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随着社会对节能和环保问题日益关注,对玻璃的透明隔热性能也提出了越来越高的要求。由于普通玻璃对红外线的隔绝不够而带来了巨大的能量损失,而现有的隔热玻璃普遍存在性能或成本的缺陷。纳米氧化锡锑具有优异的可见光透过性并能有效阻隔红外线,是一种理想的透明隔热材料。将纳米氧化锡锑加入到涂料中制成透明隔热涂料,然后涂覆于玻璃表面,可有效解决玻璃的透明隔热问题,该方法工艺简单、成本低,具有极高的应用价值和广阔的市场前景。本文主要做了以下三个方面的研究工作。
1、研究了制备工艺对ATO粉体粒径分布及粉体导电率的影响,分别采用XRD、TEM分析了粉体晶相结构和微观形貌。结果表明,当采用分散剂PEG400反应温度控制在70℃滴定终点pH值为3,煅烧温度为600℃,Sb<,2>O<,3>/SnO<,2>(wt/wt)掺杂比为2/10时,制备的ATO粉体粒径最小,分布最均匀,粉体电阻率最小。经XRD分析表明样品为四方晶相的金红石结构,TEM照片显示一次基本粒子近似球形,粒径在30nm左右且分布较为均匀。
2、研究了纳米氧化锡锑在水性体系中的分散性能,考察了分散剂种类与用量、粒子表面电位、分散介质、分散工艺参数及分散手段等对纳米氧化锡锑分散稳定性的影响。结果表明,聚羧酸阴离子电解质OROTANl 124分散效果最好,最佳用量为2%。体系中加入50%左右体积比的乙醇可明显提高分散稳定性。阳离子分散剂CTAB使粒子的等电点向碱性方向移动,阴离子分散剂使粒子的等电点向酸性方向移动,非离子分散剂PEG2000对粒子的等电点影响不大。超声分散的分散效果优于球磨和高速分散,高速分散后进行超声分散的分散效果比单独超声分散有所提高。用上述最佳配方和分散工艺得到的纳米氧化锡锑分散体系的平均粒径在30nm左右。
3、研究了纳米氧化锡锑透明隔热涂料的制备工艺、涂膜的力学性能、光学性能、隔热效果及其微观结构。通过改变PVC使涂膜具有优良的硬度、附着力和耐水耐热性能。考察了PVC对透明隔热涂层可见光透明性和隔热性的影响,涂层的可见光透明性随着PVC的增加而降低,隔热性随着PVC的增加而增加。涂层在可见光区的透过率可达到85%以上,照射200min后隔热箱内基本达到升温平衡。空白玻璃与样品最高温差可达到15℃。掺杂比Sb<,2>O<,3>/SnO<,2>(wt/wt)为2/10时,隔热效果最好。纳米SiO<,2>、ZnO对涂层抗老化性有着明显的提高,但对可见光透明性有所降低,纳米SiO<,2>对涂层硬度提高明显,而纳米ZnO对涂层隔热性能提高不明显。经扫描电镜对不同PVC涂层观察发现,涂层力学性能在PVC为0.0377时发生突变,可以得出该涂料的CPVC在0.0377左右。