本发明属于节能建筑材料的技术领域，提供了一种建筑玻璃用持久隔热保温涂料及制备方法、使用方法。
背景技术：
节能减排是全球关注的问题，而建筑能耗在社会总能耗中占比较高，并呈上升趋势。建筑能耗不仅是经济发展的短板和制约，也是绿色可持续发展的阻碍。因此，发展建筑节能材料成为当下的热点，具有积极的经济意义和社会效益。一般情况下，建筑物的很大部分能耗损失是由于围护结构的热传导，增强围护结构的保温隔热能力对提高建筑节能性能具有明显作用。
围护结构包括墙体、门窗、屋面等，其中，门窗既关系到采光、通风、隔音、立面造型等，也是热传导最活跃、能源得失最敏感的部位。为了增大采光和通风面积，或者表现现代建筑的性格特征，建筑物的门窗面积越来越大，甚至采用全玻璃的幕墙，以致门窗及幕墙的热损失占到了建筑总热损失的40%以上。对于建筑门窗和幕墙来说，玻璃的面积占据了立面的绝大部分，参与热交换的面积大，其隔热保温性能尤为关键。
为了提高玻璃的隔热保温能力，通常采用以下两个方法：一是制备中空玻璃，利用气体低的导热性能来降低能量传递；二是制备反射玻璃，在玻璃表面形成涂膜，改变玻璃对太阳光的反射率、透过率和吸收率，在保证透明度的同时，减少热量透过。对于后者，现有技术中采用添加高反射红外阻隔纳米粉体的涂料在玻璃表面形成涂膜，使玻璃具有一定的红外反射能力，提高隔热保温效果。但是，纳米粉体直接分散在涂料中时，随着使用时间延长，粉体容易向外流失，从而减弱红外反射能力，隔热保温效果不持久。
技术实现要素：
可见，现有技术具有高反射红外阻隔纳米粉体容易向外流失，造成隔热保温效果不持久的缺陷。针对这种情况，本发明提出一种建筑玻璃用持久隔热保温涂料及制备方法、使用方法，该涂料由含有钕铁硼磁粉的组分a及含有磁性纳米高反射红外阻隔粉体的组分b组成，使用时在玻璃表面形成双层涂层，内层中的钕铁硼磁粉对外层中的磁性纳米高反射红外阻隔粉体具有永久的磁性吸附作用，可防止红外阻隔粉体随着使用时间延长而向外流失，从而使涂层具有持久的隔热保温效果。
为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：
首先，本发明提供了一种建筑玻璃用持久隔热保温涂料，所述隔热保温涂料由组分a和组分b组成。
优选的，所述组分a包括水性聚氨酯树脂、钕铁硼磁粉、消泡剂、流平剂、分散剂、水。进一步优选的，所述组分a中，按重量份计，水性聚氨酯树脂50~60份、钕铁硼磁粉8~12份、消泡剂0.2~1份、流平剂0.5~2份、分散剂1~2份、水25~40份。
优选的，所述组分b包括环氧改性丙烯酸树脂、磁性纳米高反射红外阻隔粉体、消泡剂、流平剂、紫外线吸收剂、耐磨剂、分散剂、水。进一步优选的，所述组分b中，按重量份计，环氧改性丙烯酸树脂50~60份、磁性纳米高反射红外阻隔粉体4~8份、消泡剂0.2~1份、流平剂0.5~2份、紫外线吸收剂0.5~1份、耐磨剂1~3份、分散剂1~2份、水23~42份。
优选的，所述消泡剂为二甲基硅油。
优选的，所述流平剂为氟改性丙烯酸流平剂、磷酸酯改性丙烯酸流平剂中的至少一种。
优选的，所述分散剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钡中的至少一种。
优选的，所述高反射红外阻隔粉体为纳米锡掺杂氧化铟、纳米锑掺杂氧化锡、纳米铝掺杂氧化锌中的至少一种。
优选的，所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的至少一种。
优选的，所述耐磨剂为聚氯乙烯粒子、聚酰胺粒子、聚酰亚胺粒子中的至少一种。
进一步的，本发明还提供了一种建筑玻璃用持久隔热保温涂料的制备方法，所述制备方法的具体步骤为：
（1）先采用充磁机对钕铁硼磁粉进行充磁，然后将充磁后的钕铁硼磁粉与水性聚氨酯树脂、分散剂、水混合，在400~800r/min的转速下搅拌2~4h，再加入消泡剂、流平剂，继续搅拌1~2h，得到组分a；
