data-full-width-responsive="true"> 1 概述目前在建筑物中, 玻璃用量已达外墙面的45% 以上。在当今提倡建筑等节能形势下, 除做好墙体保护等之外, 玻璃门窗的隔热也是重要一环。同时有两大问题需研究解决: 一是提高玻璃热阻,降低材料的导热系数, 让窗外的热量不易传导到窗内。二是更重要的节能途径应该是阻止太阳光的红外光谱进入窗内, 因为玻璃的红外光的光辐射热大大高于传导热。所以, 既要保持玻璃透明采光,又要隔断红外光是当今节能项目重大课题。玻璃贴膜就是近十年来最新的科技进步, 产品在采光要求较低的场合获得广泛应用。但由于
它尚存一些不足, 比如: 采光率是玻璃的50% 左右, 使用寿命较短, 成本较高, 因此应用领域受到限制。彩色透明纳米玻璃隔热漆产品是最新纳米科技新产品, 它技术含量高, 节能效果明显, 同时又绿色环保。它既能保持玻璃原有的采光特性, 可见光在80% , 又能帮助玻璃隔离80% 以上的红外光能。因此是当今玻璃材料最有效的隔热节能产品之一, 应用领域广, 社会经济效益明显。2 产品的先进性为解决建筑物、汽车等场所的透明隔热问题,国内外进行了广泛的研究和尝试。市场上常见的有镀膜热反射玻璃和各种隔热玻璃贴膜等产品。镀膜热反射玻璃是在玻璃表面镀一层或多层金属或金属化合物的薄膜而制成。它虽然隔热性能良好, 但是可见光透过率低。产生高的可见光反射率, 造成玻璃幕墙光污染, 再加上生产成本高, 性价比不好, 大量使用受到限制。热反射贴膜的另一种产品是氧化铟锡或氧化铟锡与金属的复合膜, 此种薄膜的技术性能有了很大进步。如美国雷朋汽车隔热膜据称其红外区的反射率达到70% ~ 80%, 可见光透过率达到70%。但此类薄膜也有明显缺点, 即价格昂贵。一般汽车玻璃不太会用, 建筑玻璃就更难使用, 使用领域局限。纳米材料的制备及分散研究的进展, 为开发价格适中、性能优良的隔热玻璃涂层提供了一条新的思路。彩色纳米透明玻璃隔热漆就是根据这样的思路研发出来的新产品。2 1 满足玻璃的选择性光谱应用要求。纳米材料的光学性质主要有光谱迁移性、光学吸收性、光学发光性和光学催化性。光谱迁移性就是纳米材料的荧光发射峰发生 或者。由于纳米粒子的量子尺寸效应导致纳米微粒的光谱峰值向短波方向移动的现象, 称为蓝移; 相反, 由于纳米粒子表面与界面效应引起的谱峰值向长波方向移动的现象, 称为红移。研究发现, 纳米Al 2O3 粉体对250nm以下的紫外光具有很强的吸收能力; 纳米TiO2对400nm 以下的紫外光具有较强的吸收能力; 纳米SiO2在400nm 以内的紫外线吸收率高达70% 以上;Fe2O3纳米粉体对600nm 以下的光也有良好的吸收能力。我们研究发现, 具有宽能隙的n- 型半导体材料有与昂贵的车用隔热膜相类似的光学性能, 即在红外光区有低的透过率, 在可见光区有高的透过率, 在紫外区有高的吸收率, 因此是理想的可广泛推广使用、价格合理的透明隔热纳米材料。2 2 纳米材料会形成团聚体。这就是许多纳米材料原生粒径很小, 十几到几十纳米, 而实际表现出来的颗粒较大, 从几百至几千纳米、改性效果不够显著的原因。纳米材料团聚体中各个颗粒之间的作用合力, 往往在30kJ/ mol 以上, 而一般的搅拌设备即使到5000 转/ min 的搅拌速度时, 其剪切力也只能达到10~ 15kJ/ mol, 所以常规的机械分散方法无法使纳米材料真正, 更无法解决纳米材料的分散问题。我们通过化学和高能机械力等多种方法成功解决了纳米在水性体系中的分散问题, 并获得了粒径细、分布窄、储存稳定的纳米浆料。2 3 水性高分子成膜物的研制。项目的水性高分子成膜物的开发是关键, 溶剂型聚氨酯涂料尽管具有很多优异的特性, 但其含有有毒溶剂, 危害健康、污染环境, 所以, 世界先进国家已逐步取消对溶剂型涂料的认证, 被世界先进国家标准涂料之一的水性聚氨酯涂料取而代之。水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯树脂为基料并以水为分散介质的一类涂料, 具有不燃、无毒、无环境污染、无火灾隐患等优点。水性聚氨酯树脂主要有三类, 即单组分聚氨酯、双组分聚氨酯和改性聚氨酯。我们针对这三类的特点进行开发, 成功合成出双组份改性水性聚氨酯成膜物, 它的硬度、表面光泽度、透明性、流平性和耐水性都得到很大提高。