一种车用玻璃隔热涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及隔热涂料技术领域，尤其涉及一种车用玻璃隔热涂料及其制备方法。


背景技术：

2.目前，对于汽车玻璃在遮挡太阳热辐射方面，一般采用在玻璃风挡上贴隔热膜的方法。现有隔热贴膜主要有3类，即染色膜、普通金属膜和光谱膜。其中染色膜是将颜色混合在聚酯片内或涂在聚酯片表面卜，该膜价格低廉，但隔热效果有限，耐老化性也不佳。普通金属膜通过光反射来实现隔热，但该膜反光性“太强”，会造成光污染，影响司机对路况的判断，还会让手机、gps等无线电信号减弱，从而造成安全隐患。光谱膜是采用磁控溅射在pet甥料薄膜上沉积5～9层贵金属制备而成，清晰度高，隔热性能优异，但制备工艺复杂、价格昂贵。大多数隔热贴膜颜色较深，只适用于汽车侧挡和后风捎玻璃，不适合于汽车前风挡玻璃，从而削弱了整车的隔热效果。
3.近年来，玻璃用透明隔热涂料得到了快速发展。该涂料经喷涂、刮涂后干燥成膜，透明性好，为解决汽车风挡玻璃隔热提供了新的途径。汽车隔热涂料就是一种以氧化铟锡ito(indium tin oxide)为原料，将其分散后加入到树脂溶液中，而制成的材料，涂覆在玻璃或其他物体表面后形成透明隔热的涂层，但单纯使用氧化铟锡其隔热效果还不够理想，因此，需要对现有的以氧化铟锡ito为原料的涂料进行改进。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提出了一种车用玻璃隔热涂料及其制备方法，以解决或部分解决现有技术中存在的技术问题。
5.第一方面，本发明提供了一种车用玻璃隔热涂料，包括以下重量份原料：35～45份水、50～60份的水性丙烯酸树脂、1～3份的助剂、10～15份的氧化铟锡/二氧化钛复合材料。
6.优选的是，所述的车用玻璃隔热涂料，所述氧化铟锡/二氧化钛复合材料的制备方法包括以下步骤：
7.将硫酸钛加入至醇溶液中，搅拌后，再加入氧化铟锡搅拌均匀，然后于温度为150～300℃下反应1～4h；
8.将反应后的产物置于温度为400～600℃下煅烧1～3h，即得氧化铟锡/二氧化钛复合材料。
9.优选的是，所述的车用玻璃隔热涂料，所述醇溶液为乙醇水溶液，所述乙醇水溶液的体积浓度为20～50％。
10.优选的是，所述的车用玻璃隔热涂料，硫酸钛、氧化铟锡和醇溶液的质量体积比为(1～3)g:(0.5～2)g:(50～100)ml。
11.优选的是，所述的车用玻璃隔热涂料，将反应后的产物煅烧之前还包括对反应后的产物使用使用水、乙醇洗涤后干燥。
12.优选的是，所述的车用玻璃隔热涂料，所述助剂包括消泡剂、分散剂、流平剂、增稠
剂、成膜助剂中的至少一种。
13.优选的是，所述的车用玻璃隔热涂料，所述消泡剂为聚醚改性有机硅类消泡剂；
14.所述分散剂为byk190水性体系润湿分散剂；
15.所述流平剂为非离子聚丙烯酸酯类流平剂；
16.所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂；
17.所述成膜助剂为醇酯类成膜助剂。
18.第二方面，本发明还提供了一种所述的车用玻璃隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：
19.将氧化铟锡/二氧化钛复合材料加入至水中，搅拌均匀，得到混合物；
20.将混合物加入至水性丙烯酸树脂，继续搅拌，然后加入助剂，再次搅拌即得车用玻璃隔热涂料。
21.优选的是，所述的车用玻璃隔热涂料的制备方法，将氧化铟锡/二氧化钛复合材料加入至水中，以1500～2000r/min速率搅拌1～2h即得混合物。
22.优选的是，所述的车用玻璃隔热涂料的制备方法，将混合物加入至水性丙烯酸树脂，继续搅拌，然后加入助剂，再次搅拌即得车用玻璃隔热涂料具体为：将混合物加入至水性丙烯酸树脂，以500～1000r/min，搅拌30～60min，然后加入助剂于500～1000r/min下继续搅拌20～30min即得车用玻璃隔热涂料。
23.本发明的一种车用玻璃隔热涂料及其制备方法相对于现有技术具有以下有益效果：
