[發(fā)明專利]快速、高效、低成本制備ATO納米分散漿液的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010239852.8
• 申請(qǐng)日: 2010-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN101948635A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮杰;鐘明強(qiáng);董紹春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C09C1/00
• 分類號(hào): C09C1/00;C09C3/12;C09C3/04;C09D7/12;C09D175/04
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;俞慧

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了一種制備ATO納米分散漿液的方法。

(二)背景技術(shù)

建筑節(jié)能是我省一直堅(jiān)持的基本能源利用政策。在各類能源消耗中，建筑物采暖及空調(diào)耗能占有相當(dāng)大的比重。門窗作為房屋建筑中透明和可以開口的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，是冬季保溫和夏季隔熱最薄弱的部分。當(dāng)我們開啟空調(diào)實(shí)施采暖或降溫時(shí)，從普通單層玻璃窗損失的能量高達(dá)建筑物能耗的50％，在全面推進(jìn)建筑節(jié)能的今天，在墻體的保溫隔熱性能得到極大改善后，做好門窗、尤其是占門窗面積80％的玻璃的保溫隔熱是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的重中之重。而在通過普通玻璃的熱損失中，有60％是經(jīng)紅外線傳遞的，因此減小紅外輻射比玻璃的熱傳導(dǎo)和對(duì)流更重要。

繼隔熱玻璃(主要有Low-E玻璃、Sun-E玻璃)和和隔熱防爆貼膜之后，透明隔熱涂料成為實(shí)現(xiàn)窗戶玻璃節(jié)能的新產(chǎn)品。其基本原理是利用摻雜在透明樹脂中的納米級(jí)分散的半導(dǎo)體材料對(duì)紅外光的吸收和反射，阻隔來自太陽光(夏天)和室內(nèi)取暖設(shè)施和人體自身(冬天)的大部分熱輻射。廣泛應(yīng)用于汽車及各類建筑物的玻璃上。不但透光性能好，而且隔熱效果佳，使室內(nèi)外溫差達(dá)到3～8℃，不開空調(diào)也能達(dá)到“冬暖夏涼”的效果。

關(guān)于玻璃用透明隔熱納米涂料，其主要生產(chǎn)方法是將摻銻二氧化錫ATO、摻鉍二氧化錫BTO(CN101550313)、摻銦二氧化錫ITO(CN1563231)的水或醇介質(zhì)納米分散漿液與水性聚氨酯(CN101186781，CN1903958，CN101538444)或/和水性丙烯酸樹脂(CN101649147，CN101629040，CN101629041，CN101580673，CN101519561)物理摻混或原位聚合(CN101108946)而成。其中納米漿液的制備方法主要有原位水熱合成、球磨分散(CN1446862A)、沙磨分散(CN200710021766)、超聲波分散等。其中水熱合成由于氯離子的存在和高溫處理，導(dǎo)致合成粉體團(tuán)聚嚴(yán)重。超聲波分散效果不佳。沙磨或球磨分散才能獲得穩(wěn)定納米分散的漿液。

但現(xiàn)有的沙磨工藝(CN200710021766)只能得到固含量很低(只有2～15％)的漿液。固含量低會(huì)導(dǎo)致其與水性透明樹脂配合后成膜物質(zhì)的固含量更低，會(huì)帶來嚴(yán)重的施工困難(涂層表干慢，易粘灰塵，淋涂時(shí)厚薄不均，這些因素會(huì)嚴(yán)重影響玻璃的視覺效果)。現(xiàn)有的球磨分散工藝(CN1446862A)則不僅耗時(shí)(24～48小時(shí))、耗電(砂磨機(jī)和球磨機(jī)功率一般4.5～7.5kw)、低效(ATO粉體裝載量?jī)H為球磨珠體積的1/4至1/6)，而且所得漿液粒徑過大(80～130nm)。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的要解決的問題是克服現(xiàn)有球磨技術(shù)生產(chǎn)ATO納米漿液時(shí)存在的耗時(shí)、耗電、低效、所得漿液分散效果(即粒徑)不佳等缺陷，提供一種快速、省電、高效地生產(chǎn)分散效果好的ATO納米漿液的新方法。

本申請(qǐng)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有球磨技術(shù)生產(chǎn)納米漿液之所以存在上述缺陷，其原因如下：一是沒掌握硅烷偶聯(lián)劑水解并與金屬或非金屬氧化物顆粒表面反應(yīng)的最佳pH值范圍(這一最佳pH值范圍是3.5～4.5)，使得制備過程耗時(shí)、耗電、低效；二是僅靠球磨一步完成，沒采取漿液后處理工藝，使得分散效果欠佳。

故本申請(qǐng)為解決技術(shù)問題，采用如下技術(shù)方案：

一種制備ATO納米分散漿液的方法，包括以下步驟：

(1)將硅烷偶聯(lián)劑和ATO粉體按照0.005～0.02∶1的質(zhì)量比例依次加入攪拌狀態(tài)下的水中，得到固含量為16～55％的ATO粉體懸浮液，并用堿液調(diào)節(jié)pH值至9～11，以確保球磨過程中體系的pH值處在3.5～4.5；

(2)以鋯珠為球磨珠，將步驟(1)所得ATO粉體懸浮液放入球磨機(jī)中球磨0.5-7.5小時(shí)，然后除去球磨珠，得到漿液，迅速用堿液調(diào)節(jié)pH值至6～8；

(3)將步驟(2)所得漿液在離心機(jī)中于1000～4000rpm的轉(zhuǎn)速條件下離心10～40min，得到所述的ATO納米分散漿液。

本發(fā)明得到一種穩(wěn)定納米分散的ATO漿液，顆粒平均直徑在25～50nm，固含量為15～50％，可廣泛應(yīng)用于透明隔熱涂料、導(dǎo)電涂層等。