[发明专利]一种纳米透明隔热涂层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种透明隔热涂层及其制备方法。本发明的涂层主要应用于汽车前档玻璃、建筑玻璃等透明载体表面。

技术背景

随着国民经济和现代科学技术的发展，社会对节能和环保问题的关注越来越多。普通玻璃透光性良好，但是对红外线和紫外线的反射或吸收却不够。在太阳光的总能量中红外光区的能量占50％，可见光区的能量占45％，紫外光区的能量占5％，数据显示，红外光区的能量占了一半，若能对这部分的能量有效地阻隔，则可大大降低建筑物或汽车的制冷费用，从而达到节能环保的目的。

以往人们为了节约能源，大都使用金属镀膜热反射玻璃和各种热反射贴膜等产品，而这些产品有的隔热效果不佳，有的可见光透过率低，工艺条件复杂，不利于向市场大面积推广。因此市场急需一种既能有效屏蔽红外光又能使可见光透过的涂层来解决这些问题。

众所周知，纳米半导体合金粉体对太阳光谱具有理想的选择性，即在可见光区透过率高，而对红外光具有较好的屏蔽性能，将这种纳米半导体合金粉体分散后加入到树脂溶液中，即可制得纳米透明隔热涂层。

当前常用的纳米粉体主要有氧化铟锡(ITO)、氧化锡锑(ATO)、氧化锌铝(ZAO)等薄膜。应用较多的是氧化铟锡薄膜，其技术已经十分成熟，然而，由于铟是稀有金属，且ITO透明导电薄膜的制备工艺复杂、成本高、有毒、热稳定性差等缺点，从而限制了其进一步的推广和应用。近年来ZAO薄膜具有与ITO薄膜相比拟的光电学特性，而且价格低廉、无毒和稳定性高等优势，使ZAO作为ITO一种替代材料显示出极其广阔的应用前景。

纳米氧化锌结合了纳米材料和半导体氧化物的优越性能，而经过铝掺杂后的氧化锌其导电性能比纯氧化锌有了很大提高，可见光波段的透光性也有了很大的改善。

发明内容

本发明所要解决上述技术问题在于，提供一种高红外阻隔率、价格低廉、施工简便、透光性好、隔热效果显著的纳米透明隔热涂层。

本发明的另一要解决的技术问题在于提供上述纳米透明隔热涂层的制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

纳米透明隔热涂层采用以下的组分及其配比，其中各组分的用量以重量表示：

组份                含量

透明成膜物质        40-50份；

纳米粉体浆料        30-40份；

助剂                3-10份；

所述的纳米粉体浆料由以下方法制备而成，按以下比例称取原料：

组份                含量

分散剂              0.05-1份；

纳米粉体            0.4-0.8份；

去离子水            20-40份；

所述的纳米粉体为纳米氧化锌铝ZAO；

所述的透明成膜物质为苯丙乳液、硅丙乳液或水性聚氨酯；

所述助剂包括增稠剂、成膜助剂、流平剂、固化剂和附着力促进剂；

所述增稠剂为改性聚氨酯和甲基羟乙基纤维素；

所述固化剂为：改性胺类聚合物；

所述成膜助剂为乙二醇单丁醚和二丙二醇丁醚；

所述流平剂为；有机氟水性流平剂、聚醚改性聚有机硅氧烷水性流平剂或UH420聚氨酯流平剂；

所述附着力促进剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；

所述分散剂为聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠和十二烷基苯磺酸钠；其中聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠和十二烷基苯磺酸钠的质量比为1∶1∶0.5。

所述的纳米氧化锌铝粉体通过如下步骤制备：

(1)将硝酸锌和硝酸铝分别配置成浓度为1mol/L-1.5mol/L的硝酸锌溶液和0.02mol/L-0.1mol/L的硝酸铝溶液；

(2)将体积比为1∶2的硝酸锌溶液和硝酸铝溶液混合置于50-80℃的恒温水浴中，在400-700r/min的转速下以0.3-0.5g/min的速度滴加质量浓度30％-50％的氨水至pH值7-8；

(3)继续搅拌30-60min，保温静置老化1-2h；

(4)将步骤(3)所得沉淀真空抽滤，并用去离子水洗涤4-5次，得前驱体沉淀；

(5)将前驱体沉淀置于80-100℃恒温干燥1-2h；

(6)将步骤(5)前驱体沉淀在500-800℃煅烧2-4h，研磨即得纳米氧化锌铝粉体。

所述的纳米粉体浆料通过如下方法制备：