隔热涂料最值得信耐的玻璃节能纳米涂料

隔热涂料最值得信耐的玻璃节能纳米涂料（共5篇）

篇1：隔热涂料最值得信耐的玻璃节能纳米涂料

隔热涂料最值得信耐的玻璃节能纳米涂料

璃隔热涂料具备超强附着力和超高的硬度，保证其超长的寿命，顶级的分散剂技术保证其超长保质期，完善的施工失败解决办法让您无后顾之忧。

好瑞佳玻璃隔热涂料有效的避免了隔热膜的“隔热的不透明，透明的不隔热”的尴尬情况；硬度和使用寿命是隔热膜的几倍，性价比更高。施工简单不接缝。

好瑞佳纳米玻璃隔热涂料近红外线的隔绝率百分之三

十五、远红外线隔绝率百分之九十以上。

好瑞佳纳米玻璃隔热涂料可见光透过率约百分之八十。

好瑞佳纳米玻璃隔热涂料紫外线隔绝率百分之九十五以上。

好瑞佳纳米玻璃隔热涂料具有阻燃防火、耐酸碱性。

好瑞佳玻璃隔热涂料有效的避免了隔热膜的“隔热的不透明，透明的不隔热”的尴尬情况；硬度和使用寿命是隔热膜的几倍，性价比更高。施工简单不接缝。

目前“好瑞佳”玻璃隔热涂料在日本的市场占有率高达80%，日本东京电视塔、日本国会大厦、日本千叶体育馆、日本立教大学等使用的都是“好瑞佳”玻璃隔热涂料（玻璃节能涂料）。

1.“好瑞佳”玻璃隔热涂料隔绝紫外线98%以上；

2.“好瑞佳”玻璃隔热涂料隔绝红外线60%以上；

3.“好瑞佳”玻璃隔热涂料可见光透过率80%以上；

4.“好瑞佳”玻璃隔热涂料硬度4-5H；

5.“好瑞佳”玻璃隔热涂料使用寿命长达15-20年。

篇2：隔热涂料最值得信耐的玻璃节能纳米涂料

目前, 我国建筑能耗占能源总消耗的1/3左右, 建筑单位面积采暖能耗是国际气候条件相近发达国家的2～3倍。因此, 建筑节能新技术的研究开发和新产品的推广应用, 是推动建筑节能工作的有效途径。通过多年的研究开发, 北京国邦技术发展中心成功地将纳米透明隔热涂料应用于建筑玻璃上, 有效阻隔太阳通过透明玻璃的红外热辐射, 可让80%的可见光透过进入室内被物体所吸收, 同时又能将90%以上的室内物体所辐射的长波保留在室内, 达到冬暖夏凉的节能效果。纳米透明隔热涂料已经申请了国家发明专利。

1 纳米透明隔热涂料的应用机理

玻璃作为透明材料被广泛应用于建筑中, 它不仅是良好的透明材料, 也是一种良好的热导性材料。为保证玻璃的采光透明及其相关热学功能, 纳米透明隔热涂料在玻璃表面涂敷形成均匀的透明涂膜, 涂膜中的纳米导电粒子含有一定浓度的电子空穴, 而引起自由载流子的吸收。具体表现在太阳光谱中, 波长在400～800nm的可见光区, 涂膜透过率不受影响;波长在小于400nm的紫外线区, 涂膜吸收率为90%左右;波长在800～2500nm的近红外区域, 由于太阳入射光的频率高于涂膜中纳米导电粒子的振动频率, 引起了其离子的高反射, 对分布于红外波段占43%左右的太阳能量起反射阻隔作用。由此可见, 纳米透明隔热涂料对太阳光谱具有选择性, 从而表现出具有吸收紫外线, 透过可见光, 阻隔红外热辐射的综合性能。

