[發明專利]一種智能隔熱保溫膜及其制備方法

無效

• 申請號: 200810033032.6
• 申請日: 2008-01-24
• 公開（公告）號: CN101265374A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 武利民;顧廣新;游波;施劍秋;周樹學
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C09D5/18
• 分類號: C09D5/18;C09D7/12;C09D133/02;C09D175/04;C09D167/00;C09D183/04
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陸飛;張磊

技術領域

本發明涉及化工領域及材料領域，具體涉及一種相變溫度可調的智能隔熱保溫膜及其制備方法。

背景技術

為了減少太陽能的輻射，達到節能的目的，人們采用各種方式對改變材料的透光性能。汽車玻璃貼膜能阻隔陽光輻射，減少紫外線對人體的傷害，降低車內各表面和車內空氣的溫度，減緩車內設施老化，改善架乘人員的乘車環境，同時可以降低汽車的油耗，同樣一些建筑節能玻璃通過鍍金屬膜(鋁、銀等)也達到阻隔陽光輻射，降低空調能耗的目的。

已有的研究表明，一些金屬氧化物具有很好的光學阻隔性，如氧化錫銻(ATO)對波長1400nm-2500nm的近紅外具有很好的阻隔性(如中國發明專利CN200710021766.8)，氧化銦錫(ITO)對波長1100nm-2500nm的近紅外具有很好的阻隔性(如中國發明專利CN98100128.9、中國發明專利CN200610096832.3)，經過特殊加工的氧化銦錫(如美國發明專利US?Patent5518810)能阻隔900-2500nm的近紅外光。部分硼化物如六硼化鑭(LaB6)能阻隔近紅外光(如美國發明專利US?Patent?6060154)。而超細粉體或溶膠的二氧化鈦、氧化鋅、氧化鐵具有很好的紫外光阻隔性。

近年，科學家發現，二氧化釩具有多種晶體結構，其中R相是一種相變金屬氧化物，在一定溫度上下發生可逆的金屬-半導體相變(MST)，在電阻相變溫度等于(T_C＝68℃)會發生從正方結構向單斜結構的晶型轉變，具有可逆的半導體-金屬相變，低溫相具有半導體性質，具有較高的紅外透過率和較低的反射率，高溫相具有金屬性質，具有較低的紅外透過率和較高的反射率，是一種熱致變色材料，可以應用到太陽能溫控裝置、光電開關材料、熱敏電阻材料、光信息存儲器、激光致盲武器防護裝置、大面積熱色玻璃幕墻、節能涂層、偏光鏡及可變反射鏡等方面。

太陽輻射能量中的81％都來自于可見光和近紅外光波段，而二氧化釩在這些波段具有較高的室溫透過率和很低的高溫透過率。如果將VO₂膜涂覆于建筑物、汽車等窗體表面，利用其相變前后引起紅外光透射率的改變，可用來自動調節室內溫度，得到冬暖夏涼的效果。通常的深色涂層對可見光的反光率一般大于35％，以防止由于熱脹冷縮而導致涂層破裂，通過使用VO₂涂層阻隔紅外線，其反光率可降低到35％以下。常用的制備含二氧化釩膜的途徑主要有：①真空鍍膜，如磁控濺射、化學氣相沉積等，需要在真空室中高溫加熱基材，并通入微量氧氣，使得釩原子與氧原子結合(如中國發明專利CN200510022085.4，采用反應離子濺射鍍膜工藝制備氧化釩薄膜)。②sol-gel法制膜，將五氧化二釩的溶膠涂在玻璃表面制成凝膠，再經氫氣高溫還原。這些方法存在較多缺點，如：設備昂貴，普通玻璃或者塑料無法經受高溫，釩的價態和晶型難于控制，難以制作大面積的薄膜，凝膠膜產生氣孔等。

但由于其電阻相變溫度68℃高于室溫，其應用受到一定限制，因此降低電阻突變溫度，通過向二氧化釩中摻雜其它金屬元素，可以降低相變溫度。如美國專利US6358307報道了一種合成摻鎢的二氧化釩方法，但此法由于鎢酸銨和釩酸銨并非原子級混合，有可能不均一，且在分解過程為氧化還原過程，可能得到V_nO_2n+1和V_nO_2n-1兩組非整比化合物，這使得VO₂的價態不夠準確，而且粉體疊壓在一起，依靠NH₃的擴散難以確保產物的均勻性。中國專利CN?1279211A報道了一種二氧化釩納米粉體和納米陶瓷的制備方法，容易得到非整比化合物，使二氧化釩失去低溫相變性能。

發明內容

本發明的目的是提出一種相變溫度可調的智能隔熱保溫膜及其制備方法，該智能隔熱保溫膜是采用含相變智能納米粉體摻雜二氧化釩V_1-XM_XO₂(0＜X＜0.06)的智能隔熱納米漿料與可成膜材料共混制備的，將智能隔熱涂料在0～200℃干燥成膜后得到智能隔熱保溫膜，其相變溫度在-10℃～70℃可調。

上述智能隔熱保溫膜所用的智能隔熱納米漿料與可成膜材料的質量比為2～50∶30～95。