關鍵詞：摻雜二氧化錫；透明樹脂；絕熱涂料

    0前言

    人類積極開發太陽能，以節約有限的資源。但太陽的強烈輻射所產生的熱量也給人們的生活帶來諸多不便，在發達國家中，冷氣機組、空調設備和電風扇等降溫設備所用的能量，占全年總能耗的20%以上；在中國，這些設備消耗的能量則高達41%左右，而且每年都有遞增的趨勢。造成這些能源過高的損耗，與建筑物采取的隔熱保溫措施有著很大的關系。玻璃門窗是建筑物的重要組成部分，其透過的熱量占整個建筑結構熱量的40％以上。由此可見，玻璃材料的透光系數、太陽熱直射透射率和反射阻隔率等指標對建筑的室內熱環境和空調制冷能耗影響很大，夏季透過窗戶進入室內的太陽熱構成了空調負荷的主要因素。

    以無機醇溶透明樹脂為成膜物，將其與分散良好的納米導電氧化物（TCO）相混合，研制而成無機透明絕熱涂料。應用于玻璃、塑料、金屬、瓷磚、水泥等表面，以屏蔽阻隔紅外熱輻射，有著顯著的隔熱效果，并且具有防靜電、防眩光、防輻射等功能。同時，這種涂料還能阻擋室內熱能通過玻璃、鋁材傳導外泄，以保證冬季室內能量的損耗。本產品的研制推出，可以取代價格昂貴的進口隔熱貼膜，有著良好的市場開發前景。

    1實驗部分

    1.1主要原料

    （1）無機醇溶透明樹脂，無水乙醇等為市售工業品。

    （2）導電氧化物TCO粉，云南晶格納米材料有限公司供應。

    （3）分散劑110，消泡劑052，增稠劑410，BYK公司產品。

    1.2主要儀器設備

    EFJ-400砂磨攪拌分散機，線棒涂布器TB-50，激光粒度分布儀BT-9300H，光譜光度計UA7680，隔熱效果測試裝置（自制）。

    1.3透明絕熱涂料的配制

    1.3.1納米導電氧化物TCO粉體漿料的制備

    分散劑110∶消泡劑052∶無水乙醇∶TCO粉=1.5∶0.5∶84∶14（質量）。將原料按配比混合后，用EFJ-400砂磨攪拌分散機高速分散砂磨6~8h，調節pH值為7.5，zui終用BT-9300H激光粒度分布儀測得粒度D50=122±10，制得固含量為14％的納米TCO粉體漿料。

    1.3.2絕熱涂料的制備

    TCO漿料∶無機透明樹脂∶增稠劑410=40∶60∶0.5（質量比）。將原料按配比混合后，用攪拌分散機攪拌1.5h，產品呈淺藍色液體。

    1.4透明隔熱涂膜的制備

    取涂料樣品適量，用50μm線棒涂布器涂覆于18cm×13cm平板玻璃和普通載玻片上，自然固化或放置于烘箱中于150℃下烘烤15min，待用。取相同規格的空白平板玻璃，留作比較之用。

    2性能測試

    2.1涂膜基本性能

    用50μm線棒涂布器涂覆涂膜，依據國家相關測定方法進行性能測試，結果見表1。

    表1涂膜基本性能測試結果

表1涂膜基本性能測試結果

   2.2涂膜光譜性能

    在光譜光度計上測試可見光和近紅外（400~2500nm）范圍內的透射光譜，與空白玻璃作比較，結果見表2。

    表2涂膜在可見光區和近紅外區的透過比

表2涂膜在可見光區和近紅外區的透過比

    2.3涂膜隔熱性能

    將涂有50μm厚涂膜的18cm×13cm樣品玻璃，涂層朝上放置于隔熱效果測試裝置的頂部。隔熱測試裝置為木質結構（18cm×13cm×7cm），外裹玻璃棉保溫材料，把熱電偶測溫儀的探頭固定在盒內底部，涂膜樣品上方20cm處固定500W碘鎢燈模擬太陽光源進行照射，加熱相同的時間后，記錄放置涂膜樣品的木盒內部溫度，與放置空白玻璃的測試裝置作比較，隔熱性能數據見表3。

    表3涂膜樣品與空白玻璃在相同條件下測試的溫度

表3涂膜樣品與空白玻璃在相同條件下測試的溫度

    3分析討論

    3.1涂膜基本性能分析

    該涂料是一種特殊用途的新材料，涂膜要求薄而均勻。涂料成膜物質的選擇直接影響著涂膜的基本性能。由表1可知：采用無機透明醇溶樹脂為基料，由于醇類溶劑環保無毒，在空氣中其揮發速率要比水快，以便快速成膜，避免了施工流掛現象的產生。同時無機樹脂材料表現出優異的耐候、耐老化、耐沾污自潔、耐高溫、硬度高、附著力強等綜合性能。

    3.2涂膜光譜性能分析

    由表2可知：涂膜在400~800nm可見光區域，可見光透過率很高，外觀特征表現出淺藍色的透明體，具有防眩光的效果；在800~2500nm近紅外區域透過率很低，是由于入射光的頻率高于納米氧化物TCO的振動頻率，引起了其離子體的高反射，對紅外區太陽光的主要熱量起阻隔屏蔽作用，從而表現出涂膜對光譜的選擇性。

    3.3涂膜隔熱性能分析

    由于SnO2導電性能較差，存在著晶格氧缺位，可以用5價元素作“施主”按一定比例摻雜進去，使其出現空穴導電，引起自由載流子的吸收來增加載流子的密度。這樣摻雜SnO2導電氧化物（TCO）即能表現出吸收紫外、反射紅外、透過可見光的綜合特性。由表3可知：涂膜樣品和空白玻璃在相同的條件下，溫度相差zui高達20℃，可達到節約能源，降低光污染的效果。

    4結語

    用摻雜SnO2導電氧化物（TCO）作原料制備的無機透明絕熱涂料，其隔熱功效是由導電氧化物（TCO）反射紅外熱輻射來實現的。當涂膜厚度為50μm時，木盒內部的溫度比空白玻璃zui多低20℃，可見光透過率達75%，紅外熱輻射阻隔率達72%，隔熱*。產品選用無機醇溶透明樹脂為基料，涂膜表現出優異的耐老化、耐高溫、耐沾污自潔、附著力強、硬度高等綜合性能。

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