氧化錫銻透明隔熱涂層材料的制備研究.pdf

1、建筑節(jié)能的發(fā)展要求建筑玻璃具有很好的透光性，同時能夠阻擋太陽光的紅外輻射。目前，常見的鍍膜玻璃、貼膜玻璃、中空玻璃等節(jié)能玻璃具有一定的隔熱效果，但可見光區(qū)的透過率普遍偏低，影響建筑采光。因此，有必要研究一種隔熱效果及透光性俱佳的透明隔熱涂料。銻摻雜氧化錫(ATO)涂層是一種透光性和隔熱性能較好的透明隔熱涂層材料，其ATO納米粉體填料是關(guān)鍵，然而由于ATO納米粉體比表面積大，表面活性高，顆粒之間極易發(fā)生團(tuán)聚，必須先對其進(jìn)行分散改性才能用于

2、透明隔熱涂料的制備。
　　本論文首先采用水熱法制備了晶粒細(xì)小的ATO納米粉體，對ATO納米粉體進(jìn)行表面改性制備了ATO分散性好的隔熱漿料;再以該ATO分散漿料為隔熱填料，與水性聚氨酯涂料基底進(jìn)行復(fù)合制備了水性透明隔熱涂料，經(jīng)旋涂后制備出光學(xué)性能良好的透明隔熱涂層，為節(jié)能玻璃的制備提供了一種新的途徑。主要研究成果如下:
　?。ㄒ唬〢TO納米粉體的制備與結(jié)構(gòu)表征
　　以含錫、銻的無機(jī)鹽SnCh·5H2O、SbCl3為原料，

3、采用水熱法制得ATO納米粉體，考察了銻摻雜量、水熱溫度、水熱時間對ATO納米粉體結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明:在180℃的溫度下水熱反應(yīng)16h后，Sb元素全部固溶進(jìn)SnO2的晶格，且Sb在納米粉體的分布比較均勻，ATO納米粉體粒徑在10nm左右。隨著銻摻雜量的增加，納米粉體的粒徑逐漸減小，晶面間距先變小后變大，當(dāng)摻雜量為10at.％時，晶面間距最小。隨著水熱溫度的升高，所得粉體由無定形向晶形轉(zhuǎn)變，粉體的結(jié)晶性變好。隨著水熱時間的延長，粉體的粒徑

4、逐漸變大，晶面間距先減小后增大，當(dāng)反應(yīng)時間為16h時，晶面間距最小。
　　（二）ATO納米粉體的改性與水性隔熱漿料的制備
　　以乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)為表面改性劑，對ATO納米粉體進(jìn)行表面改性并制得水性ATO隔熱漿料，研究了改性前后納米ATO漿料的分散穩(wěn)定性及其表面改性機(jī)理，探討了VTES用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間對表面接枝改性的影響。結(jié)果表明:經(jīng)VTES表面改性后，ATO漿料的分散性及穩(wěn)定性明顯改善，漿料中ATO粒子

5、的平均粒徑由改性前的221.0nm降至121.1nm，靜置24 h后液面相對高度仍達(dá)96.3％。制成透明隔熱涂料后，涂膜試樣在可見光區(qū)的透光性和紅外光區(qū)的屏蔽能力均明顯提高。當(dāng)VTES用量為0.4ml，反應(yīng)溫度為30℃，反應(yīng)時間為2h時，ATO粉體表面接枝的VTES接枝率最大。
　?。ㄈ〢TO透明隔熱涂層材料的制備與表征
　　以水性ATO隔熱漿料和水性聚氨酯為主要原料，采用共混法制備了水性透明隔熱涂料，經(jīng)旋涂制膜，考察了旋

6、涂轉(zhuǎn)速、ATO漿料含量、涂膜層數(shù)對涂膜光學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明:制備的ATO水性透明隔熱涂料的成膜性較好，所得涂層與玻璃基板之間附著力較強(qiáng)，表面比較致密、均勻，ATO納米顆粒在聚氨酯涂層內(nèi)部的分散性較好。當(dāng)涂料中ATO漿料含量為25vol.％時，所得涂層的可見光透明度最佳，達(dá)84.7％。隨著旋涂層數(shù)的增加，涂層的厚度逐漸增大，單層涂膜的平均厚度約為1.01μm，同時涂層在紫外、可見、紅外光區(qū)的透過率均逐漸下降，其中紅外光區(qū)下降幅度最