2 纳米透明隔热涂料的应用性能

纳米透明隔热涂料结合了尖端的纳米粒子技术和微层涂敷技术, 应用于建筑物的玻璃表面, 不改变玻璃的透光性, 能有效屏蔽红外热辐射和吸收紫外线, 而且兼顾了整体性和美观性。只要在玻璃表面涂敷形成约20μm厚的透明整体涂膜, 玻璃施工前后的室内温差达6～8℃, 尤其是在日照最历害、隔热需求最强烈的中午前后表现更为出色, 最大程度地降低了空调制冷电能消耗, 节能达35%左右, 隔热效果显著。

为了实现玻璃通体的透明性, 产品选用了透明高分子树脂为成膜物, 采用纳米导电超细粒子为功能材料, 让纳米导电超细粒子均匀分布于透明树脂涂膜中, 最大限度保持玻璃门窗整体的优美外观, 从室内朝外看施工后的玻璃呈现出淡淡的蓝色, 晶莹剔透, 即使在夜晚也能让人拥有清晰透明的视野。加之其90%的紫外线阻隔率, 不仅为住户提供了一个安全的“阳光保护伞”, 更为玻璃景观设计带来了更多灵感和创造空间。同时, 纳米透明隔热涂料在保证可见光透过的同时, 还能反射波长较长的室内暖气热辐射, 有利于采暖效果和阻挡室内热能通过玻璃门窗传导外泄, 减少冬季室内能量的损耗, 以达到冬暖夏凉的节能效果。

3 纳米透明隔热涂料的环境友好性

环境友好型产品是指在其寿命周期内通过采用先进的技术, 能经济地满足用户功能和使用性能的要求, 同时实现节省资源和能源, 减少或消除环境污染, 且对劳动者 (生产者和使用者) 具有良好保护的产品。随着人们环保意识的不断加强, 人们选择使用环境友好型产品的愿望越来越强烈, 目前在全球的生产和消费领域已形成了一股绿色浪潮。纳米透明隔热涂料为满足产品功能的需求, 采用高分子透明树脂分散体和纳米导电超细粒子为主要原材料, 高分子透明树脂和纳米导电超细粒子以水为分散介质, 在生产和使用过程中物理性能稳定, 基本没有化学反应发生, 无毒无害, 没有废渣、废液、废气排放, 生产过程清洁, 原材料中不含对人体有害的成分, 符合现代人对家居环保的要求, 属环境友好型产品。

4 纳米透明隔热涂料的经济性

目前既有建筑中玻璃节能改造的途径有两种:

(1) 采用节能玻璃。

比如利用由2片或3片玻璃与空气层组合而成的中空玻璃, 这种中空玻璃保温性能较好, 但隔热效果欠佳;又如在玻璃表面镀上一层金属、非金属及其氧化物薄膜的镀膜玻璃, 其对太阳热具有一定的反射效果, 但严重影响可见光的透明并带来光污染, 无法得到广泛应用;低辐射 (LOW-E) 玻璃对可见光有较高的透射率, 红外阻隔性较好, 但每平方米300多元的价格使得在普通住宅难以普及应用。

(2) 在玻璃上贴膜。

目前质量较好的贴膜均来自进口, 如3M公司推出的一种极景建筑隔热防爆膜, 但每平方米也要200多元人民币, 目前只应用于高档汽车玻璃, 而国内生产的贴膜质量良莠不齐, 颜色过深的贴膜影响玻璃的透光性, 颜色适中的贴膜对玻璃的隔热贡献又不大。

纳米透明隔热涂料作为一种新型高科技产品, 良好的隔热性可以减小空调负荷, 改善室内的建筑热稳定性和热舒适度, 在创造价值的同时也美化了环境, 具有极佳的社会和环境效益。它采用专业工具刷涂或淋涂施工, 涂层薄, 无接缝, 施工简便。涂料与玻璃基材粘接力好, 涂膜硬度高, 无空鼓, 韧性好, 使用寿命长, 具有较高的节能经济效益, 极具市场开发潜力。同时产品整体性强, 使用寿命可达10年, 没有维护费用, 每平方米的价格仅为十几元, 具有经济、快捷、环保、优效等特点。

