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玻璃隔热用纳米ATO浆料的制备

 

 玻璃隔热用纳米ATO浆料的制备

 

随着低碳经济成为全球的热点,节能材料日益受到人们的青睐。建筑节能中,玻璃的透光和隔热是一个非常关键的问题,在大面积使用外窗及透明顶棚的建筑物,汽车车窗等场合,太阳光的热辐射会导致空调能耗的增大,造成很大的能源浪费。因此,开发纳米隔热节能涂料迫在眉睫,纳米透明隔热涂料已经成为节能环保涂料的新宠。

透明隔热涂料的关键是寻找对太阳光具有选择透过性的纳米半导体材料,其中,纳米ATO氧化锡锑VK-G06具有良好的可见光透过性和红外阻隔性,是一种理想的隔热材料。它可应用于玻璃(建筑物幕墙玻璃,汽车车窗玻璃灯场合)、涂层、涂料、高分子膜、电子等领域。在保证充分可见光透过的同时, 阻隔太阳热量辐射。它的制备工艺是将无机纳米半导体材料与有机高分子聚合物通过适当的方法复合制得具有光谱选择性的透明隔热涂料,再将该涂料涂覆再玻璃上成膜。该方法不需要复杂的设备,施工方便,并且可以根据实际需要调节涂料中各组分的种类和配比,以制得适应不同环境的产品。

 

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纳米ATO浆料VK-G06W的制备

      取一定量的ATOVK-G06纳米粉体(根据多组试验数据展示来看,纳米ATO的添加量在1-10%)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、分散剂(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)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。

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相结合的方式(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),得到分散性好的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。

      将纳米氧化锡锑ATO水性浆料与水性聚氨酯树脂PU制得的复合涂料不仅具有良好的成膜性能,而且在保持可见光透过率83%时红外阻隔率达到70-75%,隔热后温差能保持在7℃左右,符合涂料具有良好的隔热性能。研究发现ATO含量为8%时,涂层的隔热性和硬度、耐磨耗性能、耐水性以及附着力

 

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纳米ATO浆料VK-G06W的制备和透明隔热涂料的配制:

      称取一定量的纳米ATOVK-G06和占ATO 1.5%的硅烷偶联剂,加入定量的95%乙醇中,经超声波分散40min后,移入带回流装置的瓶中搅拌4h,于80℃下真空干燥。在砂磨搅拌分散机中加入去离子水、分散剂、润湿剂、增稠剂,搅拌均匀,加入经过处理的纳米ATO,高速分散砂磨6-8h,调PH7.5-8.0,制得纳米ATO浆料。将成膜物与纳米ATO浆料搅拌混合,然后加入消泡剂,流平剂,杀菌剂,PH调节剂,搅拌混合均匀,制备成透明隔热涂料。

      以有机硅为成膜剂,乙醇为溶剂,加入纳米ATO后制备的有机硅纳米ATO隔热透明涂料,其涂膜对玻璃附着力好,温差可达12-15℃,可见光透过率达80%以上,具有良好的隔热效果和足够的可见光区透明度,节能效果明显。

 

      将纳米氧化锡锑ATO水性浆料VK-G06W与有机硅乳液改性丙烯酸树脂为成膜物制备的纳米ATO透明隔热涂料,其涂膜对可见光的透射率达到81.5%-85%,对近红外光的阻隔率达到62.5%-65%,涂膜的耐沾污性、耐候性和环保型甚佳。

 

      以双组分水性聚氨酯为成膜剂,加入纳米氧化锡锑(ATOVK-G06,以蒸馏水为溶剂,制备了纳米ATO双组分水性聚氨酯隔热透明涂料。将制得的涂料涂覆在玻璃上,测试在可见光区和红外光区的透过率以及对隔热性能的影响,比较了不同固化工艺对涂层力学性能的影响。结果表明: 制得的纳米ATO透明隔热涂膜对玻璃附着力好,温差可达7.3,可见光透过率达85%上,具有良好的隔热效果和足够的可见光区透明度,节能效果显著。