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纳米氧化铟锡透明隔热涂料的制备及性能表征_陈飞霞

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透明隔热夹层玻璃涂料的合成及应用

透明隔热夹层玻璃涂料的合成及应用

热夹层 玻璃 。也 分别用 １ ５ 表示 ， 于表 １ 例 。其结 构
如图 １ 所示 。
且费用 相对较低 ， 简单 易制 ， 久耐用 。 持
２
１ 实验部分 １１ 主要原料 ．
Ｐ Ａ水 性树 脂 （ Ｕ 固含 量 ３ ％） 自制 ； Ｏ浆 料 （ ０ ， Ｉ Ｔ 蓝 色） 自制 ； Ｖ ， Ｐ Ｂ膜 ， 业 品 ； 散 剂 、 泡剂 、 工 分 消 流平 剂 、
１ 主要性 能检测方 法 ． ４
１ ． 粒 径分布 ．１ ４
从 图 ３中 可 以 看 出 ， ａｓｉ Ｇ ｕｓ ｎ粒 径 分 布 图 年 ａ Ｎｃｍ ｉ ｐ多波 形 分 布 图 的 Ｐ Ｄ 、 Ｓ 和 Ｐ Ｄ ｏ Ｓ Ｄ Ｐ Ｓ 呈 现 与 峰 且 重 合 性 好 ，平 均 粒 径 大 约 分 布 在 １０ ｍ 处 ５ｎ Ｎｃｍ ｉ ｐ多波 形分 布 图可 以作 为制备 工艺 优化 的参 ｊ ｏ 指标 ， 因而 可 以说 明该浆 料的制备 工艺 已完善 。 根 Ｄ Ｓ的原 理【 以推知 当 Ｎ ｃｍ Ｌ 可 ｉｏ ｐ粒 径分 布为单 峰 时 Ｇ ｕｓ ｎ粒 径分 布 的 Ｃ ％值 可 以作为 配方 、制 备 ］ ａ ｓｉ ａ Ｖ 艺进一 步优化 的指标 ， 因此 制备该 浆料 的配 方也基
透明 隔热玻 璃涂料 ， 并应 用 于夹层玻璃 中， 制得 隔热 夹层玻 璃 。 对其 进行 了耐环境 和 力学性能 、 学性 光 能及 隔热效果 的表征 。 果表 明 ， 结 所制得 的 隔热 夹层玻 璃耐 辐照 、 耐热和抗 冲击 等性 能好 ， 不影响 普通
夹层玻璃 原有耐 环境性 能和 力学性 能。且具 有 良好 的 隔热效 果和可见 光透射 比 ， 当颜 基质量 比为 １ ４ ：
１ １６ ：

纳米—ATO—透明隔热涂料的研制

纳米—ATO—透明隔热涂料的研制

纳米二氧化锡ATO透明隔热涂料的研制2010/6/23/8:26来源：中国防腐网作者：刘成楼（北京虹霞正升涂料有限责任公司，北京102400）慧聪涂料网讯：摘要：以有机硅乳液改性丙烯酸树脂为成膜物，以纳米掺锑二氧化锡（ATO）粉体为颜填料，在助剂的配合下制备成水性纳米透明隔热涂料，将其涂刷在玻璃表面，形成一层透明隔热涂膜，在满足采光需要的同时，又使玻璃具有一定的隔热功能。

关键词：纳米掺锑二氧化锡（ATO）；玻璃；透明；隔热；涂料中图分类号：TQ637文献标识码：A文章编号：1007－9548（2010）02－0006－041引言建筑节能，就是在保证居室温度舒适的环境条件下，通过技术进步、科学选材、合理设计、性价比优化等途径，把居室建筑长期使用的采暖和降温性的能耗降低。

良好的建筑外保温围护结构，可以确保建筑对能耗的需求减少50%以上，极大地降低了能源的总体消耗水平[1]。

目前，我国对建筑围护结构主要推行外墙外保温和屋面保温系统，且技术已经成熟，而对改善门窗的保温隔热性技术还不够成熟。

从国家标准对住宅围护结构不同部位的传热系数（K）规定中可以看出：墙体不大于2.00W（/m·2K）、屋顶不大于1.26W（/m·2K）、窗不大于6.40W（/m2·K），普通玻璃窗的传热系数是墙体的3.2倍，是屋顶的5倍，因此，普通玻璃窗成为建筑保温围护结构中的薄弱环节，况且，为了提高室内的采光明亮度，现代建筑设计的窗户面积都较大。

