水性纳米隔热涂料的研制

data-full-width-responsive="true"> 0 前言玻璃耗能在整个建筑能耗中占的比例较大, 如何堵住这个漏洞, 是人们一直在研究的课题。为此有Low - E 玻璃、真空玻璃、贴膜玻璃、吸热玻璃等节能玻璃问世, 其中涂膜玻璃是近几年才兴起的, 是在玻璃表面通过一定的工艺涂上一层透明隔热涂料, 在满足室内采光需要的同时(即有着较高的可见光透过率) , 又使玻璃具有一定的隔热功能。太阳光的能量主要集中在可见光区和近红外区。此种玻璃涂料主要通过阻隔近红外区较多的热量来达到隔热目的。日本、韩国[ 1 ] , 特别是日本在透明隔热涂料方面已经申请了较多专利[ 2- 5 ] 。国内近几年也在进行透明隔热涂料的研制和开发[ 6] , 本实验室基于建筑玻璃节能性能改善的重要指标, 曾独立配制成功了类似涂料,其遮阳系数达到0 67, 可见光透过率为63 1% [ 7] , 本文对此进一步改进。其中的纳米隔热浆料是制备透明玻璃隔热涂料的关键。国外纳米粉体及纳米隔热浆料(如美国的N anophase)价格昂贵, 不利于降低成本及推广, 本试验采用国产原料独立成功研发出纳米隔热浆料, 有利于推动隔热涂料的进一步应用。1 试验1 1 纳米浆料的制备将ATO 粉加到去离子水中, 用磁力搅拌器进行搅拌, 搅拌过程中加入一定的分散剂、消泡剂等助剂, 然后用球磨机再进行分散, 分散过程中再加入, 然后得到稳定的纳米ATO 浆料(固含量在10~ 30% 范围内可调) , 然后用粒度分析仪分析纳米浆料中颗粒的粒径分布。分散良好的浆料其中的颗粒能在浆料中稳定存在, 处于一种准稳定状态, 颗粒在体系中均匀分布, 往往能够存放几个月, 而分散不好的浆料, 其中的颗粒很容易相互碰撞聚团而沉降, 通常几小时或者几天就会沉降。图1为未分散好的和分散好的ATO 浆料的对比示意图。1 2 隔热涂料的合成透明隔热涂料是将隔热剂加入到水性聚氨酯中,通过高速搅拌机或超声波发生器将隔热剂和透明树脂混合均匀, 并加入适量稳定剂、流平剂等助剂, 使透明隔热涂料能够稳定储存。通过刷涂或者喷涂等工艺手段将透明隔热涂料涂于干净玻璃表面, 涂料利用其自身的流平性在玻璃表面均匀流平。涂料在室温下干燥成膜, 无需烘干。硬化后, 再用紫外光- 可见光- 红外分光光度计对所制得的涂膜样品进行透射率的测试, 根据测得的数据计算出涂膜玻璃对应的遮阳系数。1 3 试验流程图图2是试验的整个流程图。2 测试结果及分析2 1 纳米浆料的粒度分析用马尔文纳米粒度分析仪(型号: ZS Nano S) 对配制的纳米浆料进行测试, 测得的平均粒径为97nm。图3为浆料的粒径分布随光强度的变化曲线图, 从图中可以看出有两个峰, 第一个峰大约在10~ 30nm 的范围内, 第二个峰大约在30~ 300nm 的范围内。分散过程中产生了一些特别细的颗粒(第一个峰4 7% ),大部分在第二个峰处( 95 3% )。图4为浆料粒径分布随粒子数的变化曲线图, 从图中可以看出绝大部分的纳米粒子在100nm 以下, 其中数量最多的是17nm左右的, 占到了约30%。