專利名稱：一種隔熱自清潔涂膜鋼化玻璃制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平板玻璃在離線生產(chǎn)狀態(tài)下，表面施涂隔熱涂料和自清潔涂料的技 術(shù)，并且在涂膜實現(xiàn)的前提下能夠?qū)崿F(xiàn)玻璃鋼化工藝的制備。本發(fā)明實現(xiàn)了節(jié)能性、自清潔 性、安全性協(xié)調(diào)統(tǒng)一，提高了建筑幕墻、體育場館和建筑外窗安全性、節(jié)能性與清潔性。
背景技術(shù)：
隨著城市化快速發(fā)展，玻璃幕墻建筑越來越多，盡管滿足了建筑外觀審美要求，但 是每年幕墻所消耗的能量是巨大的，另外幕墻表面的浮塵和贓物必須進行定期清理，否則 將影響建筑外觀效果。加之我國對建筑節(jié)能的重視，必將限制幕墻結(jié)構(gòu)建筑的能耗。節(jié)能玻璃主要有熱反射鍍膜玻璃和低輻射鍍膜玻璃。熱反射玻璃是在玻璃表面 鍍上金屬、非金屬及其氧化物薄膜，使其具有一定的反射效果，能將太陽能反射回大氣中， 達到阻擋太陽熱能進入室內(nèi)的目的。熱反射玻璃的反射率越高，說明其對太陽能的控制越 強，但是玻璃的可見光透過率會隨著反射率的升高而降低，從而使透光性能降低，影響采光 效果，而且玻璃反射率過大也可能出現(xiàn)光污染問題。熱反射鍍膜玻璃的可見光透過率較低， 一般為20-30%，極大地影響室內(nèi)采光。而低輻射鍍膜玻璃是通過在普通玻璃表面涂敷低輻 射涂層，使得低輻射鍍膜玻璃表面的輻射率低于普通玻璃，從而可減少熱量的輻射損失，使 得低輻射鍍膜玻璃具有良好的隔熱效果，而且這種低輻射鍍膜玻璃的對可見光的透過率適 中，從而可以避免光污染的產(chǎn)生，營造良好的光環(huán)境。目前，市面上主要有磁控濺射法和浮 法在線化學(xué)氣相沉積法(CVD)生產(chǎn)的低輻射鍍膜玻璃，但美中不足的是低輻射鍍膜玻璃 價格較高。因此，目前用的較多的一種是納米透明隔熱玻璃，這種玻璃表面的涂層需要在 烘箱里進行烘烤固化，制作起來非常麻煩；另一種是雙組份聚氨酯玻璃，這種玻璃的涂層需 要兩種組份組合使用，由于調(diào)配好的涂料不利于儲存，因此涂膜后剩余的涂料往往只能廢 棄掉，造成不必要的浪費；而且，有些雙組份玻璃隔熱涂料在調(diào)配時還需要加入不利于環(huán)保 的有機溶劑稀釋劑。目前，建筑幕墻的清洗方式卻沒有任何改變。人工清洗依然是主要方式，存在巨大 安全隱患，另外，長期使用清洗劑不僅浪費資源，還將對環(huán)境帶來污染。紅外阻隔自清潔納 米鋼化玻璃的出現(xiàn)帶給了人們?nèi)碌牟Ａ逑春途S護方式。Ti02薄膜具有自清潔的功能，在光照條件下，玻璃基體表面的Ti02能夠分解吸附 的有機物，避免有機污染物的附著，從而達到自清潔的效果。因此利用Ti02制備的自清潔 玻璃最為引人關(guān)注。如果建筑幕墻及體育場館均安裝有Ti02涂層的玻璃，污染物不會在表 面附著，可以改善城市的面貌，永保亮麗的色彩。生產(chǎn)自清潔玻璃的方法有很多種，如磁控濺射法、溶膠一凝膠法、化學(xué)氣相沉積 法等等。磁控濺射技術(shù)制備自清潔玻璃，要經(jīng)過500°C的高溫?zé)崽幚?0-60分鐘，雖然膜層 具備良好的親水性，但是成本高，難以推廣應(yīng)用。