5 纳米透明隔热涂料的应用

由于我国对建筑门窗的节能不够重视, 导致目前400亿m2的建筑中, 95%以上未采用节能玻璃, 而且在每年新增加的20亿m2的建筑规划中, 也没有设计使用节能玻璃。新颁布的《节约能源法》提出的建筑节能目标是:到2010年, 全国新增建筑的1/3达到节能50%的目标;到2020年, 全国新增建筑全部达到节能65%的目标。按2010年的目标计算, 今后3年将新增节能建筑面积约25亿m2, 若要达到节能法所规定的要求, 建筑节能所需的节能玻璃面积约4亿m2, 平均每年节能玻璃的平均需求量约1.3亿m2, 这还不包括既有建筑玻璃的节能改造。由此可见, 纳米透明隔热涂料是继中空玻璃、LOW-E玻璃为代表的节能玻璃之后未来几年行业中的亮点。

6 结语

篇3：纳米透明隔热涂料隔热性能的研究

1 实验部分

1.1 原料与仪器

水性聚氨酯(Bayhydrol XP 2593/1),工业级,拜耳材料科技贸易(上海)有限公司;纳米氧化锡锑(ATO)浆料,分析纯,自制。

34970A自组装的在线测温装置,安捷伦科技有限公司; CS101-AB型电热鼓风干燥箱,重庆试验设备厂。

1.2 实验方法

1.2.1 纳米透明隔热涂料的制备

将自制的纳米ATO水性浆料与水性PU、消泡剂、增稠剂及成膜助剂采用共混法制备纳米透明隔热涂料。

1.2.2 隔热性能测试

纳米ATO/PU复合膜的隔热性能测试装置采用如图1所示的自组装在线测温装置[3,4]。

(1.光源;2.调节杆; 3.固定器;4.平台; 5.样品台; 6.参照物; 7.绝热室A;8.绝热室B; 9.Agilent在线数据采集器;10.笔记本电脑)

2 涂膜隔热性能的分析与探讨

涂层隔热性能与多种因素有关,为了考察各种因素对透明隔热涂层的隔热效果的影响,建立相应的涂层传热数学模型是很必要的。为了便于研究,现作如下假设:(1)假设无内热源仅考虑碘钨灯辐射;假设碘钨灯辐射光强度均匀;(2)假设木盒为一个理想状态下的六面体隔热模型;(3)假设木盒内空气分布均匀,忽略木盒内空气的二次逆辐射。

建立如图2所示简化隔热模型,从图中可以看出,其热源主要来源于碘钨灯的辐射,则单位时间内,玻璃获得的能量为从碘钨灯辐射的热量,传入木盒内空气的能量为碘钨灯辐射透过的热与对流、辐射的热之和。

以玻璃为研究对象:

Qα=αQ (1)

Qα=Q0+Q1+m1CP1(Ti-T0) (2)

Q0=αTAW(TW-T0) (3)

Q1=αTAW(TW-Ti) (4)

以木盒内空气为研究对象:

Qm=Qτ+Q1 (5)

Qτ=τQ (6)

其中:Tw、Ti、 T0为玻璃温度、盒内空气的温度、室温,Qτ为碘钨灯辐射能量中透过光的能量,Q1为受热玻璃向盒内侧传递的能量。Aw为玻璃面积,为辐射-对流联合传热系数,m1、m2分别为玻璃质量、盒内空气质量。

对于绝热体系,所得热量仅对体系气体进行加热,则:

Qm=m2CP2(Ti-T0) (7)

整理可得到透明隔热涂层体系的数学模型:

τQ+αTAW(TW-Ti)=m2CP2(Ti-T0) (8)

