技术摘要：
本发明公开了一种水性UV固化玻璃隔热涂料用树脂及其制备方法与应用。本发明利用环氧树脂中的环氧基，引入衣康酸使其能够光固化成膜，再引入柠檬酸，增加亲水性使其能用水做溶剂，再接枝有机硅，提高其疏水、耐水性，有利于隔热涂料用树脂长期使用的稳定性，具有成本低 全部
背景技术：
水性光固化隔热涂料兼顾了水性、紫外光固化和隔热三种特点，有着优异的施工 可操作性和环保性能，是一种新型绿色材料。 世界能源需求量以每年2％增长，能源作为当前世界发展的动力，是限制经济发展 的重要因素，节能降耗成为当务之急。但建筑物的空调控温消耗大量能源。国外透明隔热涂 料在建筑玻璃上的使用普及率极高，而我国大陆建筑玻璃的透明隔热涂料使用率目前不 高，主要原因是我国缺少工业和民用建筑物专用的高质量的透明隔热涂料。发达国家对于 透明隔热涂料的研发水平远远要高于我们，对于氧化铟锡，氧化锡锑等隔热涂料的研发也 持有许多专利，1980到 1990年之间，对氧化铟锡涂料的研究，美国专利4594182就已经能够 成功制备出应用价值非常高的涂料。American nanotechnology公司对ITO的生产已经达到 相当高的标准，可以生产50nm的ITO粉体，并且能够在特定的溶剂中均匀的分散，能够稳定 储存后，再与性能良好的树脂共混，生产出复合型隔热涂料。日本学者矢吹和武田等研究人 员将导电氧化物ITO和ATO加入在树脂乳液中制成涂料再形成隔膜，并测试出隔膜的隔热效 果。大致的主要流程是，把自制ATO 浆料与自制的丙烯酸树脂共混成复合型涂料，再在特定 基材、温度上成膜，得到具有隔热性能的涂层。我国目前对于ATO浆料的稳定分散及改性研 究众多学者尚在进行，但对于浆料制备的方法、储存稳定性方面以及与树脂共混后性能的 状况仍需要后续大力的研发与改进。本申请主要提供一种新颖的浆料、树脂及两者共混制 备方法，制备出一种能稳定储存的透明隔热浆料及共混后各项性能良好隔热涂料。
技术实现要素：
为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种水性 UV固 化玻璃隔热涂料用树脂的制备方法。 本发明的另一目的在于提供上述方法制得的一种水性UV固化玻璃隔热涂料用树 脂。 本发明的再一目的在于提供上述一种水性UV固化玻璃隔热涂料用树脂的应用。 本发明目的通过以下技术方案实现： 一种水性UV固化玻璃隔热涂料用树脂的制备方法，包括以下步骤： (1)以溶剂为反应介质，将环氧树脂和衣康酸在第一份催化剂、阻聚剂以及85-105 ℃条件下反应，酸值达到75-185mg(KOH)/g后，得到环氧衣康酸； 向环氧衣康酸体系中加入柠檬酸和第二份催化剂，在相同温度下继续反应，酸值 达到105-225mg(KOH)/g后，得到环氧衣康酸/柠檬酸酯； (2)向步骤(1)环氧衣康酸体系或环氧衣康酸/柠檬酸酯体系中加入硅烷偶联剂、 4 CN 111592811 A 说 明 书 2/11 页 催化剂和水，在相同温度下继续反应，酸值达到85-180mg(KOH)/g 后停止反应，得到硅改性 的环氧衣康酸酯； (3)将硅烷偶联剂、纳米ATO(氧化锡锑)和水混合均匀，再加入分散剂混均均匀，得 到纳米隔热浆料； (4)将硅改性的环氧衣康酸酯和纳米隔热浆料混合均匀，加入中和剂，得到水性UV 固化玻璃隔热用树脂。 优选的，步骤(1)所述环氧树脂为环氧树脂E-51、环氧树脂E-44和环氧树脂E-20中 的至少一种。 优选的，步骤(1)所述环氧树脂中环氧基的摩尔量与衣康酸和柠檬酸总摩尔量之 比为10：(5～10)，其中衣康酸和柠檬酸的摩尔比为5：5～10：0，当衣康酸和柠檬酸的摩尔比 为10：0时，即是步骤(2)向环氧衣康酸体系中加入硅烷偶联剂、催化剂和水的技术方案。 