自清潔玻璃的自清潔效果不僅要具備良好 的親水性，而且同時要具備較高的光催化活性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在平板玻璃離線生產(chǎn)條件下，提供一種可直接用 于涂膜，并且在特定的溫度處理條件下，完成涂膜固化和強化，另外還可實現(xiàn)玻璃的物理鋼 化。為解決以上綜合性技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種隔熱自清潔涂膜鋼化玻璃制備方 法，其特征在于該隔熱自清潔涂膜是由隔熱涂膜和自清潔涂膜構(gòu)成的，隔熱涂膜首先施于潔凈的 平板玻璃表面上，然后自清潔涂膜再施涂于隔熱涂膜之上；1)隔熱涂料由以下質(zhì)量百分含量的物質(zhì)組成水性樹脂45-85納米級銦錫氧化物微粉3-25溶劑10-25成膜助劑0.5-5二氧化硅微粉0. 1-3偶聯(lián)劑0. 1-5消泡劑0.1-2流平劑0. 1-2潤濕劑0. 1-2分散劑0. 02-0. 1隔熱涂料制備工藝為水性樹脂選用丙烯酸、聚氨酯、改性聚氨酯共聚體、硅烷基 或環(huán)氧樹脂；成膜助劑選用丙二醇丁醚；偶聯(lián)劑選用硅烷偶聯(lián)劑；消泡劑選用聚乙二醇醚； 流平劑選用純聚丙烯酸酯流平劑；潤濕劑選用聚羧酸酯；分散劑選用十二烷基硫酸鈉；溶 劑為水、乙醇、異丙醇、正丁醇和丙二醇甲醚醋酸酯；將納米銦錫氧化物微粉制備成漿料將溶劑水、乙醇、異丙醇、正丁醇和丙二醇甲 醚醋酸酯加入分散機中，然后再加入分散劑，最后加入銦錫氧化物粉體，分散1-3小時，即 可得到銦錫氧化物漿料；然后滴加納米銦錫氧化物漿料到水性樹脂中，然后再加入成膜助 劑、二氧化硅、偶聯(lián)劑、潤濕劑、消泡劑和流平劑，攪拌20-60分鐘，即可得到隔熱涂料；2)自清潔涂料是由質(zhì)量百分含量為20-45%的有機硅樹脂和30_50%的銳鈦礦 型二氧化鈦微粉及25-35%的溶劑所組成；溶劑選自水、無水乙醇、95wt%乙醇、異丙醇、丙 酮、丁醇、丁酮中的一種或一種以上的混合物；二氧化鈦顆粒范圍為10-30nm ；有機硅樹脂 固含量35-45% ；涂料的施工工藝利用噴涂工具將隔熱涂料均勻噴涂于平板玻璃表面，然后在 室溫凈置或徐熱加溫固化成膜得到隔熱涂膜，其后再將自清潔涂料均勻噴涂在隔熱涂膜 上，常溫固化成膜得到自清潔涂膜；再將固化后的自清潔涂膜表面進行酸處理，所用酸為 0. 2-0. 5M的HC1溶液，浸泡時間為1-3小時，取出后用自來水沖洗干凈，再用去離子水沖洗， 自然條件下晾干。然后再經(jīng)過300 400°C低溫預(yù)熱，預(yù)熱時間60-360秒，其后在680 700°C溫 度范圍內(nèi)進行物理鋼化，處理時間為120-720秒，使涂膜固化和強化，使平板玻璃具有安全性。
本發(fā)明有效地實現(xiàn)了涂膜的紅外阻隔和涂膜超親水和光催化作用，將隔熱性、自 清潔性、安全性在平板玻璃上得以綜合實現(xiàn)。
具體實施例方式本發(fā)明所述的一種隔熱自清潔鋼化玻璃制備方法，首先在潔凈平板玻璃表面上 施涂水性隔熱涂料，其次施涂自清潔納米涂料，經(jīng)過300 40(TC低溫預(yù)熱，其后在680 700°C溫度范圍內(nèi)進行物理鋼化處理，此時將使涂膜固化和強化。本發(fā)明所述的技術(shù)方案為隔熱涂膜首先施于潔凈的平板玻璃表面上，然后自清潔 涂膜再施涂于隔熱涂膜之上。水性隔熱涂膜為以下質(zhì)量百分含量的物質(zhì)組成水性樹脂45-85納米銦錫氧化物微粉3-25水10-25成膜助劑0. 