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隨著低碳經(jīng)濟(jì)成為大部分國(guó)家的熱點(diǎn),節(jié)能材料日益受到人們的青睞。建筑節(jié)能中,玻璃的透光和隔熱是一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題,在大面積使用外窗及透明頂棚的建筑物,汽車車窗等場(chǎng)合,太陽(yáng)光的熱輻射會(huì)導(dǎo)致空調(diào)能耗的大,造成很大的能源浪費(fèi)。因此,開發(fā)納米隔熱節(jié)能涂料迫在眉睫,納米透明隔熱涂料已經(jīng)成為節(jié)能環(huán)保涂料的新寵。
透明隔熱涂料的關(guān)鍵是尋找對(duì)太陽(yáng)光具有選擇透過(guò)性的納米半導(dǎo)體材料,其中,納米ATO氧化錫銻(VK-G06)具有良好的可見光透過(guò)性和紅外阻隔性,是一種理想的隔熱材料。它可應(yīng)用于玻璃(建筑物幕墻玻璃,汽車車窗玻璃燈場(chǎng)合)、涂層、涂料、高分子膜、電子等領(lǐng)域。在保證充分可見光透過(guò)的同時(shí),限度地阻隔太陽(yáng)熱量輻射。它的制備工藝是將無(wú)機(jī)納米半導(dǎo)體材料與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系高分子聚合物通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒◤?fù)合制得具有光譜選擇性的透明隔熱涂料,再將該涂料涂覆再玻璃上成膜。該方法不需要復(fù)雜的設(shè)備,施工方便,并且可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)涂料中各組分的種類和配比,以制得適應(yīng)不同環(huán)境的產(chǎn)品。
例1:
納米ATO漿料(VK-G06W)的制備
取一定量的ATO(VK-G06)納米粉體(根據(jù)多組試驗(yàn)數(shù)據(jù)展示來(lái)看,納米ATO的添加量在1-10%)于錐形瓶中,加入一定量的去離子水,磁力攪拌條件下按一定配比先后加入硅烷偶聯(lián)劑KH-570、分散劑(比較螯合型分散劑、離子型分散劑、嵌段型分散劑的分散效果發(fā)現(xiàn),采用螯合型分散劑分散納米ATO漿料,在滿足透明的前提下可得到較好隔熱性能的涂料)使其混合均勻,調(diào)節(jié)pH值為7-9,然后利用電子恒速攪拌器進(jìn)行高速剪切、超聲分散機(jī)進(jìn)行超聲處理至設(shè)定時(shí)間后取出漿料,以備用。
透明隔熱涂料的制備
在磁力攪拌條件下,將納米ATO水性漿料加入水性聚氨酯中,并依次按一定比例加入一定量的潤(rùn)濕劑、分散劑、增稠劑、成膜助劑、流平劑,調(diào)節(jié)PH值為7-9,進(jìn)行高速剪切分散和超聲分散相結(jié)合的方式(結(jié)果表明高速剪切分散2h,超聲分散20min可得出分散較好的漿料,所制備的涂料隔熱效果不錯(cuò)),得到分散性好的ATO水性聚氨酯透明隔熱玻璃涂料。攪拌過(guò)程中若出現(xiàn)大量氣泡時(shí),滴加消泡劑消泡。
將納米氧化錫銻ATO水性漿料與水性聚氨酯樹脂PU制得的復(fù)合涂料不僅具有良好的成膜性能,而且在保持可見光透過(guò)率83%時(shí)紅外阻隔率達(dá)到70-75%,隔熱后溫差能保持在7℃左右,符合涂料具有良好的隔熱性能。研究發(fā)現(xiàn)ATO含量為8%時(shí),涂層的隔熱性和硬度、耐磨耗性能、耐水性以及附著力佳。
例2:
納米ATO漿料(VK-G06W)的制備和透明隔熱涂料的配制:
稱取一定量的納米ATO粉(VK-G06)和占ATO 1.5%的硅烷偶聯(lián)劑,加入定量的95%乙醇中,經(jīng)超聲波分散40min后,移入帶回流裝置的瓶中攪拌4h,于80℃下真空干燥。在砂磨攪拌分散機(jī)中加入去離子水、分散劑、潤(rùn)濕劑、增稠劑,攪拌均勻,加入經(jīng)過(guò)處理的納米ATO,高速分散砂磨6-8h,調(diào)PH為7.5-8.0,制得納米ATO漿料。將成膜物與納米ATO漿料攪拌混合,然后加入消泡劑,流平劑,殺菌劑,PH調(diào)節(jié)劑,攪拌混合均勻,制備成透明隔熱涂料。
以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系硅為成膜劑,乙醇為溶劑,加入納米ATO后制備的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系硅納米ATO隔熱透明涂料,其涂膜對(duì)玻璃附著力好,溫差可達(dá)12-15℃,可見光透過(guò)率達(dá)80%以上,具有良好的隔熱效果和足夠的可見光區(qū)透明度,節(jié)能效果明顯。
將納米氧化錫銻ATO水性漿料(VK-G06W)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系硅乳液改性丙烯酸樹脂為成膜物制備的納米ATO透明隔熱涂料,其涂膜對(duì)可見光的透射率達(dá)到81.5%-85%,對(duì)近紅外光的阻隔率達(dá)到62.5%-65%,涂膜的耐沾污性、耐候性和環(huán)保型甚佳。
以雙組分水性聚氨酯為成膜劑,加入納米氧化錫銻(ATOVK-G06),以蒸餾水為溶劑,制備了納米ATO雙組分水性聚氨酯隔熱透明涂料。將制得的涂料涂覆在玻璃上,測(cè)試在可見光區(qū)和紅外光區(qū)的透過(guò)率以及對(duì)隔熱性能的影響,比較了不同固化工藝對(duì)涂層力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明: 制得的納米ATO透明隔熱涂膜對(duì)玻璃附著力好,溫差可達(dá)7.3℃,可見光透過(guò)率達(dá)85%上,具有良好的隔熱效果和足夠的可見光區(qū)透明度,節(jié)能效果顯著。
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