结合式(1)、式(2)、式(3)、式(4)可解出体系的数学模型,令

undefined

其中α为涂层对太阳能吸收率,可由式(10)、式(12)求出:

载流子吸收率:undefined

undefined

undefined

式中N、ε0 、m*、μ分别为介质折射率、真空电容率、电子(空穴) 有效质量以及导磁率,均为定值,λ和n分别为入射光波长和电子(空穴) 的浓度。

参照国标GB/T 2680-94“建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳光总透射比及有关窗玻璃参数的测定”来计算样品的透射比τ。

由式9可得,木盒内空气的温度受到入射光波长λ、电子(空穴)浓度n、透射比τ、联合传热系数的影响,下面通过实验来验证。

3 结果与讨论

3.1 不同位置隔热性能的测试

下面为采用图1所示的自组装的在线测温装置分别测得样品和空白玻璃的背面、木盒内空气、底板3个位置的升温曲线(室内温度为27℃),结果如图3～图5。

由图3～图5可以看出,当升温趋于平稳后,空白玻璃所对应的3个位置中,底板背面温度最低,木盒内空气的温度次之,玻璃背面最高,依次为30℃、44℃、50℃;对于样品玻璃,玻璃背面平衡温度在60℃左右,木盒内空气为50℃,底板面为34℃。三者均低于空白玻璃对应位置的温度。这是部分热辐射被样品涂层阻隔的缘故。

图3为碘钨灯照射下玻璃背面升温曲线。空白玻璃和样品之间的升温速度差异很明显,开始时空白玻璃曲线斜率很大,温度急剧上升,样品升温相对缓慢。随着时间的增加,升温速率减慢,温度逐渐接近平衡状态,30min 时基本达到升温平衡,此时样品和空白玻璃之间的温差为 10℃,可见样品具有明显的隔热效果。图4为碘钨灯照射下盒内空气的升温曲线。空气升温速度比样板背面升温速度慢,而且温度达到平衡所需的时间较长,空白玻璃和隔热玻璃的温差为 6℃左右。图5为碘钨灯照射下木盒底部的升温曲线。底部升温速度最慢,温度最低,而且温度达到平衡所需的时间也长,空白玻璃和隔热玻璃的温差为 4℃左右。

关于样品3个位置的平衡温度产生差异的原因,做如下解释。一束光通过介质时,其中一部分被透过(τ),其它部分被反射(ρ)或吸收(α):α+ρ+τ=1。可以认为光源的热辐射被样品涂膜反射走了一部分,另一部分被样品涂膜吸收,如果全部被吸收则样品背面的温度则基本和空白玻璃一致。由于绝热室白铁皮的反射作用可以避免热量直接由光源辐射到探温头上,所以由样品吸收的热量,以及透过样品的热量一并传导至探温头,引起其温度升高。而当位于木盒内和底板背面时,样品吸收的热辐射是感应不到的。当光源照射到样品涂膜表面时,热辐射一部分被自由载流子吸收,而另一部分由于入射光频率低于等离子体振荡固有频率而被等离子体反射掉。因而吸收和反射的总效果导致样品背面、木盒内空气和底板的温度比空白玻璃更低一些。综上所述,涂膜对热辐射的阻隔作用是吸收和反射共同作用的结果[5,6]。

3.2 纳米ATO用量对隔热性能的影响

图6为纳米透明隔热涂料的玻璃(1#～5#样品) 与空白玻璃盒内空气的升温曲线。

(blank: 空白玻璃;1#:颜基比1∶50;2#: 1∶20;3#:1∶15;4#: 1∶7;5#:1∶3)

由图6可以得出,1#隔热效果偏差,温差2℃,2#和3#的隔热效果相对较好,温差4～6℃,4#和5#隔热曲线不稳定,温差7～8℃。综合考虑涂膜的隔热性能,当w(ATO)/w(PU)=1∶15时,3#配方有较好的隔热效果,曲线较平坦,达到平衡时样品比空白玻璃温差为6℃。