5-5二氧化硅微粉0. 1-3偶聯(lián)劑0. 1-5消泡劑0. 1-2流平劑0. 1-2潤濕劑0. 1-2分散劑0. 02-0. 1隔熱涂膜制備工藝為水性樹脂選用丙烯酸、聚氨酯、改性聚氨酯共聚體、硅烷基 或環(huán)氧樹脂；成膜助劑選用丙二醇丁醚；偶聯(lián)劑選用硅烷偶聯(lián)劑；消泡劑選用聚乙二醇醚； 流平劑選用純聚丙烯酸酯流平劑；潤濕劑選用聚羧酸酯；分散劑選用十二烷基硫酸鈉；溶 劑為水、乙醇、異丙醇、正丁醇和丙二醇甲醚醋酸酯；將納米銦錫氧化物微粉制備成漿料將溶劑水、乙醇、異丙醇、正丁醇和丙二醇甲 醚醋酸酯加入分散機中，然后再加入分散劑，最后加入銦錫氧化物粉體，分散1-3小時，即 可得到銦錫氧化物漿料；然后滴加納米銦錫氧化物漿料到水性樹脂中，然后再加入成膜助 劑、二氧化硅、偶聯(lián)劑、潤濕劑、消泡劑和流平劑，攪拌20-60分鐘，即可得到隔熱涂料；自清潔涂料是由質(zhì)量百分含量為20-45%的有機硅和30-50%的銳鈦礦型二氧化 鈦及25-35%的溶劑組成。溶劑選自水、無水乙醇、95wt%乙醇、異丙醇、丙酮、丁醇、丁酮中 的一種或一種以上的混合物。二氧化鈦顆粒范圍為10-30nm。實施例1 首先，以市售5mm平板玻璃為涂膜基體，去除玻璃表面的所有浮塵和污物，保證玻 璃表面清潔，再用純凈水將玻璃表面的灰塵沖掉。用400目左右的玻璃拋光粉(拋光粉與 去離子水混合比例1 10)將玻璃表面用旋轉(zhuǎn)盤拋光，再用水將玻璃表面的污物和拋光粉 沖洗干凈，用帶空氣凈化網(wǎng)的風(fēng)機將玻璃表面水分吹干，保證玻璃表面干凈，無任何灰塵， 再用高純氮氣對玻璃表面進行吹掃，待涂膜使用。其次，稱取銦錫氧化物微粉100克，水200克，乙醇50克，異丙醇50克，正丁醇50
克，丙二醇甲醚醋酸酯50克和分散劑0. 5克，然后將水、乙醇、異丙醇、正丁醇和丙二醇甲醚醋酸酯加入分散機中，然后，再加入分散劑，最后加入銦錫氧化物粉體，分散2小時之后，即 可得到分散性良好的納米錮錫氧化物漿料，漿料中的固體含量大約為20 %。再稱取水性樹脂丙烯酸3750克，成膜助劑100克，二氧化硅微粉50克，偶聯(lián)劑100 克，消泡劑50克，流平劑50克和潤濕劑100克，然后將制得的納米錮錫氧化物漿料滴加到 水性樹脂中，再加入成膜助劑、二氧化硅、偶聯(lián)劑、潤濕劑、消泡劑和流平劑，攪拌60分鐘， 即可得到成品。在生產(chǎn)過程中加入240克的水來調(diào)整所述涂料的粘度。利用噴涂工藝將其均勻噴涂于平板玻璃表面，然后徐熱加熱固化成膜，升溫速率 2°C /min。自清潔涂料是由質(zhì)量百分含量為20%的有機硅和50%的銳鈦礦型二氧化鈦及 30%的溶劑組成。溶劑水、無水乙醇，兩者的質(zhì)量比為1 1，二氧化鈦顆粒平均粒徑為 10nmo用噴槍將納米級自清潔涂料均勻噴涂在玻璃表面，再將常溫固化后的自清潔玻璃 表面涂膜進行酸處理，所用酸為0. 5M的HC1水溶液，浸泡時間為1小時，取出后用自來水沖 洗干凈后，再用去離子水沖洗，自然條件下晾干即可。將上述經(jīng)過常溫常壓固化的自清潔玻 璃首先在300°C預(yù)熱360秒，在700°C鋼化處理120秒，鋼化處理后的自清潔玻璃保持了良 好的超親水特性。涂膜在自然環(huán)境20天后，測試其親水性能，接觸角為2°。5mm平板玻璃 涂膜前的遮陽系數(shù)Se為0. 94，涂膜后玻璃的遮陽系數(shù)為0. 