原料本体的质量百分比为0.1～7%。本发明专利技术通过加入石墨烯来提高玻璃隔热水性涂料的强度，利用石墨烯良好的导热功能，解决现有的吸热型玻璃隔热涂料玻璃表面积热温度高的缺点，且其耐摩擦性能，与基材的附着力、耐冲击性得到显著提高，该涂料具有明显的疏水自洁及隔热功能，符合绿色环保发展趋势和要求，在建筑窗玻璃和汽车玻璃保温隔热领域具有广泛的应用前景。

Glass insulating water paint and preparation method thereof

The invention discloses a water glass heat insulation paint and a preparation method thereof, including the material ontology, which also includes the first second graphene, additives and additives, the percentage of graphene material ontology is 0.01 ~ 5%, the total amount of the first and second additive additive percentage of raw material body is 0.1 ~ 7%. The invention can improve the glass insulation of waterborne coatings strength by adding graphene, graphene using conduction function good, solves the problem of high temperature heat area of endothermic glass heat insulation paint glass table existing, and the anti friction performance, and substrate adhesion, impact resistance is greatly improved, the coating has obvious hydrophobic self-cleaning and heat insulation function, and meet the requirements of green environmental protection trend, in building glass and automotive glass insulation field has broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及涂料领域，尤其涉及一种玻璃隔热水性涂料及其制备方法。
技术介绍
2004年以来，石墨烯已经成为材料科学领域极受关注的研究热点之一。石墨烯，实际上就是单原子层的石墨，它拥有独特的二维结构和优异的力学、热力学、光学和电学性能。石墨烯是目前世界上最薄却是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，导热系数高达5300W/m·k，高于碳纳米管和金刚石。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，具有强度高，比表面积大，高化学反应活性，高填充性的特点。常规的玻璃隔热水性涂料使用水性树脂和纳米浆料共混制得，具有很好的隔热效果和可见光透过性。氟碳类化合物的主要基团-CF3的表面能只有6mJ/m2，这类化合物是目前已知表面能低的材料，所以将有机氟材料广泛用于各种材料的表面改性可以获得类似的低表面能，所以拟选用具有疏水、耐老化性能强的氟碳乳液作为成膜物质，制备出一种具有复合性能的玻璃隔热水性涂料。但是现有玻璃隔热水性涂料存在强度较低、吸收型隔热玻璃涂料玻璃表面积热温度过高、与基材的附着力、耐冲击性能较差的问题。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种玻璃隔热水性涂料及其制备方法，旨在解决现有玻璃隔热水性涂料的强度较低、吸收型隔热玻璃涂料玻璃表面积热温度过高、与基材的附着力、耐冲击性能较差的问题。本专利技术的技术方案如下：一种玻璃隔热水性涂料，包括原料本体，其中，还包括石墨烯、第一添加剂与第二添加剂，所述石墨烯占原料本体的质量百分比为0.01～5%，所述第一添加剂与第二添加剂的总量占原料本体的质量百分比为0.1～7%。所述的玻璃隔热水性涂料，其中，所述第一添加剂为纳米氧化物ATO，所述第二添加剂为无水乙醇、丙二醇、硅烷偶联剂、分散剂、基材润湿剂、增稠剂、消泡剂、中和剂中的一种或多种。所述的玻璃隔热水性涂料，其中，所述第一添加剂与第二添加剂的质量之比为1：1-5。所述的玻璃隔热水性涂料，其中，所述石墨烯为单层片状结构或层数在2-80层之间的多层片状结构。所述的玻璃隔热水性涂料，其中，所述石墨烯为粉末形式的石墨烯或浆料形式的石墨烯。所述的玻璃隔热水性涂料，其中，所述石墨烯中的碳元素与非碳元素的质量比为3-6：1。所述的玻璃隔热水性涂料，其中，所述非碳元素选自氟、氮、氧、硫、氢、氯、溴、碘中的一种或多种。所述的玻璃隔热水性涂料，其中，所述石墨烯为包含有官能团的改性石墨烯。所述的玻璃隔热水性涂料，其中，所述原料本体包括成膜物和溶剂，所述成膜物为氟碳乳液，所述溶剂为酯类、酮类、烃类及醚类中的一种或多种。一种如上任一所述的玻璃隔热水性涂料的制备方法，其中，包括步骤：在原料本体中，加入石墨烯，搅拌均匀后静置1.5~2.5h，在搅拌的情况下加入第一添加剂，充分分散35~45min，再加入第二添加剂，即制得玻璃隔热水性涂料。