优选的，步骤(1)所述溶剂为水和乙醇中的至少一种。 优选的，步骤(1)所述溶剂的质量占环氧树脂、衣康酸和柠檬酸总质量的 15- 30％。 优选的，步骤(1)所述第一份催化剂和第二份催化剂均为N,N-二甲基苄胺，其用量 均占环氧树脂、衣康酸和柠檬酸总质量的0.4～1.5％。 优选的，步骤(1)所述阻聚剂为对羟基苯甲醚，其用量占环氧树脂、衣康酸和柠檬 酸总质量的0.1～1.5％。 优选的，步骤(2)所述硅烷偶联剂的摩尔量占环氧基(环氧衣康酸或环氧衣康酸/ 柠檬酸酯)总物质的量的5～20％。 优选的，步骤(2)所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)、甲基三乙氧基硅 烷(MTES)、苯基三乙氧基硅烷和正辛基三乙氧基硅烷中的至少一种。 优选的，步骤(2)所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，其用量占步骤(1) 中环氧树 脂、衣康酸、柠檬酸和步骤(2)中硅烷偶联剂总质量的0.8～3％。 优选的，步骤(2)所述水的用量占步骤(1)中环氧树脂、衣康酸、柠檬酸和步骤(2) 中硅烷偶联剂总质量的15～30％。 优选的，步骤(3)所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)、甲基三乙氧基硅 烷(MTES)、正辛基三乙氧基硅烷和苯基三乙氧基硅烷中的至少一种；所述分散剂为Tech- 6300和迪高752W中的至少一种。 优选的，步骤(3)所述硅烷偶联剂的质量占纳米ATO质量的5～25％；所述分散剂的 质量占纳米ATO质量的5～20％。 优选的，步骤(3)所述纳米ATO与水的质量体积比为6g：100～200ml。 优选的，步骤(3)所述混合均匀的方式为砂磨和/或超声分散，所述砂磨的间为4～ 24h，所述超声分散的时间为0～30min。 优选的，步骤(4)所述硅改性的环氧衣康酯和纳米隔热浆料的质量比为20： (1～ 5)。 优选的，步骤(4)所述中和剂为氨水、二乙醇胺和三乙胺中的至少一种；其质量占 硅改性的环氧衣康酸酯质量的6～12％，作用是完全中和硅改性的环氧衣康酸/柠檬酸酯中 的酸。 5 CN 111592811 A 说 明 书 3/11 页 本发明制备方法中，为了保证反应温和可控，制备的树脂粘度较低，步骤 (1)中的 反应原料优先将衣康酸、阻聚剂、催化剂和溶剂混合均匀，然后再加入反应釜。 上述方法制得的一种水性UV固化玻璃隔热涂料用树脂。 上述一种水性UV固化玻璃隔热涂料用树脂的应用。 优选在玻璃基层中的隔热应用。 优选的，所述应用需加入光引发剂，所述光引发剂为光引发剂1173和二苯甲酮，其 质量占水性UV固化玻璃隔热用树脂质量的3～6％。 本发明机理为： 以环氧树脂E-51、二元酸衣康酸、柠檬酸、硅烷偶联剂VTES为例，其反应机理如下 所述： 6 CN 111592811 A 说 明 书 4/11 页 与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果： (1)本发明通过机械-化学相结合的简易方法，在纳米ATO表面包裹一层稳定存在 的分散剂，合成出既有隔热性又稳定存在的水性浆料。 (2)本发明利用环氧树脂上的环氧基，引入带光敏基团、羧基的衣康酸和带羧基的 柠檬酸，再通过羧基接枝共聚不同的硅烷偶联剂，合成出具备光固化能力且基本性能良好 的树脂。 (3)本发明将纳米ATO隔热浆料与硅改性树脂混合，是化学疏水性与表面粗糙结构 的结合，制备出水性UV隔热疏水的复合涂层，应用在玻璃上，发挥了绿色节能环保的作用， 7 CN 111592811 A 说 明 书 5/11 页 对可持续发展由重要的意义。