24.(1)本发明的车用玻璃隔热涂料，包括氧化铟锡/二氧化钛复合材料，该复合材料通过将硫酸钛加入至醇溶液中，然后加入氧化铟锡，经过水热反应后煅烧得到，制备得到的二氧化钛为多孔状，而氧化铟锡则负载在二氧化钛上，相比单纯的氧化铟锡和二氧化钛的物理混合，本技术制备得到的氧化铟锡/二氧化钛复合材料，对红外线和紫外线的阻隔作用更好，隔热效果更好；
25.(2)本发明的车用玻璃隔热涂料，通过调整氧化铟锡/二氧化钛复合材料的制备工艺，可使隔热涂料形成的涂层对红外透过率最低值为14.58％、紫外透过率最低值为10.78％。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
27.本技术实施例提供了一种车用玻璃隔热涂料，包括以下重量份原料：35～45份水、50～60份的水性丙烯酸树脂、1～3份的助剂、10～15份的氧化铟锡/二氧化钛复合材料。
28.在一些实施例中，氧化铟锡/二氧化钛复合材料的制备方法包括以下步骤：
29.s11、将硫酸钛加入至醇溶液中，搅拌后，再加入氧化铟锡搅拌均匀，然后于温度为150～300℃下反应1～4h；
30.s12、将反应后的产物置于温度为400～600℃下煅烧1～3h，即得氧化铟锡/二氧化
钛复合材料。
31.本技术的氧化铟锡/二氧化钛复合材料的制备方法，通过将硫酸钛加入至醇溶液中，然后加入氧化铟锡，经过水热反应后煅烧得到，制备得到的二氧化钛为多孔状，而氧化铟锡则负载在二氧化钛上，相比单纯的氧化铟锡和二氧化钛的物理混合，本技术制备得到的氧化铟锡/二氧化钛复合材料，对红外线和紫外线的阻隔作用更好，隔热效果更好。
32.在一些实施例中，醇溶液为乙醇水溶液，乙醇水溶液的体积浓度为20～50％。本技术实施例中，乙醇水溶液的体积浓度指的是，乙醇占整个溶液的体积比。
33.在一些实施例中，硫酸钛、氧化铟锡和醇溶液的质量体积比为(1～3)g:(0.5～2)g:(50～100)ml。
34.在一些实施例中，将反应后的产物煅烧之前还包括对反应后的产物使用水、乙醇洗涤后于80℃下干燥2h。
35.在一些实施例中，助剂包括消泡剂、分散剂、流平剂、增稠剂、成膜助剂中的至少一种。
36.在一些实施例中，消泡剂为聚醚改性有机硅类消泡剂；
37.分散剂为byk190水性体系润湿分散剂；
38.流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂；
39.增稠剂为聚氨酯类增稠剂；
40.成膜助剂为醇酯类成膜助剂。
41.具体的，流平剂为byk
‑
333，增稠剂为lh360聚氨酯增稠剂，成膜助剂为lh12成膜助剂。
42.基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种所述的车用玻璃隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：
43.s21、将氧化铟锡/二氧化钛复合材料加入至水中，搅拌均匀，得到混合物；
44.s22、将混合物加入至水性丙烯酸树脂，继续搅拌，然后加入助剂，再次搅拌即得车用玻璃隔热涂料。
45.在一些实施例中，将氧化铟锡/二氧化钛复合材料加入至水中，以1500～2000r/min速率搅拌1～2h即得混合物。
46.在一些实施例中，将混合物加入至水性丙烯酸树脂，继续搅拌，然后加入助剂，再次搅拌即得车用玻璃隔热涂料具体为：将混合物加入至水性丙烯酸树脂，以500～1000r/min，搅拌30～60min，然后加入助剂于500～1000r/min下继续搅拌20～30min即得车用玻璃隔热涂料。
47.以下进一步以具体实施例说明本技术的车用玻璃隔热涂料及其制备方法。
48.实施例1
49.本技术实施例提供了一种车用玻璃隔热涂料，包括以下重量份原料：40份水、55份的水性丙烯酸树脂、2份的助剂、12份的氧化铟锡/二氧化钛复合材料；
50.具体的，氧化铟锡/二氧化钛复合材料的制备方法包括以下步骤：
51.s11、将2g硫酸钛加入至70ml体积分数为30％的乙醇水溶液中，以500r/min搅拌30min，然后再加入2g氧化铟锡搅拌均匀，然后于温度为200℃下反应2h；
52.s12、将反应后的产物依次用水、乙醇洗涤后于80℃干燥2h，将干燥后的产物置于
温度为500℃下煅烧2h，即得氧化铟锡/二氧化钛复合材料。
