[发明专利]一种隔热透明聚乙烯醇缩丁醛纳米复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚合物-纳米粒子复合材料领域，涉及一种隔热透明聚乙烯醇缩丁醛（以下简称PVB）纳米复合材料及其制备方法，尤其涉及原位分散一步法合成PVB纳米复合材料及其制备方法，主要应用于建筑、汽车安全玻璃行业。

技术背景

随着国民经济及现代科技的快速发展，节能及环保越来越受到重视。大面积建筑玻璃幕墙和透明顶棚以及汽车安全玻璃均大量使用玻璃，然而普统玻璃虽有良好的透光效果，但在隔热方面却有很大的缺陷，故开发既有优良隔热性能又有高透光率的夹层安全玻璃有着相当大的应用价值。

目前夹层隔热玻璃的结构主要是玻璃/隔热透明薄膜/玻璃，其中隔热作用主要依靠在聚合物中添加能阻隔太阳光中红外线的具有热反射功能的纳米粒子来实现，其优异的隔热性能主要得益于夹层玻璃中聚合物的导热系数比普通玻璃的导热系数要低得多以及纳米粒子对红外线热量的反射隔热作用。中国专利CN1555989A公开了一种具有红外反射性能的汽车挡风玻璃及其制备方法，采用磁控溅射方法，以半导体氧化物为原材料，在PVB薄膜的一面沉积半导体氧化物薄膜，隔热性能良好，可见光透过率在70%左右，但是工艺条件控制复杂，且价格昂贵。中国专利CN1434063A公开了一种热反射涂料的制备方法，采用环氧改性的丙烯酸乳液为成膜物，空心微珠为隔热材料，再添加颜料、填料、助剂等，但该产品的户外耐候性差，并且在红外光区的反射率小，主要集中在50%-80%之间。中国专利CN101845268A公开了一种水性单组分玻璃隔热透明涂料的制备方法，采用聚氨酯树脂为基体，加入金属氧化物、助剂、水按总量比混合、搅拌制成水性单组份玻璃隔热透明涂料，在红外光区有着一定的光反射隔热效果，但是可见光区的透过率在60%左右，透光性能不高。国内外还有部分文献提及到利用共混法来制备隔热材料，利用此方法仍难以很好解决纳米粒子极易团聚的问题，使得纳米粒子在聚合物中分散不均匀，进而影响材料的可见光透过率以及隔热性能。例据文献（乙烯-乙酸乙烯酯共聚物/氧化铟锡隔热透明材料的制备及性能研究，合成材料老化与应用2009，38（3）：12-16）报道，采用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）为基质，添加纳米氧化铟锡（ITO），通过共混法制备EVA/ITO隔热透明材料，当纳米ITO用量为3%时，可见光区的透过率已降至70%左右，透光性能不算理想。

本专利为解决现今玻璃隔热材料存在以上技术不足，提出在合成树脂阶段直接引入经预处理过的纳米粒子，也即原位分散一步法制备PVB纳米复合材料的研究不见报道。采用该原位法合成的PVB纳米复合材料，制成的薄膜具有较高的可见光透过率以及红外反射率，具有更好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于公开一种PVB纳米复合材料的制备方法，即原位分散一步法合成PVB纳米复合材料，由PVB纳米复合材料制备的薄膜具有很高的红外反射效果和良好的可见光透过率，施工简单方便，耐候性能佳，从而达到节能的目的。

本发明采用的技术方案是，一种隔热透明PVB纳米复合材料的制备，其特征在于借助超声波及分散剂将经偶联剂处理后的纳米粒子分散到聚乙烯醇（以下简称PVA）中，在催化剂作用下，与正丁醛进行缩合反应，原位分散一步法制备PVB纳米复合材料，再与适量的抗氧剂、成膜溶剂搅拌混合得到均相溶液，并倒入模具中成膜。

    一种隔热透明聚乙烯醇缩丁醛纳米复合材料，其中原料组成及质量份数如下：

聚乙烯醇：                                              5-15份；

蒸馏水：                                             100-200份；

表面活性剂：                                           0.2-3份；

催化剂：                                              0.55-11份；

正丁醛：                                               2.5-15份；

纳米粒子：                                              0.2-2份；

偶联剂：                                           0.004-0.04份；