本发明公开了一种水性UV固化玻璃隔热涂料用树脂及其制备方法与应用。本发明利用环氧树脂中的环氧基，引入衣康酸使其能够光固化成膜，再引入柠檬酸，增加亲水性使其能用水做溶剂，再接枝有机硅，提高其疏水、耐水性，有利于隔热涂料用树脂长期使用的稳定性，具有成本低 全部
背景技术：
水性光固化隔热涂料兼顾了水性、紫外光固化和隔热三种特点，有着优异的施工 可操作性和环保性能，是一种新型绿色材料。 世界能源需求量以每年2％增长，能源作为当前世界发展的动力，是限制经济发展 的重要因素，节能降耗成为当务之急。但建筑物的空调控温消耗大量能源。国外透明隔热涂 料在建筑玻璃上的使用普及率极高，而我国大陆建筑玻璃的透明隔热涂料使用率目前不 高，主要原因是我国缺少工业和民用建筑物专用的高质量的透明隔热涂料。发达国家对于 透明隔热涂料的研发水平远远要高于我们，对于氧化铟锡，氧化锡锑等隔热涂料的研发也 持有许多专利，1980到 1990年之间，对氧化铟锡涂料的研究，美国专利4594182就已经能够 成功制备出应用价值非常高的涂料。American nanotechnology公司对ITO的生产已经达到 相当高的标准，可以生产50nm的ITO粉体，并且能够在特定的溶剂中均匀的分散，能够稳定 储存后，再与性能良好的树脂共混，生产出复合型隔热涂料。日本学者矢吹和武田等研究人 员将导电氧化物ITO和ATO加入在树脂乳液中制成涂料再形成隔膜，并测试出隔膜的隔热效 果。大致的主要流程是，把自制ATO 浆料与自制的丙烯酸树脂共混成复合型涂料，再在特定 基材、温度上成膜，得到具有隔热性能的涂层。我国目前对于ATO浆料的稳定分散及改性研 究众多学者尚在进行，但对于浆料制备的方法、储存稳定性方面以及与树脂共混后性能的 状况仍需要后续大力的研发与改进。本申请主要提供一种新颖的浆料、树脂及两者共混制 备方法，制备出一种能稳定储存的透明隔热浆料及共混后各项性能良好隔热涂料。
技术实现要素：
为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种水性 UV固 化玻璃隔热涂料用树脂的制备方法。 本发明的另一目的在于提供上述方法制得的一种水性UV固化玻璃隔热涂料用树 脂。 本发明的再一目的在于提供上述一种水性UV固化玻璃隔热涂料用树脂的应用。 本发明目的通过以下技术方案实现： 一种水性UV固化玻璃隔热涂料用树脂的制备方法，包括以下步骤： (1)以溶剂为反应介质，将环氧树脂和衣康酸在第一份催化剂、阻聚剂以及85-105 ℃条件下反应，酸值达到75-185mg(KOH)/g后，得到环氧衣康酸； 向环氧衣康酸体系中加入柠檬酸和第二份催化剂，在相同温度下继续反应，酸值 达到105-225mg(KOH)/g后，得到环氧衣康酸/柠檬酸酯； (2)向步骤(1)环氧衣康酸体系或环氧衣康酸/柠檬酸酯体系中加入硅烷偶联剂、 4 CN 111592811 A 说 明 书 2/11 页 催化剂和水，在相同温度下继续反应，酸值达到85-180mg(KOH)/g 后停止反应，得到硅改性 的环氧衣康酸酯； (3)将硅烷偶联剂、纳米ATO(氧化锡锑)和水混合均匀，再加入分散剂混均均匀，得 到纳米隔热浆料； (4)将硅改性的环氧衣康酸酯和纳米隔热浆料混合均匀，加入中和剂，得到水性UV 固化玻璃隔热用树脂。 优选的，步骤(1)所述环氧树脂为环氧树脂E-51、环氧树脂E-44和环氧树脂E-20中 的至少一种。 优选的，步骤(1)所述环氧树脂中环氧基的摩尔量与衣康酸和柠檬酸总摩尔量之 比为10：(5～10)，其中衣康酸和柠檬酸的摩尔比为5：5～10：0，当衣康酸和柠檬酸的摩尔比 为10：0时，即是步骤(2)向环氧衣康酸体系中加入硅烷偶联剂、催化剂和水的技术方案。 