有益效果：本专利技术在现有的玻璃隔热水性涂料中加入石墨烯用以提高涂料的强度、耐摩擦性能、硬度与抗冲击性，加入石墨烯后还可以提高涂料的吸附能力，石墨烯的柔软性可抑制涂料在干燥及外加热场作用下的收缩性，从而抑制龟裂，石墨烯的高导热性也可以提高玻璃隔热水性涂料的导热率。具体实施方式本专利技术提供一种玻璃隔热水性涂料及其制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术对市面上常见的水性氟碳树脂进行了筛选，测试了其基本性能，利用氟碳树脂作为基础树脂，制备了一种石墨烯改性的疏水型玻璃隔热水性涂料。本专利技术还考察了该涂料的光学、隔热以及常规性能，得到了一种具有良好涂膜性能和隔热性能的石墨烯改性的玻璃隔热水性涂料。采用石墨烯提高玻璃隔热水性涂料的强度，利用石墨烯良好的导热功能，解决现有的吸热型玻璃隔热涂料玻璃表面积热温度高的缺点，且其耐摩擦性能，与基材的附着力、耐冲击性显著提高。本专利技术玻璃隔热水性涂料具有明显的疏水自洁及隔热功能，符合绿色环保发展趋势和要求，在建筑窗玻璃和汽车玻璃保温隔热领域具有广泛的应用前景。具体地，本专利技术的一种玻璃隔热水性涂料，包括原料本体，其中，还包括石墨烯、第一添加剂与第二添加剂，所述石墨烯占原料本体的质量百分比为0.01～5%，所述第一添加剂与第二添加剂的总量占原料本体的质量百分比为0.1～7%。本专利技术所述原料本体指的是现有的玻璃隔热水性涂料，所述原料本体包括成膜物和溶剂，优选地，所述成膜物为氟碳乳液，所述溶剂为酯类、酮类、烃类及醚类中的一种或多种。本专利技术在现有的玻璃隔热水性涂料中加入石墨烯，这是因为石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，具有柔软、平面状结构、强度高，比表面积大，高化学反应活性，高填充性的特点。本专利技术在现有的玻璃隔热水性涂料中加入石墨烯用以提高涂料的强度、耐摩擦性能、硬度与抗冲击性，加入石墨烯后还可以提高涂料的吸附能力，石墨烯的柔软性可抑制涂料在干燥及外加热场作用下的收缩性，从而抑制龟裂，石墨烯的高导热性也可以提高玻璃隔热水性涂料的导热率。本专利技术所述石墨烯的加入量占原料本体（即现有的玻璃隔热水性涂料）的质量百分比为0.01～5%。控制石墨烯的加入量异常关键，若石墨烯的加入量低于0.01%，则影响提高玻璃隔热水性涂料在玻璃上的附着力效果，若石墨烯的加入量高于5%，则会影响玻璃隔热水性涂料的成膜性能，降低其成膜质量。本专利技术在现有的玻璃隔热水性涂料中还加入第一添加剂与第二添加剂，所述第一添加剂与第二添加剂的加入量占原料本体（即现有的玻璃隔热水性涂料）的质量百分比为0.1～7%。其中，所述第一添加剂可以为纳米氧化物ATO(氧化锡锑)，这是因为纳米氧化物ATO(氧化锡锑)的加入能使得玻璃隔热水性涂料的耐磨性能提高。所述第二添加剂可以为无水乙醇、丙二醇、硅烷偶联剂、分散剂、基材润湿剂、增稠剂、消泡剂、中和剂等中的一种或多种。优选地，所述第一添加剂与第二添加剂的质量之比为1：1-5。优选地，本专利技术所述石墨烯为单层片状结构或层数在2-80层之间的多层片状结构，即本专利技术可选用单层片状结构的石墨烯加入到现有的玻璃隔热水性涂料中，还可以选用2-80层的多层片状结构的石墨烯加入到现有的玻璃隔热水性涂料中，层内为碳原子sp2杂化轨道组成六角形峰巢状晶格、层间为碳原子以π键组合。优选地，本专利技术所述石墨烯可以为粉末形式的石墨烯或浆料形式的石墨烯。即所述石墨烯可以粉末形式的石墨烯或浆料形式的石墨烯加入到现有的玻璃隔热水性涂料中。优选地，本专利技术所述石墨烯中的碳元素与非碳元素的质量比为3-6：1。其中，所述非碳元素选自氟、氮、氧、硫、氢、氯、溴、碘中的一种或多种。优选地，本专利技术所述石墨烯可以为包含有各种官能团的改性石墨烯，所述官能团可以为羟基、羧基、氮基、氨基中的一种或几种。本专利技术的一种如上任一所述的玻璃隔热水性涂料的制备方法，其包括步骤：在原料本体（成膜物溶于溶剂得到原料本体）中，加入石墨烯，搅拌均匀后静置1.5~2.5h（如2h），在搅拌的情况下加入第一添加剂，充分分散35~45min（如40min），再加入第二添加剂，即制得玻璃隔热水性涂料。本专利技术纳米氧化物ATO(氧化锡锑)的加入使得玻璃隔热水性涂料的耐磨性能提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃隔热水性涂料，包括原料本体，其特征在于，还包括石墨烯、第一添加剂与第二添加剂，所述石墨烯占原料本体的质量百分比为0.01～5%，所述第一添加剂与第二添加剂的总量占原料本体的质量百分比为0.1～7%。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃隔热水性涂料，包括原料本体，其特征在于，还包括石墨烯、第一添加剂与第二添加剂，所述石墨烯占原料本体的质量百分比为0.01～5%，所述第一添加剂与第二添加剂的总量占原料本体的质量百分比为0.1～7%。2.根据权利要求1所述的玻璃隔热水性涂料，其特征在于，所述第一添加剂为纳米氧化物ATO，所述第二添加剂为无水乙醇、丙二醇、硅烷偶联剂、分散剂、基材润湿剂、增稠剂、消泡剂、中和剂中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的玻璃隔热水性涂料，其特征在于，所述第一添加剂与第二添加剂的质量之比为1：1-5。4.根据权利要求1所述的玻璃隔热水性涂料，其特征在于，所述石墨烯为单层片状结构或层数在2-80层之间的多层片状结构。5.根据权利要求1所述的玻璃隔热水性涂料，其特征在于，所述石墨烯为粉末形式的石墨烯或浆料形式的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕维忠，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44