与空白玻璃相比,纳米ATO的加入均可产生热辐射阻隔效果,屏蔽了部分光线的透过,改变了材料在可见红-近红外区的漫反射系数,使透过膜的光线减弱,温度降低。随着体系纳米ATO用量的增加,颜料和填料在树脂基体内间隔不断缩小,更有效地防止光辐射的穿透并将其反射出去。复合膜所透过的光线依次减弱,其热辐射阻隔效果增强,相应的温度依次降低。因为吸收与入射光的波长的平方以及载流子的浓度成正比,随着涂料中ATO 用量的增加,电子(空穴) 的浓度相应的增大,涂膜对红外辐射的吸收系数也随之增大,由α+ρ+τ=1可得,最终使隔热效果增强颜料和填料在树脂基体内间隔不断缩小,能更有效地防止光辐射的穿透并将其反射出去[7]。

3.3 不同涂膜厚度对隔热性能的影响

图7是在碘钨灯照射下不同涂膜厚度对隔热效果的影响。

由图7可以看出,随着涂膜厚度的增加,玻璃的隔热效果也随之增加,照射 30min 后涂覆一层、二层和三层隔热涂料的样品与空白玻璃背面的温差分别达到了 10℃、13℃和 17℃。

4 结论

建立了在线测温装置和简化的辐射传热数学模型,研究了纳米ATO用量、测试位置及涂膜厚度对涂膜隔热性能的影响,得出了以下主要结论:

(1)建立了简化的传热数学模型,木盒内空气的温度受到入射光波长λ、电子(空穴)浓度n、透射比τ的影响。

(2)在碘钨灯照射下,隔热玻璃和空白玻璃背面的温差可达到10℃,木盒内空气温差达到 6℃左右,底板温差也达到 4℃。

(3)照射 30min 后,涂覆一层、二层和三层隔热涂料的样品玻璃与空白玻璃背面的温差分别达到了10℃、13℃和 17℃。

参考文献

[1]任杰,刘艳,唐小真.聚合物基有机-无机纳米复合材料的制备和性能[J].建筑材料学报,2004,7(1):58-65.

[2]Novak B M,Auerbach D,Verrier C.Low-density,mutually interpenetrating organic-inorganic composite materials via su-percritical drying techniques[J].Chemistry of Materials,1994,6(3):282-286.

[3]赵石林,韦亚兵,许仲梓.纳米隔热透明复合及隔热效果测试装置[P].CN200410014672.1,2005-01-12.

[4]孟庆林.一种合成聚氨酯玻璃透明隔热涂料及其测试装置[P].CN200610036789.1,2007-01-31.

[5]何秋星,涂伟萍,胡剑青.纳米铋掺杂二氧化锡/水性聚氨酯复合材料的研究[J].化工学报,2007,66(3):1110.

[6]陈飞霞.纳米氧化铟锡透明隔热涂料的制备及性能研究[D].南京工业大学,2004,4

篇4：隔热涂料最值得信耐的玻璃节能纳米涂料

节能是当今社会的一个新主题。建筑能耗占社会总能耗的比例比较高。据悉, 中国每年新建筑面积近45亿m2, 其中99%以上为高能耗建筑, 建筑的环保节能破在眉睫。门窗尤其是玻璃是建筑能量损失的最薄弱部位, 面积约占建筑面积的30%, 而能耗占总能耗的2/3, 是建筑采暖和制冷能耗最主要的原因。为了节能, 科研人员进行了广泛的探索和研究, 曾研制出低辐射镀膜玻璃, 阳光控制镀膜玻璃、玻璃贴膜、吸热玻璃、中空玻璃、真空玻璃等节能玻璃产品, 但这些产品往往因可见光透明率低, 工艺条件复杂, 价格昂贵等原因限制了推广。透明隔热涂料是最近发展起来的一种能很好阻隔红外光, 同时又能保持较高的可见光透过率的玻璃节能涂料, 因为环境友好、隔热效果好、制备工工艺简单、成本廉价等原因, 为玻璃隔热问题提供了新的方向。在建筑玻璃领域得到了好的应用前景。

