[发明专利]一种球形隔热纳米材料的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明是涉及一种球形隔热纳米材料的制备方法，以及这种球形隔热纳米材料在制备隔热透明导电薄膜上的应用。

背景技术

当前，节能和新能源探索已经成为世界的重要课题。

在高层建筑、透明顶棚、汽车、陈列等要求良好采光的场合,所使用的玻璃对可见光的透过性有较高的要求。由于普通玻璃对太阳光谱的透过选择性不高,因而在可见光透过时,位于红外光区的热量也会随之大量透过玻璃,导致室内温度升高,这使得空调等的负担大大加重,从而造成能源的浪费。

为了节约能源,人们发明了热反射玻璃、中空玻璃、热反射玻璃薄膜,这些都是为了阻隔太阳光中多余的热辐射而达到降温的目的。目前市场所用的产品有的隔热效果不佳，有的可见光透光率较低，有的则需要昂贵的设备，工艺条件的控制也很复杂，不利于向市场大面积推广，市场急需性价比高的隔热透明产品来解决这一问题。因此寻找一种兼有良好的隔热透明效果,并且成本在市场可承受范围内的材料,不仅具有重要的理论意义,而且具有广阔的应用价值和市场前景。纳米材料由于具有宏观尺寸物体所没有的性质，能为新型材料的研制带来意想不到的效果而成为研究的热点。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术所存在的缺陷，一是提供一种化学性质稳定、易长期保存、隔热性能稳定的球形隔热纳米材料，二是提供一种工艺简单、成本低廉、节能环保及适合工业化生产的该材料的制备方法，三是提供一种隔热透明导电薄膜的应用。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

其是以四氯化锡为基质，掺杂锑元素，用共沉淀方法加入适量的形貌控制剂制得的一种热反射球形纳米材料ATO。所述的球形隔热纳米材料的制备方法，具体步骤如下：

1)称取0.2-0.5g SnCl₄，溶解于去离子水；

2)在室温下搅拌10min，得浅蓝色透明溶液A；

3)称取适量SnCl₄和SbCl₃，使Sb：Sn元素的物质的量比为5～50：95～50，将二者溶于适量2～10mol/L的酸性溶液，得到无色透明溶液B；

4)将碱液稀释至1:1～1:3（1体积氨水中添加1体积到3体积的水）待用，得溶液C；

5)在40～70℃下，采用双滴法，边搅拌边将溶液B与C缓慢匀速滴入溶液A中，使掺杂元素锑浓度为0.005～0.5mol/L，控制溶液的pH小于3；

6）滴加完毕后，反应1～5h，制得浅黄色胶体溶液；

7）离心、洗涤，将得到的浅黄色胶状沉淀于60～120℃干燥4～6小时，将冷却后的前驱体置于玛瑙研钵中研磨10～30分钟；

8)在600～1200℃煅烧1～3h，然后研磨10～30分钟，即得最终产品球形隔热纳米材料。

所述酸溶液为盐酸溶液。所述碱溶液为氨水溶液。

步骤8）中，优选的煅烧温度为600℃，700℃，800℃。

步骤5)中，可同时加入适量的形貌控制剂。所述的形貌控制剂的加入量为锡锑混合盐总质量的0.1～1.0%。所述形貌控制剂为十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇1000（PEG1000）、聚乙二醇2000（PEG2000）、聚乙二醇6000（PEG6000）和聚丙烯酸(PAA)中的一种。

本发明所述的隔热透明导电薄膜是以球形隔热纳米材料ATO为基质，以聚氨酯、丙烯酸树脂、环氧树脂等为成膜剂，以普通玻璃为基片制备的一种高效隔热透明导电薄膜。

上述球形隔热纳米材料制备隔热透明导电薄膜的方法，其具体操作步骤如下：

a)称取适量所制备的热反射球形纳米材料，研磨均匀后,分散到适量水中，同时强烈搅拌，配制成水浆液；

b)将150mm×150mm×2mm的普通玻璃板擦洗干净后烘干，待用；

c)称取树脂成膜剂加入到步骤a)的水浆液中，使其固含量为5%-20%，调节pH至6～10，室温下强烈搅拌；

d)采用刷涂、喷涂、浸涂等方法将所制浆料在玻璃基板或透明树脂上均匀成膜，即得到隔热透明导电薄膜。

所述的树脂成膜剂为丙烯酸树脂、聚氨酯和环氧树脂中的一种或几种。

使用本发明的球形隔热纳米材料配制的材料，可以作为建筑物玻璃的表面隔热涂层、透明容器的隔热涂层、汽车窗玻璃等的隔热涂层。