[发明专利]一种NiO掺杂AZO玻璃隔热涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及隔热涂料技术领域，具体涉及一种NiO掺杂AZO玻璃隔热涂料及其制备方法。

背景技术

隔热涂料是一种新型的功能性涂料，它能有效阻止热传导、降低涂层表面和内部环境的温度，从而达到改善工作环境，降低能耗的目的。国内外已有大量研究表明半导体材料与涂膜的隔热效果有着密切联系。当光源照射在样板表面时，热辐射的一部分被载流子吸收，另一部分由于入射光频率低于等离子体振荡所固有的频率而被等离子体反射，也就是说由于自由载流子及等离子体的存在，半导体材料对入射光呈现出吸收和反射的作用。

氧化锌是一种直接带隙宽禁带半导体材料，具有六角纤锌矿晶体结构，一维和准一维的氧化锌纳米材料对紫外激光器、太阳能电池、液晶显示器等领域的广阔应用前景，已引起广大科学研究者的浓厚兴趣。未掺杂的氧化锌由于本身存在间隙锌原子和氧空穴等缺陷，使其呈现n型导电性，已有研究通过镓掺杂氧化锌(ZGO)，铝掺杂氧化锌(AZO)，铝、氮共掺杂氧化锌，锂、氮共掺杂氧化锌，来实现对氧化锌中自由载流子浓度的控制，使其对可见光区域和红外光区域产生较强的吸收和反射作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种NiO掺杂AZO玻璃隔热涂料及其制备方法，该涂料具有很高的红外屏蔽效果，更有效阻止太阳光红外热辐射，降低表面涂层和内部环境温度，可广泛应用于汽车、火车、飞机的挡风玻璃、建筑物玻璃等。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种NiO掺杂AZO玻璃隔热涂料，所述涂料组成按质量百分比包括：

NiO掺杂AZO纳米粉体10～15％、二氧化钛包覆中空微珠隔热填料10～20％、成膜物质40～60％、钛白粉2～10％、增稠剂0.3～0.8％、消泡剂0.5～1％、成膜助剂1～6％、分散剂0.8～1％、流平剂3％、附着力促进剂0.5～5％、pH调节剂0.05～2％、多功能助剂1.3～2％、余量去离子水。

所述NiO掺杂AZO纳米粉体的制备方法，选用聚合热解法、溶胶凝胶法、喷雾热解法、化学气相沉积法、水热法、均相沉淀法中的一种方法制备。

所述铝掺杂氧化锌(AZO)中铝掺杂量按摩尔百分比计为1～6％，NiO掺杂AZO中NiO掺杂量按摩尔百分比计为0.5～2％。

所述NiO掺杂AZO纳米粉体的制备方法，利用溶胶凝胶法制备，包括如下步骤：

将锌盐溶于溶剂丙二醇甲醚，加入与锌盐相同摩尔的稳定剂二乙醇胺，制成无色透明溶液，在60℃水浴中搅拌1小时，冷却至室温后，加入一定量无机铝盐，继续在60℃下搅拌，形成铝掺杂氧化锌(AZO)前驱体溶胶，反应1小时后，在AZO前驱体溶胶中加入一定量镍盐，室温搅拌12小时，形成浅绿色透明溶胶，将此溶胶放入100℃真空烘箱中烘干24小时，形成浅绿色透明粘稠状凝胶，最后将此凝胶在600℃下煅烧2小时，即制得NiO掺杂AZO纳米粉体。

所述NiO掺杂AZO纳米粉体的制备方法，其中锌盐选用二水合醋酸锌、六水合硝酸锌、硫酸锌、氯化锌中的一种；所述无机铝盐选用九水合硝酸铝、硫酸铝、醋酸铝、六水合氯化铝中的一种；所述镍盐选用六水合氯化镍、六水合硝酸镍、四水合乙酸镍中的一种；所述溶剂选用乙二醇甲醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚中的一种；所述稳定剂选用乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种。

所述二氧化钛包覆中空微珠隔热填料，经特殊工艺制成，薄壁、封闭、具有中空结构的微小球体，球体内包裹一定量的气体，具有低导热率、低密度、电绝缘强度高、热稳定性好、隔热、隔音的特点，具体选用中空玻璃微珠、中空陶瓷微珠、空心塑料微珠、聚合物中空微珠中的一种或几种。

所述中空玻璃微珠粒径为10～100μm，导热系数为0.036～0.054W/m.K，容重为60～200kg/m³；所述中空陶瓷微珠粒径为6～35μm，导热系数为0.07W/m.K，容重为150～250kg/m³；所述中空塑料微珠粒径为0.2～45μm，导热系数为0.017～0.019W/m.K，容重为30～75kg/m³；所述聚合物中空微珠的粒径为0.1～2μm，导热系数为0.02W/m.K，容重为20～60kg/m³。

所述二氧化钛包覆中空微珠隔热填料的制备方法，利用非均相沉淀法制备，包括如下步骤：