纳米玻璃隔热涂料只需涂刷几个微米的厚度, 就可使室内外温差达到6℃左右, 红外屏蔽率达到70%, 可见光透过率达到80%, 紫外线阻挡达到99%, 即使不开空调也能达到“冬暖夏凉”的效果。

我国大陆建筑玻璃透明隔热涂料普及率目前不到10%, 根据建设部与中国建材联合会的统计, 在未来几年里, 国家将全面普及推广节能建材, 这将构成至少5 000亿元市场的利润空间。

篇5：隔热涂料最值得信耐的玻璃节能纳米涂料

纳米ATO在涂料体系中的分散和稳定是研制透明隔热水性纳米涂料的关键,浆料分散效果的好坏直接决定了涂料的性能。美国和日本对透明隔热水性纳米涂料的研究开发起步较早,处于世界前列,且多以专 利形式公 布[4,5]。国内对透明隔热水 性纳米涂 料的研究 起步较晚,但也取得 了较好成绩[6,7,8]。近年来,关于纳米ATO分散液的制备已有不少的报道[9,10],纳米ATO颗粒的分 散技术有 了一定提 高,但纳米ATO的分散程度与稳定性仍有待进一步提高与深入研究[11]。为此研究ATO纳米浆料的制备及其分散稳定性对研制纳米透明隔热涂料意义重大。

本研究分散剂种类、分散方法和分散时间对纳米ATO浆料分散效果的影响和制备涂料透过率不同导致隔热效果的差异,为制备性能优异的纳米ATO透明隔热涂料提供参考。

1实验部分

1.1试剂与仪器

纳米氧化锡锑、硅烷偶联剂,江苏淮安 逸振公司;水性聚氨酯,泰兴中纺 助剂厂;螯合型分 散剂2320、离子型分 散剂2321、嵌段型分散剂2327、附着力促进剂,深圳海川化工有限公司;流平剂,广州市众庆胶粘制品有限公司;增稠剂,广州宣宁化工科技有限公司;成膜助剂;消泡剂;润湿剂;pH调节剂。

隔热膜温度测试仪,深圳市林上科技有限公司;紫外可见分光光度计,上海美谱达仪器有限公司;环境扫描电子显微镜(Quanta200F),荷兰FEI公司;超声分散机,昆山市超声仪器有限公司;电子恒速搅拌器(GS28-B),上海安亭电子仪器厂;ZBQ四面湿膜制备器,上海魅宇仪器设备有限公司。

1.2纳米 ATO 浆料的制备

取一定量的ATO纳米粉体于锥形瓶中,加入一定量的去离子水,磁力搅拌 条件下按 一定配比 先后加入 硅烷偶联 剂KH-570(对ATO粒子表面进行化学改性)、分散剂使其 混合均匀,调节pH值为7~9,然后利用电子恒速搅拌器进行高速剪切、超声分散机进行超声处理至设定时间后取出浆料,以备用。浆料配方如表1所示。

1.3透明隔热涂料的制备

在磁力搅拌条件下,将纳米ATO水性浆料加入水性聚氨酯中,并依次按一定比例加入一定量的润湿剂、分散剂、增 稠剂、成膜助剂、流平剂,调节pH值为7~9,进行高速剪切分散和超声分散,得到ATO水性聚氨酯透明隔热玻璃涂料。搅拌过程中若出现大量气泡时,滴加消泡剂消泡。涂料配方如表2所示。