（2）将纳米高反射红外阻隔粉体浸泡在饱和的硝酸铁溶液中，18~36h后过滤并烘干，然后置于氮气氛围中，在300~400℃下煅烧2~3h，得到磁性纳米高反射红外阻隔粉体，再将磁性纳米高反射红外阻隔粉体与环氧改性丙烯酸树脂、分散剂、水混合，在400~800r/min的转速下搅拌3~5h，再加入消泡剂、流平剂、紫外线吸收剂、耐磨剂，继续搅拌1~2h，得到组分b。
更进一步的，本发明还提供了一种建筑玻璃用持久隔热保温涂料的使用方法，所述使用方法的具体步骤为：
（1）将组分a喷涂至玻璃的上表面，喷涂距离为300~400mm，空气压力控制为0.25~0.3mpa，喷涂厚度为10~15μm，形成涂层a，并采用波长为2.5~15μm的红外线进行干燥；
（2）待涂层a的含水率降至5~10%时，将组分b喷涂至涂层a的表面，喷涂距离为400~500mm，空气压力控制为0.15~0.2mpa，喷涂厚度为15~20μm，形成涂层b，同样采用红外线进行干燥；
（3）待涂层b完全干燥后，将玻璃的下表面朝上，重复上述操作，在下表面依次形成涂层a和涂层b，即可。
本发明所制得的隔热保温涂料包括a、b两个组分。组分a中，钕铁硼磁粉在充磁后磁力永存，其粒径为2~5μm，通过分散剂及高速搅拌可实现该磁粉在涂料中的稳定分散。组分b中，通过对纳米高反射红外阻隔粉体进行赋磁，使该粉体可被钕铁硼磁粉充磁后的剩磁所吸附。喷涂后，组分a在玻璃表面形成涂层a，组分b在涂层a表面形成涂层b，可见，玻璃表面形成了双层涂层：外层的环氧改性丙烯酸树脂涂膜中含有紫外线吸收剂、耐磨剂及磁性纳米高反射红外阻隔粉体，不仅具有良好的耐磨性、抗老化性，而且通过对红外线的反射起到良好的隔热保温作用；内层的聚氨酯涂膜中含有均匀分散的钕铁硼磁粉，该磁粉经充磁后具有剩磁，对外层涂膜中的磁性纳米高反射红外阻隔粉体具有吸附作用，可防止红外阻隔粉体随着使用时间延长而向外流失，尤其是钕铁硼磁粉具有永磁性，其磁性不会消失，因此可长期保持对高反射红外阻隔粉体的吸附作用，从而使涂层具有持久的隔热保温效果。
本发明提供了一种建筑玻璃用持久隔热保温涂料及制备方法、使用方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：本发明提供的涂料由含有钕铁硼磁粉的组分a及含有磁性纳米高反射红外阻隔粉体的组分b组成，使用时在玻璃表面形成双层涂层，内层中的钕铁硼磁粉对外层中的磁性纳米高反射红外阻隔粉体具有永久的磁性吸附作用，可防止红外阻隔粉体随着使用时间延长而向外流失，从而使涂层具有持久的隔热保温效果。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
制备方法为：
（1）先采用充磁机对钕铁硼磁粉进行充磁，然后将12kg充磁后的钕铁硼磁粉与50kg水性聚氨酯树脂、2kg分散剂、40kg水混合，在800r/min的转速下搅拌2h，再加入1kg消泡剂、0.5kg流平剂，继续搅拌2h，得到组分a；其中：消泡剂为二甲基硅油；流平剂为氟改性丙烯酸流平剂；分散剂为硬脂酸钡；
（2）将纳米高反射红外阻隔粉体浸泡在饱和的硝酸铁溶液中，24h后过滤并烘干，然后置于氮气氛围中，在400℃下煅烧2h，得到磁性纳米高反射红外阻隔粉体，再将8kg磁性纳米高反射红外阻隔粉体与50kg环氧改性丙烯酸树脂、2kg分散剂、23kg水混合，在800r/min的转速下搅拌3h，再加入1kg消泡剂、0.5kg流平剂、1kg紫外线吸收剂、2kg耐磨剂，继续搅拌2h，得到组分b；其中：消泡剂为二甲基硅油；流平剂为氟改性丙烯酸流平剂；分散剂为硬脂酸钙；高反射红外阻隔粉体为纳米锡掺杂氧化铟；紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；耐磨剂为聚酰亚胺粒子。
使用方法为：
（1）将组分a喷涂至pmma玻璃的上表面，喷涂距离为300mm，空气压力控制为0.25mpa，喷涂厚度为15μm，形成涂层a，并采用波长为2.5μm的红外线进行干燥；