72，隔熱性能有大幅提高；對應(yīng) 的可見光透過率81 %，符合工程應(yīng)用要求。實施例2 首先稱取銦錫氧化物微粉100克，水200克，乙醇500克，異丙醇50克，正丁醇50 克，丙二醇甲醚醋酸酯50克和分散劑0. 5克，然后將水、乙醇、異丙醇、正丁醇和丙二醇甲醚 醋酸酯加入分散機中，然后，再加入分散劑，最后加入錮錫氧化物粉體，分散1小時，即可得 到分散性良好的納米銦錫氧化物漿料，漿料中的固體含量大約為15% ；稱取水性樹脂聚氨酯1500克，成膜助劑100克，二氧化硅微粉50克，偶聯(lián)劑100 克，消泡劑50克，流平劑50克和潤濕劑50克，然后將制得的納米銦錫氧化物漿料滴加到水 性樹脂中，再加入成膜助劑、二氧化硅、偶聯(lián)劑、潤濕劑、消泡劑和流平劑，攪拌20分鐘，即 可得到成品。在生產(chǎn)過程中加入。加入150克的水來調(diào)整所述涂料的粘度。利用噴涂工藝將其均勻噴涂于平板玻璃表面，然后徐熱加熱固化成膜，升溫速率 2°C /min。自清潔涂料是由質(zhì)量百分含量為45%的有機硅和30%的銳鈦礦型二氧化鈦及 25%的溶劑組成。溶劑選用異丙醇、丙酮、丁醇、丁酮，各組分的質(zhì)量比為1 1 1 1，二 氧化鈦顆粒平均粒徑為30nm。用噴槍將納米級自清潔涂料均勻噴涂在玻璃表面，再將常溫固化后的自清潔玻璃 表面涂膜進行酸處理，所用酸為0. 2M的HC1水溶液，浸泡時間為3小時，取出后用自來水沖 洗干凈后，再用去離子水沖洗，自然條件下晾干即可。將上述經(jīng)過常溫常壓固化的自清潔玻 璃首先在400°C預(yù)熱60秒，在680°C鋼化處理720秒，鋼化處理后的自清潔玻璃保持了良好 的超親水特性。涂膜在自然環(huán)境20天后，測試其親水性能，接觸角為3°。5mm平板玻璃涂 膜前的遮陽系數(shù)Se為0. 94，涂膜后玻璃的遮陽系數(shù)為0. 68，隔熱性能有大幅提高；對應(yīng)的 可見光透過率78%，符合工程應(yīng)用要求。
實施例3 首先稱取銦錫氧化物微粉400克，水800克，乙醇200克，異丙醇200克，正丁醇 200克，丙二醇甲醚醋酸酯200克和分散劑2克，然后將水、乙醇、異丙醇、正丁醇和丙二醇甲 醚醋酸酯加入分散機中，然后，再加入分散劑，最后加入錮錫氧化物粉體，分散3小時，即可 得到分散性良好的納米錮錫氧化物漿料，漿料中的固體含量大約為18% ；稱取水性樹脂環(huán)氧樹脂700克，成膜助劑50克，二氧化硅微粉25克，偶聯(lián)劑25克， 消泡劑25克，流平劑25克和潤濕劑25克，然后將制得的納米銦錫氧化物漿料滴加到水性 樹脂中，再加入成膜助劑、二氧化硅、偶聯(lián)劑、潤濕劑、消泡劑和流平劑，攪拌45分鐘，即可 得到成品。在生產(chǎn)過程中加入于60克的水來調(diào)整所述涂料的粘度。利用噴涂工藝將其均勻噴涂于平板玻璃表面，然后徐熱加熱固化成膜，升溫速率 2°C /min。自清潔涂料是由質(zhì)量百分含量為30%的有機硅和35%的銳鈦礦型二氧化鈦及 35%的溶劑組成。溶劑選用水、無水乙醇、95wt%乙醇，各組分的質(zhì)量比為1 1 1，二氧 化鈦顆粒平均粒徑為30nm。用噴槍將納米級自清潔涂料均勻噴涂在玻璃表面，再將常溫固化后的自清潔玻璃 表面涂膜進行酸處理，所用酸為0. 4M的HC1水溶液，浸泡時間為1. 5小時，取出后用自來水 沖洗干凈后，再用去離子水沖洗，自然條件下晾干即可。將上述經(jīng)過常溫常壓固化的自清潔 玻璃在首先在400°C預(yù)熱180秒，690°C鋼化處理480秒，鋼化處理后的自清潔玻璃保持良好 的超親水特性，涂膜在自然環(huán)境20天后，測試其親水性能，接觸角為2. 6°。5mm平板玻璃 涂膜前的遮陽系數(shù)Se為0. 94，涂膜后玻璃的遮陽系數(shù)為0. 68，隔熱性能有大幅提高；對應(yīng) 的可見光透過率76%，符合工程應(yīng)用要求。