1.4测试与表征

隔热性能,采用200mm×160mm×3mm规格的涂 膜平板玻璃片,用隔热膜温度测试仪测试,与空白玻璃对 比,以隔热温差为隔热效果衡量标准。光学性能,采用75mm×25mm×1mm规格的涂膜载玻 片,按GB/T268-1994标准用紫 外可见分光光度计测量其在紫外光(190~1100nm)、可见光(380~780nm)和红外光区的透过率。分散效果,用环境扫描电子显微镜观察透明隔热 玻璃涂料 中ATO颗粒的粒 径和分布 均匀性。

2结果与分析

2.1分散剂种类的影响

对于纳米粉体在液体中的分散,仅采用物理 分散方法 并不能得到分散均匀稳定的分散液,故需要在体系中添加合适的分散剂,以获得稳定分散的分散液。在对多种分散 剂分散效果研究的基础上,选择3种不同类型的分散剂(螯合型分散剂2320,离子型分 散剂2321,嵌段型分 散剂2327)对纳米ATO浆料进行分散 处理。在相同 工艺条件 下 (先高速剪 切2h,再超声处理20min)将所得到的分散液制备成涂料,得到涂料的透过率如图1所示。

由图1可知,与空白玻璃相比,不同的分散剂对涂料的隔热效果有明显的影响。离子型分散剂2321因在水溶 液中能更好的离解而适用于水性聚氨酯环境,图1中可看到涂料的红外光透过率最低,达到60%以下,隔热效果最好,但是可见光透过率低,无法满足透明性的要求。螯合型分散剂2320与嵌段型分散剂2327相比,在满足透明性的要求上,2320的红外阻隔效果更好,故以2320分散剂分散ATO粉体,制备的涂料性能较为优异,原因在于与嵌段型分散剂和ATO之间的作用力相比,螯合型分散剂2320与ATO形成的螯合物更稳定。

2.2分散工艺的影响

选择ATO粉体为浆料总质量的8 %,硅烷偶联 剂KH570用量为浆料总质量的2%和分散剂用量为总质量的1 %的基础上,采用高速剪切分散和超声分散相结合的方法分散纳米ATO粉体,试验结果如表3所示。

由上表3可知,只用单纯的高速剪切分散或超声分散时,浆料的稳定性差,一段时间后浆料就会产生团聚 而沉淀。将两种分散方法结合后,纳米ATO粉体在经过高速剪切分散后,又经超声空化作用,其团聚体被进一步分散细 化,从而表现出良好的分散稳定性。

2.2.1浆料的不同高速剪切时间对涂料透过率和隔热效果的影响

纳米ATO浆料不同高速剪切分散时间(1h~3h)制备涂料的透过率和隔热效果如图2和图3。

高速剪切分散是依靠高速旋转的叶片将物料在容器内剧烈搅拌,从而产生强烈的剪切和拉拽作用,使团聚体 被破坏,以达到迅速分散和均匀混合的目的。由图2可以看出,空白的水性聚氨酯涂层在整个波长范围内透过率变化不大且保持在较高的数值 上,对红外光 没什么阻 隔作用。对 于相同的ATO浆料,不同的剪切分散 时间所得 浆料制备 的涂料中,分散2h与分散2.5h制备的涂料红外透过率最低且相近,而分散2h的可见光透过率较高,从隔热效果图3也可以看 出,高速剪切分散2h制备的涂料温差可达到4.3℃,隔热效果明显。故综合考虑,高速剪切分散2h为最佳。

2.2.2浆料的超声分散时间对透过率和隔热效果的影响

分析纳米ATO浆料不同超声分散时间(10~50min)对制备涂料透过率和隔热效果的影响如图4和图5所示。

超声分散 中 ,超声空化 作用产生 的高温高 压将加速 水分子的蒸发 ,防止氢键 形成。另外 它产生的 冲击波和 微射流具有 粉碎作用 ,可使已形 成的团聚 体破碎 ,使其表面 能削弱。由图5可知 ,分散时间 为20min的涂料隔 热效果十分 突出 ,图4中分散10min和20min的涂料红 外光透过 率都比较低 ,将图4与图2对比可看 到超声分 散时间对 涂料的影响 比高速分 散时间大 ,因而综合 考虑选择 最佳超声 分散时间20min。