（2）待涂层a的含水率降至10%时，将组分b喷涂至涂层a的表面，喷涂距离为400mm，空气压力控制为0.15mpa，喷涂厚度为20μm，形成涂层b，同样采用红外线进行干燥；
（3）待涂层b完全干燥后，将玻璃的下表面朝上，重复上述操作，在下表面依次形成涂层a和涂层b，即可。
实施例2
制备方法为：
（1）先采用充磁机对钕铁硼磁粉进行充磁，然后将8kg充磁后的钕铁硼磁粉与60kg水性聚氨酯树脂、2kg分散剂、25kg水混合，在400r/min的转速下搅拌4h，再加入0.8kg消泡剂、2kg流平剂，继续搅拌1h，得到组分a；其中：消泡剂为二甲基硅油；流平剂为磷酸酯改性丙烯酸流平剂；分散剂为硬脂酸钙；
（2）将纳米高反射红外阻隔粉体浸泡在饱和的硝酸铁溶液中，36h后过滤并烘干，然后置于氮气氛围中，在350℃下煅烧2.5h，得到磁性纳米高反射红外阻隔粉体，再将4kg磁性纳米高反射红外阻隔粉体与55kg环氧改性丙烯酸树脂、1.5kg分散剂、30kg水混合，在600r/min的转速下搅拌4h，再加入0.2kg消泡剂、1kg流平剂、0.7kg紫外线吸收剂、2kg耐磨剂，继续搅拌1h，得到组分b；其中：消泡剂为二甲基硅油；流平剂为氟改性丙烯酸流平剂；分散剂为硬脂酸镁；高反射红外阻隔粉体为纳米锑掺杂氧化锡；紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；耐磨剂为聚酰胺粒子。
使用方法为：
（1）将组分a喷涂至pmma玻璃的上表面，喷涂距离为300mm，空气压力控制为0.3mpa，喷涂厚度为10μm，形成涂层a，并采用波长为15μm的红外线进行干燥；
（2）待涂层a的含水率降至5%时，将组分b喷涂至涂层a的表面，喷涂距离为500mm，空气压力控制为0.15mpa，喷涂厚度为20μm，形成涂层b，同样采用红外线进行干燥；
（3）待涂层b完全干燥后，将玻璃的下表面朝上，重复上述操作，在下表面依次形成涂层a和涂层b，即可。
实施例3
制备方法为：
（1）先采用充磁机对钕铁硼磁粉进行充磁，然后将10kg充磁后的钕铁硼磁粉与52kg水性聚氨酯树脂、1kg分散剂、30kg水混合，在500r/min的转速下搅拌2h，再加入0.6kg消泡剂、1.5kg流平剂，继续搅拌2h，得到组分a；其中：消泡剂为二甲基硅油；流平剂为磷酸酯改性丙烯酸流平剂；分散剂为硬脂酸钡；
（2）将纳米高反射红外阻隔粉体浸泡在饱和的硝酸铁溶液中，18h后过滤并烘干，然后置于氮气氛围中，在320℃下煅烧2h，得到磁性纳米高反射红外阻隔粉体，再将5kg磁性纳米高反射红外阻隔粉体与58kg环氧改性丙烯酸树脂、2kg分散剂、32kg水混合，在600r/min的转速下搅拌4h，再加入1kg消泡剂、1.2kg流平剂、0.8kg紫外线吸收剂、3kg耐磨剂，继续搅拌2h，得到组分b；其中：消泡剂为二甲基硅油；流平剂为磷酸酯改性丙烯酸流平剂；分散剂为硬脂酸锌；高反射红外阻隔粉体为纳米锡掺杂氧化铟；紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；耐磨剂为聚氯乙烯粒子。
使用方法为：
（1）将组分a喷涂至pmma玻璃的上表面，喷涂距离为320mm，空气压力控制为0.28mpa，喷涂厚度为12μm，形成涂层a，并采用波长为15μm的红外线进行干燥；
（2）待涂层a的含水率降至8%时，将组分b喷涂至涂层a的表面，喷涂距离为480mm，空气压力控制为0.16mpa，喷涂厚度为18μm，形成涂层b，同样采用红外线进行干燥；
（3）待涂层b完全干燥后，将玻璃的下表面朝上，重复上述操作，在下表面依次形成涂层a和涂层b，即可。
实施例4
制备方法为：
（1）先采用充磁机对钕铁硼磁粉进行充磁，然后将9kg充磁后的钕铁硼磁粉与52kg水性聚氨酯树脂、2kg分散剂、35kg水混合，在400r/min的转速下搅拌4h，再加入0.2kg消泡剂、2kg流平剂，继续搅拌1h，得到组分a；其中：消泡剂为二甲基硅油；流平剂为氟改性丙烯酸流平剂；分散剂为硬脂酸镁；