2 4 施工工艺的研究。玻璃是透明而又平整的, 容不得细小直观的瘕疵, 因此施工工艺和机具的开发也是非常重要的课题。通过研究和实践, 已经有了一套比较成熟的适合现有建筑玻璃涂装的手工施工工艺和玻璃制造厂玻璃生产线上的机械化涂装工艺。2 5 生产技术的研发。已经比较成熟的将实验室产品放大到工厂化生产, 现在生产出的批量产品质量指标、施工工艺指标稳定, 批量应用检测结果一致, 效果理想。3 产品特点及技术性能我们所研发的产品, 符合国家高新技术政策和环保政策, 为水性无毒的高分子基料, 加入多种纳米材料加工成的一种高效节能玻璃隔热漆, 并引入色彩, 较好的解决了色浆分散和与整个体系共融问题。产品主要涂敷于玻璃表面, 干燥成膜后产生了特有性能, 既保证玻璃原有的采光又能将红外光谱隔离, 使玻璃涂敷前后温度相差4~ 5度 。产品特点及技术性能:( 1) 水性、环保、无毒( VOC 含量低于国标) , 依据GB18582- 2001 标准。( 2) 附着力( 0 级) , 依据GB/ T9286- 1998 标准。( 3) 表面硬度( 2 H 铅笔硬度) , 依据GB/T6739- 1996 标准。( 4) 耐洗擦性( 5000 次) , 依据GB/ T9266-1988 标准。( 5) 耐水性( 7d 无变化) , 依据GB/T1733- 1993标准。( 6) 可见光透过率( 70% ~ 80%) , 依据JY/T022- 1996 紫外/ 红外/ 近红外光谱方法通则, 使用VARIAN Cary- 5000 紫外/红外/ 近红外光谱仪。( 7) 红外光隔离率( 80% ) , 依据JY/ T022-1996 紫外/ 红外/ 近红外光谱方法通则, 使用VARIAN Cary- 5000 紫外/ 红外/ 近红外光谱仪。( 8) 耐候性( 500W 紫外汞灯, 距试板25cm,200h 后测试) , 依据GB/ T9286- 1998 ( 附着力1级) , 依据GB/ T1766- 1995 ( 粉化0 级、失光1 级、变色0 级、起泡0 级、脱落0 级) 。( 9) 玻璃表面涂刷一层隔热漆, 隔离红外光热量6~ 7度 , 使用隔热膜温度测试仪。( 10) 有很好的流平性, 便于施工。( 11) 可涂刷和喷涂, 特殊场合也可像传统工艺一样以底漆面漆各涂刷一遍。( 12) 百分之百的纳米产品, 很好解决了纳米分散、应用的高技术难度。( 13) 彻底解决了水性高分子产品难于施工的问题, 克服了溶剂性产品所存在的种种缺点, 解决了玻璃附着力和膜表面硬度的难题。( 14) 研制了一套专门施工水性漆的成熟技术,很好解决了水性漆刷痕重的问题。( 15) 使无机硅酸盐玻璃具备了原生无法达到的防辐射和隔热功能。4 施工方法及注意事项4 1 施工前必须用专用清洁剂及工具彻底清洁窗玻璃。4 2 将隔热主漆与专用稀释剂、固化剂按规定比例混合, 搅拌均匀后静置15min 后施用。4 3 将隔热漆倒入涂装槽中, 使用专用涂敷器均匀沾取槽中隔热漆, 将其均匀涂敷在已经处理过的玻璃表面。4 4 两组份混合后的隔热漆, 夏季应该在24h 内用完, 冬季在48h 内用完, 不然会逐渐变粘失效。4 5 该隔热漆为双组份常温固化型, 1h 表干, 24h实干。4 6 对于涂敷后的玻璃, 24h 内不要擦洗, 以免涂层遭到破坏。4 7 1kg 隔热漆可涂敷30~ 40m2 玻璃。5 产品经济效益和社会效益5 1 产品经济效益目前市场行情, 国外进口溶剂性玻璃隔热涂料售价300 万元/ t。国内水性玻璃隔热涂料, 售价100多万元/ t。本项目产品售价80 万元/ t。生产成本原辅材料、包装总计40 万元/ t。一个年产100t 的企业, 年产值可达8000 万元, 利润4000 万元。5 2 产品社会效益产品符合国家节能环保的要求, 推广应用后对建筑、交通等领域的能源消耗会有极大降低, 对节约资源、减少能源生产中的污染有极大的社会贡献。6 结语我们研究开发并投入工业化生产的彩色纳米透明玻璃隔热漆, 在国内同类产品中技术水平领先, 完全拥有自主知识产权, 属百分之百的纳米级产品, 且完全符合国家有关高新节能、环保的产品政策, 是目前在建筑、交通等多领域可以广泛推广应用的最佳环保节能产品。