2.3纳米 ATO 涂料分散情况的电镜观察

采用扫描电子显微镜,对经过分散处理的ATO浆料制成的涂料进行观察,其分散效果如图6 (c),涂料中ATO粒子分散效果好,粒径大多数分布在100nm附近,故涂料的隔热效果好。由图6(b)可知,未经分散处理的纳米ATO粒子团聚非常严重,大块的团聚物粒径远远超过100nm,最高可达到微米级别,ATO粒子在涂料中分 散效果极 差,从而导致 隔热效果不明显。

通过选择合适 的分散剂 和优化的 分散工艺 可使纳米ATO粉体在浆料中获得有效分散,纳米ATO粉体团聚体基本被打散,粉体在浆料中稳定存在,即可制备出隔热效果优异的隔热涂料。

3结论

研究了分散剂种类、分散工艺对纳米ATO隔热透明涂料性能的影响,得出以下主要结论:

(1)高速剪切分散与超声分散结合比采用单一分散工艺分散纳米ATO浆料的效果更好;

(2)考察不同的分散时间对涂料隔热性能的影响,结果表明高速剪切分散2h,超声分散20min可得出分散较好的浆料,所制备的涂料隔热效果优异。

(3)比较螯合型分散剂、离子型分散剂、嵌段型分 散剂的分散效果发现,采用螯合型分散剂分散纳米ATO浆料,在满足透明的前提下可得到较好隔热性能的涂料。

摘要：研究了聚氨酯纳米氧化锡锑(ATO)透明隔热涂料的分散工艺,分析了水性浆料分散剂(螯合型、离子型、嵌段型分散剂)和分散方法(高速剪切、超声分散)、分散时间等对涂料可见光透过率和近红外阻隔率的影响。结果表明,螯合型分散剂效果最优,因其与ATO形成的螯合物更稳定;高速剪切分散与超声分散结合比采用单一分散工艺分散效果更好。综合来看,采用螯合型分散剂,对水性浆料高速剪切分散2h与超声分散20min相结合所制得的涂料隔热效果最好。

关键词：纳米氧化锡锑,隔热涂料,透光率,隔热性能,分散工艺

参考文献

[1]陈何国,张冠琦,侯甫文.建筑玻璃节能涂料的研制[J].材料研究与应用.2010,(4):486-490.

[2]李宁.建筑玻璃隔热涂料研究[D].广州:华南理工大学,2010,26-28.

[3]Hiromitsu Takeda,Kayo Yabuki,Kenji Adachi.Coating solution for forming a film for cutting off solar radiation and the film formed therefrom:US,6319613B1[P].2001-11-20.

[4]Shoichi Kaneko,Hiroshi Sakurai,Kaoru Izumi,et al.Active radiation ray curable,solar radiation blocking resin compositions and films coated therewith:US,6107360A[P].2000-08-22.

[5]孟庆林,李宁,周荃,等.纳米透明隔热涂料的研制[J].太阳能学报,2006,27(11):1117-1119.

[6]芦小松,项尚林,赵石林.原位聚合制备纳米氧化锡锑/水性聚氨酯复合乳液及性能表征[J].涂料工业,2008,38(12):16-19.

[7]廖阳飞,张旭东,雷贝,等.透明隔热夹层玻璃涂料的合成及应用[J].化学建材,2009,25(2):12-23.

[8]杜郑帅,罗侃,焦钰.水性紫外光固化纳米透明隔热涂料的研制[J].化工新型材料,2010,38(1):58-61.

[9]李彦峰,陆连法.纳米ATO粉体的表面改性研究[J].化工新型材料,2009,37(10):21-28.

[10]蔡昭军,施利毅,杭建忠.纳米ATO粉体制备及其悬浮液的分散稳定性[J].材料科学与工程学报,2007,25(5):755-759.