为了节能，科研人员进行了广泛的研究和探索，先后研制成金属镀膜隔热玻璃、真空玻璃、贴膜玻璃、Low-E玻璃等节能产品，但是这些产品也存在一些问题，其在可见光区的不透明性和高反射率限制了它的应用范围[2]。

透光率低、隔热效果不佳、工艺条件控制复杂、且价格昂贵（普通玻璃贴热反射膜成本为130~160元/m）2，限制了其应用推广。

市场急需一种性价比高的透明隔热涂料来解决这一关键问题[3]。

透明隔热夹层玻璃涂料的合成及应用

透明隔热夹层玻璃涂料的合成及应用

透明隔热夹层玻璃涂料的合成及应用
廖阳飞;张旭东;雷贝;曾婷;贺海量
【期刊名称】《绿色建筑》
【年(卷),期】2009(025)002
【摘要】以聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)水性树脂为基料,以纳米氧化铟锡(ITO)浆料为颜填料制备水性透明隔热玻璃涂料,并应用于夹层玻璃中,制得隔热夹层玻璃.对其进行了耐环境和力学性能、光学性能及隔热效果的表征.结果表明,所制得的隔热夹层玻璃耐辐照、耐热和抗冲击等性能好,不影响普通夹层玻璃原有耐环境性能和力学性能,且具有良好的隔热效果和可见光透射比.当颜基质量比为1:4时,纳米ITO透明隔热涂料涂层在可见光区(380～780 nm)透射比在75%左右,遮阳系数可达0.57,隔热15℃以上.
【总页数】3页(P21-23)
【作者】廖阳飞;张旭东;雷贝;曾婷;贺海量
【作者单位】湖南大学化学化工学院,长沙,410082;湖南大学化学化工学院,长沙,410082;湖南玛仕纳米新材料有限公司,长沙,410205;湖南玛仕纳米新材料有限公司,长沙,410205;湖南玛仕纳米新材料有限公司,长沙,410205
【正文语种】中文
【中图分类】TQ171.72
【相关文献】
1.YTO透明隔热玻璃涂料的制备及性能 [J], 宋云龙;谭艳;黄旭珊;张麒;万军鹏;吕维忠
2.环氧透明隔热玻璃涂料的研制 [J], 袁新强
3.透明隔热夹层玻璃涂料的合成及应用 [J], 廖阳飞;张旭东;雷贝;曾婷;贺海量
4.隔热节能新品纳盾TM透明隔热玻璃涂料 [J], 维雄
5.透明隔热玻璃涂料的建筑节能潜力的研究 [J], 杨彬[1]
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透明隔热涂料的研究进展

透明隔热涂料的研究进展

透明隔热涂料的研究进展时晓露摘要：透明隔热涂料因其节能和良好的视觉效果而日益受到研究者和相关产业界重视,本文综述了透明隔热涂料的发展现状、隔热原理、应用背景和几种主要的隔热粒子，并总结了下一步发展过程中应注意的问题。

1.引言当今世界经济高速发展，能源日趋紧张，以我国为例，目前我国是煤炭消耗第一大国，石油消耗第二大国，近年来电荒、油荒、气荒等频频出现在我们的日常生活中，能源问题不容忽视。