（2）将纳米高反射红外阻隔粉体浸泡在饱和的硝酸铁溶液中，18h后过滤并烘干，然后置于氮气氛围中，在300℃下煅烧3h，得到磁性纳米高反射红外阻隔粉体，再将4kg磁性纳米高反射红外阻隔粉体与60kg环氧改性丙烯酸树脂、2kg分散剂、35kg水混合，在700r/min的转速下搅拌4h，再加入0.5kg消泡剂、1kg流平剂、0.5kg紫外线吸收剂、2kg耐磨剂，继续搅拌2h，得到组分b；其中：消泡剂为二甲基硅油；流平剂为氟改性丙烯酸流平剂；分散剂为硬脂酸锌；高反射红外阻隔粉体为纳米铝掺杂氧化锌；紫外线吸收剂为2,4-二羟基二苯甲酮；耐磨剂为聚氯乙烯粒子。
使用方法为：
（1）将组分a喷涂至pmma玻璃的上表面，喷涂距离为380mm，空气压力控制为0.3mpa，喷涂厚度为10μm，形成涂层a，并采用波长为2.5μm的红外线进行干燥；
（2）待涂层a的含水率降至10%时，将组分b喷涂至涂层a的表面，喷涂距离为420mm，空气压力控制为0.15mpa，喷涂厚度为18μm，形成涂层b，同样采用红外线进行干燥；
（3）待涂层b完全干燥后，将玻璃的下表面朝上，重复上述操作，在下表面依次形成涂层a和涂层b，即可。
实施例5
制备方法为：
（1）先采用充磁机对钕铁硼磁粉进行充磁，然后将11kg充磁后的钕铁硼磁粉与57kg水性聚氨酯树脂、1.5kg分散剂、30kg水混合，在600r/min的转速下搅拌3h，再加入0.2kg消泡剂、1kg流平剂，继续搅拌1h，得到组分a；其中：消泡剂为二甲基硅油；流平剂为磷酸酯改性丙烯酸流平剂；分散剂为硬脂酸钡；
（2）将纳米高反射红外阻隔粉体浸泡在饱和的硝酸铁溶液中，24h后过滤并烘干，然后置于氮气氛围中，在350℃下煅烧2.5h，得到磁性纳米高反射红外阻隔粉体，再将7kg磁性纳米高反射红外阻隔粉体与55kg环氧改性丙烯酸树脂、1.5kg分散剂、30kg水混合，在500r/min的转速下搅拌4h，再加入0.6kg消泡剂、1.2kg流平剂、0.8kg紫外线吸收剂、2.5kg耐磨剂，继续搅拌2h，得到组分b；其中：消泡剂为二甲基硅油；流平剂为氟改性丙烯酸流平剂；分散剂为硬脂酸钙；高反射红外阻隔粉体为纳米锡掺杂氧化铟；紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；耐磨剂为聚氯乙烯粒子。
使用方法为：
（1）将组分a喷涂至pmma玻璃的上表面，喷涂距离为350mm，空气压力控制为0.25mpa，喷涂厚度为10μm，形成涂层a，并采用波长为5μm的红外线进行干燥；
（2）待涂层a的含水率降至7%时，将组分b喷涂至涂层a的表面，喷涂距离为450mm，空气压力控制为0.2mpa，喷涂厚度为20μm，形成涂层b，同样采用红外线进行干燥；
（3）待涂层b完全干燥后，将玻璃的下表面朝上，重复上述操作，在下表面依次形成涂层a和涂层b，即可。
对比例1
制备方法：将7kg纳米高反射红外阻隔粉体与55kg环氧改性丙烯酸树脂、1.5kg分散剂、30kg水混合，在500r/min的转速下搅拌4h，再加入0.6kg消泡剂、1.2kg流平剂、0.8kg紫外线吸收剂、2.5kg耐磨剂，继续搅拌2h，得到隔热保温涂料；其中：消泡剂为二甲基硅油；流平剂为氟改性丙烯酸流平剂；分散剂为硬脂酸钙；高反射红外阻隔粉体为纳米锡掺杂氧化铟；紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；耐磨剂为聚氯乙烯粒子。
使用方法：将该隔热保温涂料喷涂至pmma玻璃的上表面，喷涂距离为450mm，空气压力控制为0.2mpa，喷涂厚度为20μm，形成隔热保温涂层，并采用波长为5μm的红外线进行干燥；待上表面涂层完全干燥后，将玻璃的下表面朝上，重复上述操作，在下表面形成隔热保温涂层，即可。
性能测试：