优选的，步骤(1)所述溶剂为水和乙醇中的至少一种。 优选的，步骤(1)所述溶剂的质量占环氧树脂、衣康酸和柠檬酸总质量的 15- 30％。 优选的，步骤(1)所述第一份催化剂和第二份催化剂均为N,N-二甲基苄胺，其用量 均占环氧树脂、衣康酸和柠檬酸总质量的0.4～1.5％。 优选的，步骤(1)所述阻聚剂为对羟基苯甲醚，其用量占环氧树脂、衣康酸和柠檬 酸总质量的0.1～1.5％。 优选的，步骤(2)所述硅烷偶联剂的摩尔量占环氧基(环氧衣康酸或环氧衣康酸/ 柠檬酸酯)总物质的量的5～20％。 优选的，步骤(2)所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)、甲基三乙氧基硅 烷(MTES)、苯基三乙氧基硅烷和正辛基三乙氧基硅烷中的至少一种。 优选的，步骤(2)所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，其用量占步骤(1) 中环氧树 脂、衣康酸、柠檬酸和步骤(2)中硅烷偶联剂总质量的0.8～3％。 优选的，步骤(2)所述水的用量占步骤(1)中环氧树脂、衣康酸、柠檬酸和步骤(2) 中硅烷偶联剂总质量的15～30％。 优选的，步骤(3)所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)、甲基三乙氧基硅 烷(MTES)、正辛基三乙氧基硅烷和苯基三乙氧基硅烷中的至少一种；所述分散剂为Tech- 6300和迪高752W中的至少一种。 优选的，步骤(3)所述硅烷偶联剂的质量占纳米ATO质量的5～25％；所述分散剂的 质量占纳米ATO质量的5～20％。 优选的，步骤(3)所述纳米ATO与水的质量体积比为6g：100～200ml。 优选的，步骤(3)所述混合均匀的方式为砂磨和/或超声分散，所述砂磨的间为4～ 24h，所述超声分散的时间为0～30min。 优选的，步骤(4)所述硅改性的环氧衣康酯和纳米隔热浆料的质量比为20： (1～ 5)。 优选的，步骤(4)所述中和剂为氨水、二乙醇胺和三乙胺中的至少一种；其质量占 硅改性的环氧衣康酸酯质量的6～12％，作用是完全中和硅改性的环氧衣康酸/柠檬酸酯中 的酸。 5 CN 111592811 A 说 明 书 3/11 页 本发明制备方法中，为了保证反应温和可控，制备的树脂粘度较低，步骤 (1)中的 反应原料优先将衣康酸、阻聚剂、催化剂和溶剂混合均匀，然后再加入反应釜。 上述方法制得的一种水性UV固化玻璃隔热涂料用树脂。 上述一种水性UV固化玻璃隔热涂料用树脂的应用。 优选在玻璃基层中的隔热应用。 优选的，所述应用需加入光引发剂，所述光引发剂为光引发剂1173和二苯甲酮，其 质量占水性UV固化玻璃隔热用树脂质量的3～6％。 本发明机理为： 以环氧树脂E-51、二元酸衣康酸、柠檬酸、硅烷偶联剂VTES为例，其反应机理如下 所述： 6 CN 111592811 A 说 明 书 4/11 页 与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果： (1)本发明通过机械-化学相结合的简易方法，在纳米ATO表面包裹一层稳定存在 的分散剂，合成出既有隔热性又稳定存在的水性浆料。 (2)本发明利用环氧树脂上的环氧基，引入带光敏基团、羧基的衣康酸和带羧基的 柠檬酸，再通过羧基接枝共聚不同的硅烷偶联剂，合成出具备光固化能力且基本性能良好 的树脂。 (3)本发明将纳米ATO隔热浆料与硅改性树脂混合，是化学疏水性与表面粗糙结构 的结合，制备出水性UV隔热疏水的复合涂层，应用在玻璃上，发挥了绿色节能环保的作用， 7 CN 111592811 A 说 明 书 5/11 页 对可持续发展由重要的意义。