能源安全已成为本世纪我国一个十分紧迫和现实的问题。

现在世界常规油气资源发现的高峰期已过（石油探明率已达80%，天然气达60%），在21世纪不论是发达国家还是发展中国家，最终都会面临空前的能源危机。

面对即将到来的能源危机，我国必须采取开源节流的战略，即一方面节约能源，另一方面开发新能源。

在节能方面我国有巨大的潜力，我国单位产品能耗高，单位GDP产值能耗高，我国主要用能产品的单位产品能耗比发达国家高25%～90%。

节约能源是保证我国在能源领域保持强国地位的重要手段之一[1-2]。

根据太阳光谱能量分析,太阳能绝大部分处于可见光和近红外区,即0.72～2.5μm范围。

在该波长范围内，反射率越高，涂层的隔热效果就越好。

因此可制得高反射率的涂层，反射太阳热，以达到隔热的目的。

透明隔热涂料是一种能将太阳光中的热量由涂料表面反射回去，留住可见光，从而生产出隔热透明作用的纳米透明隔热涂料[3-5]。

透明隔热涂料可见光透过率高，近红外阻隔率高，能够有效隔绝太阳热辐射，具有很好的节能效果，可应用于多种领域[2]：(1) 汽车、火车、飞机的风挡玻璃，建筑物玻璃等，起到了很好的隔热降温作用，且无反射光污染；(2) 涂覆于玻璃制成纳米透明隔热玻璃，包括单层玻璃、中空玻璃以及夹层玻璃。

透明隔热玻璃高透光率特点使其适用于不分地域的高通透性外观设计的建筑，使建筑物透明，且具有很好的隔热效果（如图1所示）；(3)涂覆于聚碳酸酯等透明树脂上制成纳米透明隔热板材，应用场合非常广泛，如可以做成汽车站顶上的透明隔热板等；(4)涂覆于聚酯薄膜，制成透明隔热贴膜，可应用于建筑及汽车窗玻璃。

