纳米ATO透明隔热涂料的制备及性能研究

摘要

随着低碳经济成为全球的热点，节能材料日益受到人们的青睐。建筑节能中，玻璃的透光和隔热是一个非常关键的问题，在大面积使用外窗及透明顶棚的建筑物、汽车窗口等场合，太阳光的热辐射会导致空调能耗的增大，造成很大的能源浪费。随着社会对节能与环保要求的不断重视，可以在不同场所使用的隔热玻璃成为人们的普遍需求，而现有的隔热玻璃存在性能不完善、工艺复杂或者成本高的弊端。
　　纳米氧化锡锑（ATO）具有良好的可见光透过性和红外阻隔性，是一种理想的隔热材料。将纳米氧化锡锑加入到涂料中制成透明隔热涂料的方法可有效解决玻璃的隔热问题，与同类产品相比，具有工艺简单、成本低廉的优点，具有极高的应用价值和广阔的市场前景。
　　本文首先制备了分散稳定的ATO/H2O纳米流体。研究了pH值、分散剂种类及用量、不同分散方法对纳米分散体系稳定性的影响。结果表明:纳米氧化锡锑在水中的等电点在pH=3.3处，体系偏碱性时分散稳定性有显著提高;分散体系的最佳分散剂为P30，用量为ATO粉体质量的1.5％左右;最佳分散方法为超声10min+球磨15h。
　　本文用ATO纳米流体和高分子成膜物相混合，添加一定量增稠剂及其它助剂，制得了性能良好的透明隔热涂料。探讨了成膜物的种类、纳米ATO的加入量、涂膜厚度及固化工艺等对涂膜力学性能、光学性能及隔热性能的影响。结果表明:水性聚氨酯为最佳的成膜物;ATO固含量为9％的涂料，涂层厚度为40μm时整体的可见光透过率维持在70％左右，在近红外区(900～2500nm)透光率能降到45％左右，涂层具有明显的光谱选择性;80℃烘干3h为最优固化制度，此时涂层铅笔硬度为2H，附着力为1级;通过自制的隔热效果测试装置对该透明隔热涂料进行了测试，结果表明该涂料具有良好的隔热效果。可见，将纳米ATO应用于涂料中制备出纳米复合涂料，可以解决“透光与隔热”这一矛盾性问题，而且不需要昂贵的大型设备投资，制备及施工工艺简便易行，可以有效降低生产成本，有利于向市场推广，具有极高的应用价值。

目录

摘要

第一章 文献综述

1．1 引言

1．2 纳米复合涂料概述

1．3 纳米流体的分散稳定

1．3．1 纳米流体的概述

1．3．2 纳米流体团聚的原因

1．3．3 纳米流体的分散稳定机理

1．3．4 纳米流体的分散稳定方法

1．4 透明隔热半导体材料概述

1．4．1 氧化锡锑

1．4．2 氧化铟锡

1．4．3 氢化铝锌

1．5 ATO透明隔热涂料的隔热机理

1．6 透明隔热涂料的研究现状与进展

1．7 本文选题背景和研究内容

参考文献

第二章 ATO／H2O纳米流体的制备及稳定性研究

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂

2．2．2 实验仪器

2．2．3 实验步骤

2．3 结果与讨论

2．3．1 pH值对纳米流体稳定性的影响

2．3．2 分散剂种类及用量对纳米流体稳定性的影响

2．3．3 分散方法对ATO纳米流体稳定性的影响

2．3．4 制得的ATO纳米流体的表征

2．4 小结

参考文献

第三章 透明隔热涂料的制备及性能研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂

3．2．2 实验仪器

3．2．3 实验步骤

3．2．4 透明隔热涂层性能的表征方法

3．5 结果与讨论

3．5．1 不同成膜物对涂膜性能的影响

3．5．2 ATO固含量对涂膜性能的影响

3．5．3 不同固化条件对涂膜性能的影响

3．5．4 涂层厚度对光学性能的影响

3．5．5 透明隔热纳米复合涂层基本性能

3．5．6 涂层微观结构表征

3．5．7 涂层隔热性能测试

3．6 小结

参考文献

结论

致谢

攻读硕士研究生期间已发表及待发表的相关论文

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