[发明专利]PC阳光板专用母料及其应用

说明书

(一)技术领域

本发明涉及了一种PC阳光板专用母料和PC阳光板的制备方法。

(二)背景技术

PC阳光板是一种新型建筑材料，具有透明、质轻、价廉的优点。但其在放进可见光的同时，对红外光即阳光中的主要热源光也放了进来，即其隔热性能较差。

ATO(锑掺杂二氧化锡)是具有特殊光电性能的材料，将纳米ATO均与分散到PC(聚碳酸酯)中，可以让PC阳光板具有良好的透明隔热效果。专利申请CN101421353A将ATO先用高分子分散剂改性得到改性ATO颗粒，再与PC混合，并且还要加上小分子的助剂，挤出得到PC复合材料。虽然使得ATO能够较好的分散于PC中，但此工艺相对复杂，且引入了另一种高分子材料，必将导致与PC树脂的相容性问题，引起界面效应导致透明性下降等。而众所周知纯PC树脂流动性比较差，导致加工比较困难，而且上述方法进行生产依然存在加工难的问题。因此，如何找到一种将ATO既能以纳米分散方式均匀混入PC阳光板中，但又不引入其它聚合物以导致PC阳光板透明性降低，同时可以提高流动性以易于加工的方法，是急需的。

(三)发明内容

本发明要解决的首要技术问题在于提供一种PC阳光板专用母料，该母料具有高加工流动性，适用于制备透明性较高、隔热效果好的PC阳光板。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种PC阳光板专用母料，其制备方法包括以下步骤：

(1)将ATO粉体用质量为ATO质量的0.1～10％的分散剂进行纳米化分散和改性，得到ATO纳米颗粒；所述的分散剂为硅烷偶联剂或硬脂酸；

(2)将ATO纳米颗粒熔融掺混到PC树脂中制成ATO质量分数在1％～50％的PC阳光板专用母料。

本发明所述的ATO粉体，即锑掺杂二氧化锡，呈浅蓝色，可使用市售商品，如向上海沪正纳米有限公司、甘肃文县美迪林纳米材料开发有限公司、山东正元纳米材料工程有限公司等公司购买，也可根据有关文献如[《湖南科技大学学报》2005，20，(3)71]、[《表面技术》2005，34，(4)6]、[《硅酸盐学报》2006，34(4)，417]以及公开专利如CN1317803A、CN101597022、CN101468397、CN101428849等介绍的方法如化学共沉淀法、水热合成法、燃烧合成法等自行制备。本发明使用的ATO粉体中锑掺杂量为1～30mol％，优选8～10mol％。

进一步，本发明步骤(1)中，所述分散剂的加入质量优选为ATO质量的0.5～5％，最优选为1.0％左右。

本发明步骤(1)中所说的纳米化分散和改性是指先利用分散剂对ATO进行纳米改性制得分散较好、稳定的浆液，浆液中ATO粒径在100nm以下。再将ATO浆液蒸干并研磨得到ATO纳米颗粒。

进一步，本发明推荐所述的步骤(1)具体采用如下方法：将硅烷偶联剂和ATO粉体加入水中搅拌得到固含量在15～55％的悬浮液，调节悬浮液pH值至9～11；将所得悬浮液进行球磨处理，得到浆液，迅速调节pH值至6～8；再将浆液蒸干并研磨得到ATO纳米颗粒。

本发明所述的硅烷偶联剂，是指含有易水解的Si-O-R结构的硅烷，如可使用KH550、KH560、KH570等型号的硅烷偶联剂。本发明使用的硅烷偶联剂在水中水解或与颗粒表面发生界面反应的最佳pH值为～4.0。但ATO中通常含有容易解离的Cl离子，致使其悬浮液初始pH值为2～3，“磨开”后降到1～2(均为ATO悬浮液固含量为15～55％时)，故球磨前只有将其pH值调为9～11才能实现球磨过程中pH值维持在4.0左右，从而大大加快界面反应速率，大幅降低球磨分散时间，实现快速、高效、稳定的纳米分散。调节悬浮液和浆液pH值可使用碱液，如常用的氢氧化钠溶液，其浓度推荐为0.5～2mol/L，也可以使用氨水等常用碱液。

更进一步，本发明所述的球磨处理具体为：以锆珠为球磨珠，将所得悬浮液放入球磨机中球磨0.5-7.5小时，然后除去球磨珠，得到浆液。

再进一步，我们发现，在球磨过程中，具有球磨珠越细，ATO粉体的装载量就越大、效率就越高、所得浆液的粒径也就越小的规律，故本发明优选使用具有高比表面的直径0.1～1.5mm锆珠作为球磨珠，从而ATO粉体可装至球磨珠体积1/3至1/2，高于现有球磨工艺中的1/6至1/4。同时，所得浆液的颗粒平均直径也较小，在25～50nm之间。再进一步，本发明中，所用球磨机的转速在180～580rpm之间。

再进一步，优选球磨时间为2.5～7.5小时。