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1 — 照明光源 ;2 — 涂有涂料的玻璃 ;3 — 泡沫塑料隔热层 ; 4 —木盒 ;5 — 铁片(上表面涂有黑色涂料);6 — 挡板 ; 7 — 水银温度计 ;8 — 热电偶测温仪 图 1 隔热效果测试装置
2 结果与讨论
2 .1 透明隔热涂料的光学性能研究 不同氧化铟锡用量在波长为 220 ～ 2 500 nm 的
关键词 :环保型涂料 ;乳胶漆 ;有机挥发物 ;游 离甲醛 ;内墙涂料 ;配方设计 中图分类号 :T Q 630.6 +8 文献标识码 :B 文章编号 :0253-4312(2004)02 -0051 -05
0 引 言
目前 , 建筑内墙乳胶漆已成为室内装饰材料的主 打产品 。 建筑内墙乳胶漆以其透气性好 、耐擦洗 、遮 挡墙体裂纹 、便于施工等诸多优势而深得消费者的喜 爱 。因此 , 建筑内墙乳胶漆的安全性 、健康性越来越 引起人们的重视 , 市场需要性能优越 、功能独特 、健康 环保的室内涂料产品 。
高分子聚合物乳胶漆的成膜机理是粒子堆砌聚 集 , 涂膜具有透气性 、透水性 , 并制约了乳胶漆光泽度
的提高 。因此 , 在配方设计中 , 乳液粒子大小的选择 、 稳定性的选择 、硬度的选择 、颜填料体系的选择和各 种助剂的协调作用尤为重要 。
第 34 卷第 2 期 2004 年 2 月
涂料工业 PA IN T & CO AT IN GS IN DU ST RY
V ol.34 No .2 Feb .2004
环保型内墙乳胶漆配方设计
李学燕 , 胡文阁 , 李政 , 姬金花 (红狮涂料国际有限公司 , 北京 100078)
摘 要 :在进行内墙乳胶漆的配方设计中 , 研究了乳液 、杀菌 剂 、增 稠剂 、成膜助 剂 、抗冻剂 及分散剂 的选择 , 并 介 绍了环保型内墙涂料的配制 。
甲醛树脂的特征裂解碎片峰 , 而二氢苊 、芴 、蒽 、萤蒽 、 芘等为沥青树脂中煤焦沥青的主要裂解产物 。 该裂 解谱图是 2 种树脂裂解碎片的加和 , 而不存在 2 种单 体以上化学键连接的特征碎片 。因此 , 该涂料基料是 由叔丁基酚甲醛树脂和煤焦沥青混合而成的 。 既具 备酚醛树脂耐磨 、附着力强 、耐腐蚀的优点 , 又具有沥 青耐水 、价廉等特色 。
50
1 — 空白玻璃 ;2 — 4 #试样 ;3 — 3 #试样 ;4 — 2 #试样 图 6 涂膜中氧化铟锡含量对隔热性能的影响
2 .3 涂料的基本性能 根据涂料的相关标准 , 对涂有双涂层(隔热涂层
和保护涂层)的透明隔热涂料进行了基本性能测试 , 结果见表 3 。
表 3 透明隔热涂 料基本性能检验结果
释剂及其他适宜的助剂 , 用 0 .1 mol 稀盐酸调节体系 的 pH 值至 3 ～ 4 , 继续搅拌 10 min 后 , 静置 30 min , 备用 。
表 1 原料与配方
原料名称
用量
纳米 IT O 水浆(自制) 10 mL
透明隔热涂料配方
有机硅树脂成 膜物(自制) 正丁醇
变量 变量
0.1 mol 稀盐酸
用浸涂 、辊涂或刷涂的方法将上述制得的涂料涂 覆于处理过的玻璃基材表面 , 室温下待溶剂挥发后放 入烘箱 , 在一定温度下固化成 膜 。 用 30 μm 线棒涂 布器在上述隔热层上涂覆一层保护涂料 , 室温下放置 至溶剂挥发后放入烘箱固化 。
1 .5 透明隔热涂料的表征
1 .5 .1 光学性能 在岛津 UV3101 型紫外 -可见光 -近红外分光
84 .05
太阳光直接透过率 (大气质量为 1)/ %
59 .80 62 .98 63 .35 66 .39 70 .94 70 .74
49
陈飞霞等 :纳米氧化铟锡透明隔热涂料的制备及性能表征
由表 2 可见 , 各试样的可见光透过率均在 80 %
以上 , 随着纳米氧化铟锡用量的减少 , 可见光 随着涂料中 IT O 用量的增大 , 隔热效果随
1 — 空白玻璃 ;2 —3 #试样 图 3 红外灯照射下 3 #试样的底板升温速度
1 — 空白玻璃 ;2 —3 #试样 图 4 碘钨灯照射下 3 #试样的底板升温速度
碘钨灯照 射下木盒 内空气 的升温 速度见 图 5 。 由图 5 可见 , 空气升温速度要比底板升温速度慢 , 而 且温度达到平衡所需的时间较长 。 但使用空白玻璃 和隔热玻璃的温差仍保持在 5 ℃左右 , 照射时间达到
关键词 :纳米氧化铟锡 ;透明隔热涂 料 ;光学性能 ;隔热效果 ;有机硅树脂 中图分类号 :T Q 630.6 文献标识码 :A 文章编号 :0253-4312(2004)02 -0048 -04
0 引 言