53.其中，氧化铟锡、硫酸钛均购买自阿拉丁试剂(上海)有限公司；水性丙烯酸树脂购自陶氏化学；助剂由质量比为1:0.5:1:1.5:2的消泡剂、分散剂、流平剂、增稠剂、成膜助剂组成；消泡剂为为聚醚改性有机硅类消泡剂，购买自广东中联邦精细化工有限公司；分散剂为byk190水性体系润湿分散剂；流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂byk
‑
333，增稠剂为lh360聚氨酯增稠剂，成膜助剂为lh12成膜助剂。
54.上述车用玻璃隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：
55.s21、将氧化铟锡/二氧化钛复合材料加入至水中，以1800r/min速率搅拌2h，得到混合物；
56.s22、将混合物加入至水性丙烯酸树脂，以800r/min，搅拌50min，然后加入助剂于800r/min下继续搅拌25min即得车用玻璃隔热涂料。
57.实施例2
58.本技术实施例提供了一种车用玻璃隔热涂料，包括以下重量份原料：40份水、55份的水性丙烯酸树脂、2份的助剂、12份的氧化铟锡/二氧化钛复合材料；
59.具体的，氧化铟锡/二氧化钛复合材料的制备方法包括以下步骤：
60.s11、将1g硫酸钛加入至70ml体积分数为30％的乙醇水溶液中，以500r/min搅拌30min，然后再加入0.5g氧化铟锡搅拌均匀，然后于温度为200℃下反应2h；
61.s12、将反应后的产物依次用水、乙醇洗涤后于80℃干燥2h，将干燥后的产物置于温度为500℃下煅烧2h，即得氧化铟锡/二氧化钛复合材料。
62.其中，氧化铟锡、硫酸钛均购买自阿拉丁试剂(上海)有限公司；水性丙烯酸树脂购自陶氏化学；助剂由质量比为1:0.5:1:1.5:2的消泡剂、分散剂、流平剂、增稠剂、成膜助剂组成；消泡剂为为聚醚改性有机硅类消泡剂，购买自广东中联邦精细化工有限公司；分散剂为byk190水性体系润湿分散剂；流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂byk
‑
333，增稠剂为lh360聚氨酯增稠剂，成膜助剂为lh12成膜助剂。
63.上述车用玻璃隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：
64.s21、将氧化铟锡/二氧化钛复合材料加入至水中，以1800r/min速率搅拌2h，得到混合物；
65.s22、将混合物加入至水性丙烯酸树脂，以800r/min，搅拌50min，然后加入助剂于800r/min下继续搅拌25min即得车用玻璃隔热涂料。
66.实施例3
67.本技术实施例提供了一种车用玻璃隔热涂料，包括以下重量份原料：40份水、55份的水性丙烯酸树脂、2份的助剂、12份的氧化铟锡/二氧化钛复合材料；
68.具体的，氧化铟锡/二氧化钛复合材料的制备方法包括以下步骤：
69.s11、将3g硫酸钛加入至70ml体积分数为30％的乙醇水溶液中，以500r/min搅拌30min，然后再加入1g氧化铟锡搅拌均匀，然后于温度为200℃下反应2h；
70.s12、将反应后的产物依次用水、乙醇洗涤后于80℃干燥2h，将干燥后的产物置于温度为500℃下煅烧2h，即得氧化铟锡/二氧化钛复合材料。
71.其中，氧化铟锡、硫酸钛均购买自阿拉丁试剂(上海)有限公司；水性丙烯酸树脂购自陶氏化学；助剂由质量比为1:0.5:1:1.5:2的消泡剂、分散剂、流平剂、增稠剂、成膜助剂
组成；消泡剂为为聚醚改性有机硅类消泡剂，购买自广东中联邦精细化工有限公司；分散剂为byk190水性体系润湿分散剂；流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂byk
‑
333，增稠剂为lh360聚氨酯增稠剂，成膜助剂为lh12成膜助剂。
72.上述车用玻璃隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：
73.s21、将氧化铟锡/二氧化钛复合材料加入至水中，以1800r/min速率搅拌2h，得到混合物；
74.s22、将混合物加入至水性丙烯酸树脂，以800r/min，搅拌50min，然后加入助剂于800r/min下继续搅拌25min即得车用玻璃隔热涂料。