權(quán)利要求
一種隔熱自清潔涂膜鋼化玻璃制備方法，其特征在于該隔熱自清潔涂膜是由隔熱涂膜和自清潔涂膜構(gòu)成的，隔熱涂膜首先施于潔凈的平板玻璃表面上，然后自清潔涂膜再施涂于隔熱涂膜之上；1)隔熱涂料由以下質(zhì)量百分含量的物質(zhì)組成水性樹脂 45 85納米級銦錫氧化物微粉 3 25溶劑 10 25成膜助劑 0.5 5二氧化硅微粉 0.1 3偶聯(lián)劑 0.1 5消泡劑 0.1 2流平劑 0.1 2潤濕劑 0.1 2分散劑 0.02 0.1隔熱涂料制備工藝為水性樹脂選用丙烯酸、聚氨酯、改性聚氨酯共聚體、硅烷基或環(huán)氧樹脂；成膜助劑選用丙二醇丁醚；偶聯(lián)劑選用硅烷偶聯(lián)劑；消泡劑選用聚乙二醇醚；流平劑選用純聚丙烯酸酯流平劑；潤濕劑選用聚羧酸酯；分散劑選用十二烷基硫酸鈉；溶劑為水、乙醇、異丙醇、正丁醇和丙二醇甲醚醋酸酯；將納米銦錫氧化物微粉制備成漿料將溶劑水、乙醇、異丙醇、正丁醇和丙二醇甲醚醋酸酯加入分散機中，然后再加入分散劑，最后加入銦錫氧化物粉體，分散1 3小時，即可得到銦錫氧化物漿料；然后滴加納米銦錫氧化物漿料到水性樹脂中，然后再加入成膜助劑、二氧化硅微粉、偶聯(lián)劑、潤濕劑、消泡劑和流平劑，攪拌20 60分鐘，即可得到隔熱涂料；2)自清潔涂料是由質(zhì)量百分含量為20 45％的有機硅樹脂和30 50％的銳鈦礦型二氧化鈦微粉及25 35％的溶劑所組成；溶劑選自水、無水乙醇、95wt％醇、異丙醇、丙酮、丁醇、丁酮中的一種或一種以上的混合物；二氧化鈦微粉顆粒范圍為10 30nm；有機硅樹脂固含量35 45％；隔熱自清潔涂膜鋼化玻璃制備工藝利用噴涂工具將隔熱涂料均勻噴涂于平板玻璃表面，然后在室溫凈置或徐熱加溫固化成膜得到隔熱涂膜，其后再將自清潔涂料均勻噴涂在隔熱涂膜上，常溫固化成膜得到自清潔涂膜；再將固化后的自清潔涂膜表面進行酸處理，所用酸為0.2 0.5M的HCl溶液，浸泡時間為1 3小時，取出后用自來水沖洗干凈，再用去離子水沖洗，自然條件下晾干；然后再經(jīng)過300～400℃預(yù)熱，預(yù)熱時間60 360秒，其后在680～700℃溫度范圍內(nèi)進行物理鋼化，處理時間為120 720秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種隔熱自清潔涂膜鋼化玻璃制備方法。首先在平板玻璃表面上施涂水性隔熱涂料，其次在隔熱涂層上施涂自清潔納米涂料，然后在680～700℃進行鋼化處理。該玻璃表面的涂膜具有紅外阻隔和超親水性，本發(fā)明將隔熱性、自清潔性、安全性在平板玻璃上得以實現(xiàn)，使之更好地服務(wù)于建筑幕墻玻璃、體育場館和外窗玻璃。
文檔編號C03C17/00GK101891395SQ20101022080
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者于榮林, 徐樹平, 徐梓翔 申請人:江蘇惠宇玻璃有限公司