目前制作透明隔热玻璃最常用的方法是在玻璃 表面镀膜或贴膜 , 但由于生产成本较高 , 难以广泛应 用 。在制作隔热膜时一般采用高纯氧化铟锡(I TO) 纳米复合粉末制成 I TO 靶材[ 1] , 然后在基体上成膜 。 IT O 粉体具有优良的光电性能 , 在红外区的反射率达 80 %。若能采用 I TO 粉体制成透明隔热涂料 , 用于 玻璃等基材 , 将有良好的市场前景和推广价值 。
近红外分光光度计 , 日本岛津公司 ;隔热效果测试装 置 , 自制 ;线棒涂布器 , 上海现代环境工程研究所 。 1 .3 透明隔热涂料的制备
取分散好的纳米 IT O 水浆 10 mL , 在磁 力搅拌 下缓慢加入一定量的成膜物 , 然后加入适量正丁醇稀
① 江苏省高新技术计划项目(编号 :BG 2001007)
之增强 。 2 .2 透明隔热涂料的隔热效果表征
红外灯照射下 3#试样的底板升温速度见图 3 。 由图 3 可见 , 空白玻璃和试样之间的升温速度差异很
明显 , 开始时两者温度呈线型增加 , 随着时间的延长 , 温度 逐渐 接近 平衡 状态 , 30 min 时两 者温 差达 到 10 ℃。 这说明 3#试样具有明显的隔热效果 。
摘 要 :采用在水中分散好的氧化铟锡(I T O)水浆 , 以及 有机硅 树脂成膜 剂 , 通过加入 共溶剂 并调整 体系 pH 值 , 制得了性能好的透明隔热涂料 。 试验结果表明 , 该涂料具有 良好的 光谱选 择性 , 在可见 光区具 有高的透 过性 , 并能 有 效阻隔红外光区的热辐射 。
“ 室内 装饰 装修 材 料 内 墙涂 料 中 有 害 物 质 限量 ” 国家强 制标 准中 规 定 有机 挥 发 物(V OC)的最 高 限 量 是 200 g/ L , 游离甲醛是 0 .1 g/ kg 。 乳胶漆中的有机 挥发 物(V OC)和 游 离甲 醛 主 要来 源 于 乳 液及 各 种 助 剂 。 内墙乳胶漆产品的配方设计 , 首先要考虑乳液的 VOC 含量 、游离甲醛含量 , 选择乳液的类型 , 控制成 膜助剂用量 , 特别是要选择游离甲醛含量低或不含游 离甲醛的助剂 , 在此基础上 , 再研究涂料和涂膜的综 合性能 。
碘钨灯照射下 3#试样的底板升温速度见图 4 。 与红外灯相比 , 碘钨灯的 能量更多地分布在 可见光 区 , 而涂膜主要阻隔红外光的能量 , 所以 30 min 后底
板达到的温度高于红外灯照射试样 , 但是其升温趋势 与红外灯相似 。 120 min 时温度达到平衡状态 , 不再 随时间的延长而继续升高 , 此时 3#试样和空白玻璃 之间的温差为 18 ℃。
图 2 不同氧化铟锡用量对涂膜光谱透过性的影响 表 2 不同氧化铟锡用量涂膜的可见光透过率
及太阳光直接透射比
样品编号
P VC
可见光透
(颜料体积浓度) 过率/ %
1#
0 .72
80 .15
2#
0 .53
83 .00
3#
0 .34
83 .01
4#
0 .22
85 .23
5#
0 .13
85 .49
6#
0 .07
料[ 3 -4] , 而我国则未见报道 。 本研究采用 ITO 粉体制成分散良好的 ITO 水
浆 , 用有机硅树脂作为成膜物 , 选用其他适宜助剂和 工艺条件 , 制备了透明隔热涂料 。
1 实验部分
1 .1 原料及配方 原料及配方见表 1 。
1 .2 仪器与装置 磁力搅拌器 , 江苏中大仪器厂 ;紫外 -可见光 -
光度计上测定透明隔热涂层在波长 220 ～ 2 500 nm 范围内的透射光谱曲线 , 比较不同样品在各个波段的 透过特性 。
1 .5 .2 隔热性能 采用自制的隔热效果测试装置 , 测定所制得的透
明隔热玻璃的隔热效果 , 如图 1 所示 。 当光源照射试样时 , 通过温度计测量木盒内的空
气温度以及热电偶测温仪测量底板的温度 , 可得知试 样的隔热效果 。 照明光源采用 250 W 红外灯和 500 W 碘钨灯 , 红外灯的能量主要集中在红外光区 , 而碘 钨灯的光谱能量分布与太阳光更接近 。
G B1729— 79
G B/ T 6739 —1996
GB/ T 1720 — 79 GB 1768 — 79
GB/ T 1732 — 93 GB/ T 1731 — 93 GB/ T 1733 — 93
GB 1735 — 79
表 3 可见 , 该透明隔热涂料不仅具有优良的隔热 性能 , 而且具有良好的综合性能 。
透射光谱见图 2 。1 # ～ 6# 6 个试样在可见光区均有 较高的透过率(80 %～ 90 %), I TO 用量提高 , 可见光 透过率略有下降 。在波长大于 800 nm 的近红外区透 过率开始下降 , 波长在 1 500 nm 以上的红外光透过 率几乎为零 。
根据 G B/ T 2680 —94 中的计算公式[ 5] 和图 2 中 对透 过 光 谱 的 测 定 , 计 算 图 中 各 试 样 在 380 ～ 1 800 nm波长范围内的可见光透过率和太阳光直接 透过率 , 见表 2 。
检 验 项 目