75.实施例4
76.本技术实施例提供了一种车用玻璃隔热涂料，包括以下重量份原料：40份水、55份的水性丙烯酸树脂、2份的助剂、12份的氧化铟锡/二氧化钛复合材料；
77.具体的，氧化铟锡/二氧化钛复合材料的制备方法包括以下步骤：
78.s11、将2.8g硫酸钛加入至70ml体积分数为30％的乙醇水溶液中，以500r/min搅拌30min，然后再加入1g氧化铟锡搅拌均匀，然后于温度为200℃下反应2h；
79.s12、将反应后的产物依次用水、乙醇洗涤后于80℃干燥2h，将干燥后的产物置于温度为500℃下煅烧2h，即得氧化铟锡/二氧化钛复合材料。
80.其中，氧化铟锡、硫酸钛均购买自阿拉丁试剂(上海)有限公司；水性丙烯酸树脂购自陶氏化学；助剂由质量比为1:0.5:1:1.5:2的消泡剂、分散剂、流平剂、增稠剂、成膜助剂组成；消泡剂为为聚醚改性有机硅类消泡剂，购买自广东中联邦精细化工有限公司；分散剂为byk190水性体系润湿分散剂；流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂byk
‑
333，增稠剂为lh360聚氨酯增稠剂，成膜助剂为lh12成膜助剂。
81.上述车用玻璃隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：
82.s21、将氧化铟锡/二氧化钛复合材料加入至水中，以1800r/min速率搅拌2h，得到混合物；
83.s22、将混合物加入至水性丙烯酸树脂，以800r/min，搅拌50min，然后加入助剂于800r/min下继续搅拌25min即得车用玻璃隔热涂料。
84.对比例1
85.本对比例提供了一种车用玻璃隔热涂料，包括以下重量份原料：40份水、55份的水性丙烯酸树脂、2份的助剂、4份的氧化铟锡、4份的二氧化钛。
86.其中，氧化铟锡、二氧化钛均购买自阿拉丁试剂(上海)有限公司；水性丙烯酸树脂购自陶氏化学；助剂由质量比为1:0.5:1:1.5:2的消泡剂、分散剂、流平剂、增稠剂、成膜助剂组成；消泡剂为为聚醚改性有机硅类消泡剂，购买自广东中联邦精细化工有限公司；分散剂为byk190水性体系润湿分散剂；流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂byk
‑
333，增稠剂为lh360聚氨酯增稠剂，成膜助剂为lh12成膜助剂。
87.上述车用玻璃隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：
88.s21、将氧化铟锡、二氧化钛加入至水中，以1800r/min速率搅拌2h，得到混合物；
89.s22、将混合物加入至水性丙烯酸树脂，以800r/min，搅拌50min，然后加入助剂于800r/min下继续搅拌25min即得车用玻璃隔热涂料。
90.将上述实施例1～4以及对比例1～2中的方法制备得到的车用玻璃隔热涂料涂覆
在玻璃表面，常温下固化后形成涂层，测试不同涂层的性能，结果如下表1所示。
91.其中，表1中可见光透过率(％)、红外透过率(％)、紫外透过率(％)均采用ls103光学透过率进行测试，硬度根据gb/t 6739
‑
2006进行测试，附着力依据gb9286
‑
1998进行测试，耐水性(7d)依据gb/t 1733
–
1993进行测试，耐碱性(72h)依据gb/t 9265
–
2009进行测试。
92.表1
‑
不同实施例形成的涂层的性能
[0093][0094][0095]
从表1中可以看出，实施例1～4制备的隔热涂料形成的涂层均具有良好的硬度以及附着力，耐水性和耐碱性均正常，制备的涂料的综合性能满足国家相关标准的要求。同时实施例1～4中制备的涂料形成的涂层具有良好的可见光透过率，以及较低的红外透过率、紫外透过率，具有良好的隔热效果。进一步从表1中可以看出实施例4中制备得到的隔热涂料形成的涂层，其红外透过率为14.58％、紫外透过率为10.78％达到最低值，说明实施例4中制备得到的车用玻璃隔热涂料综合性能最优。
[0096]
上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。