以上述实施例5、对比例1中得到的表面具有隔热保温涂层的玻璃为样板，分别制成密闭玻璃箱，先将玻璃箱置于20℃环境中1h，然后置于35℃环境中1h，测试箱内温度t0；将玻璃箱放置在相同环境的户外30d、60d、180d后，再分别按上述方法进行测试，得到t30、t60、t180，如表1所示。
表1：
1.一种建筑玻璃用持久隔热保温涂料，所述隔热保温涂料由组分a和组分b组成；所述组分a包括水性聚氨酯树脂、消泡剂、流平剂、分散剂、水；所述组分b包括环氧改性丙烯酸树脂、消泡剂、流平剂、紫外线吸收剂、耐磨剂、分散剂、水；其特征在于：所述组分a还包括钕铁硼磁粉，所述组分b还包括磁性纳米高反射红外阻隔粉体。
2.根据权利要求1所述一种建筑玻璃用持久隔热保温涂料，其特征在于：所述组分a中，按重量份计，水性聚氨酯树脂50~60份、钕铁硼磁粉8~12份、消泡剂0.2~1份、流平剂0.5~2份、分散剂1~2份、水25~40份；所述组分b中，按重量份计，环氧改性丙烯酸树脂50~60份、磁性纳米高反射红外阻隔粉体4~8份、消泡剂0.2~1份、流平剂0.5~2份、紫外线吸收剂0.5~1份、耐磨剂1~3份、分散剂1~2份、水23~42份。
3.根据权利要求1所述一种建筑玻璃用持久隔热保温涂料，其特征在于：所述消泡剂为二甲基硅油。
4.根据权利要求1所述一种建筑玻璃用持久隔热保温涂料，其特征在于：所述流平剂为氟改性丙烯酸流平剂、磷酸酯改性丙烯酸流平剂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述一种建筑玻璃用持久隔热保温涂料，其特征在于：所述分散剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钡中的至少一种。
6.根据权利要求1所述一种建筑玻璃用持久隔热保温涂料，其特征在于：所述高反射红外阻隔粉体为纳米锡掺杂氧化铟、纳米锑掺杂氧化锡、纳米铝掺杂氧化锌中的至少一种。
7.根据权利要求1所述一种建筑玻璃用持久隔热保温涂料，其特征在于：所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的至少一种。
8.根据权利要求1所述一种建筑玻璃用持久隔热保温涂料，其特征在于：所述耐磨剂为聚氯乙烯粒子、聚酰胺粒子、聚酰亚胺粒子中的至少一种。
9.如权利要求1~8任一项所述一种建筑玻璃用持久隔热保温涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法的具体步骤为：
（1）先采用充磁机对钕铁硼磁粉进行充磁，然后将充磁后的钕铁硼磁粉与水性聚氨酯树脂、分散剂、水混合，在400~800r/min的转速下搅拌2~4h，再加入消泡剂、流平剂，继续搅拌1~2h，得到组分a；
（2）将纳米高反射红外阻隔粉体浸泡在饱和的硝酸铁溶液中，18~36h后过滤并烘干，然后置于氮气氛围中，在300~400℃下煅烧2~3h，得到磁性纳米高反射红外阻隔粉体，再将磁性纳米高反射红外阻隔粉体与环氧改性丙烯酸树脂、分散剂、水混合，在400~800r/min的转速下搅拌3~5h，再加入消泡剂、流平剂、紫外线吸收剂、耐磨剂，继续搅拌1~2h，得到组分b。
10.如权利要求1~8任一项所述一种建筑玻璃用持久隔热保温涂料的使用方法，其特征在于，所述使用方法的具体步骤为：
（1）将组分a喷涂至玻璃的上表面，喷涂距离为300~400mm，空气压力控制为0.25~0.3mpa，喷涂厚度为10~15μm，形成涂层a，并采用波长为2.5~15μm的红外线进行干燥；
（2）待涂层a的含水率降至5~10%时，将组分b喷涂至涂层a的表面，喷涂距离为400~500mm，空气压力控制为0.15~0.2mpa，喷涂厚度为15~20μm，形成涂层b，同样采用红外线进行干燥；
（3）待涂层b完全干燥后，将玻璃的下表面朝上，重复上述操作，在下表面依次形成涂层a和涂层b，即可。
技术总结