[發明專利]一種納米隔熱涂料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110290469.X
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN103013212A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 黎源
• 申請（專利權）人: 典慧材料科技(上海)有限公司
• 主分類號: C09D5/33
• 分類號: C09D5/33
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種納米隔熱涂料及其制備方法。涂料在玻璃上刷涂成膜后可保證良好的透光性，并具有優異的隔熱性能；屬于環保節能新材料。

背景技術

近年來，隨著我國經濟飛速發展，城市建設日新月異，每天都有新的建筑拔地而起。建筑物的玻璃窗口及透明頂棚等在太陽光的熱輻射下，溫度逐漸升高，會增加空調的使用率，使得能耗增高。根據美國能源部統計數據，空調制冷能量的30％～50％是消耗在從窗戶透過的太陽能。另外，太陽光中的紫外線還會加速建筑物內家具和物品的老化失效，甚至對人體造成危害。針對上述太陽光熱輻射的弊端，傳統的解決方案是使用金屬鍍膜熱反射玻璃和各種熱反射貼膜等產品達到隔熱降溫的目的。然而，這些解決方法存在透光性不理想和成本較高等問題。本項目制備一種含納米氧化物/金屬單質的透明隔熱涂料，將其涂覆于玻璃表面后在保證充分透光的前提下，起到阻隔紫外、紅外線進而隔熱的作用。

目前，國內外已有一些透明隔熱涂料的研究。其中透明隔熱性能較好的是含納米氧化銦錫(ITO)的隔熱涂層，它在保證一定的透光率前提下很好地解決了玻璃的隔熱問題。納米ITO制成的膜有很高的紅外屏蔽效果和較高的透光性，已部分投入實際應用。然而，此材料價格昂貴，難以得到普及。另外，有些添加了空心微珠和納米顆粒的涂料，盡管其導熱系數小，對于紫外及近紅外線都具有很好的反射性，有著良好的隔熱性，但由于空心微珠自身的不透明性，使涂層透光性能得不到滿足。研究表明，許多納米氧化物和金屬單質顆粒，如二氧化釩、氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氧化鋅、氧化鈰、氧化鐵、摻銻氧化錫、鎳、銀、鋁等對紫外及近紅外線都具有一定的屏蔽和反射作用，可以隔絕部分太陽輻照的熱量。同時，這些納米顆粒在增強涂層的耐磨、耐候性和自潔性等方面都有較好的作用。因此，將納米氧化物和單質金屬顆粒按照一定的配比添加到涂料中得到納米隔熱涂料，并刷涂于玻璃上，將得到透光性好，隔熱效率高，具有優異綜合性能的隔熱涂層。

發明內容

現有透明隔熱技術多采用納米ITO粉體作為添加物，但生產投資大，成本高，涂層的綜合性能也不夠理想。為克服上述缺點，本發明公開一種納米隔熱涂料及其制備方法，將ATO和二氧化釩進行摻雜固溶處理，同納米金屬單質、水、醇及分散劑依次通過機械攪拌、超聲振蕩和高壓均質處理，得到初級分散體。將初級分散體、高分子乳液、涂料助劑依次通過機械攪拌和高壓均質處理，得到納米隔熱涂料。該涂料可應用在建筑玻璃、汽車玻璃等需要隔絕太陽輻照熱量同時又必需保證一定光線透過率的場合。

一種納米隔熱涂料及其制備方法，其特征在于，按照如下步驟進行：

A)納米顆粒添加物的改性制備

將納米級摻銻二氧化錫(ATO)和二氧化釩(VO₂)進行二氧化硅(SiO₂)摻雜改性制備，所得改性納米顆粒為ATO/SiO₂和VO₂/SiO₂氧化物固溶體。

B)將摻雜改性后的納米氧化物固溶體和納米金屬單質、水、醇及分散劑依次通過機械攪拌、超聲振蕩和高壓均質處理，得到初級分散體。將初級分散體、高分子乳液、涂料助劑依次通過機械攪拌和高壓均質處理，得到納米隔熱涂料。

A)中所述摻雜改性制備過程為：以納米ATO、納米VO₂、正硅酸四乙酯、氨水、去離子水、無水乙醇、表面活性劑為原料，各原料摩爾分數配比如下：

納米ATO：70～90

納米VO₂：10～30

正硅酸四乙酯：03～3

氨水：0.3～1.8

去離子水：2～8

無水乙醇：15～90

表面活性劑：0.06～0.20

將正硅酸四乙酯、氨水、去離子水、無水乙醇、表面活性劑混合后在60℃下反應1小時，然后將預先配制好的質量濃度為30％的納米ATO或納米VO₂去離子水溶液加入到上述反應體系中，繼續反應0.5小時，取出后抽濾、干燥，得到固體混合物。將固體混合物在800℃下煅燒5～8小時，得到納米級改性ATO/SiO₂或VO₂/SiO₂氧化物固溶體。