【摘 要】
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随着社会科学技术的快速发展,国家对于能源及环境问题越来越重视,为了维持人与社会以及生态环境之间的和谐共生,节能降耗一直是人们重点关注与研究的热点之一。现代建筑大量采用的玻璃结构往往易引起建筑物夏季空调制冷能耗的升高,提高建筑玻璃的隔热能力对建筑物的节能降耗意义重大。钨青铜材料相比于其他纳米透明隔热材料,其优异的可见光透过率和近红外阻隔性能,使得其在建筑玻璃节能领域的应用更具前景。现有研究的钨青铜涂
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随着社会科学技术的快速发展,国家对于能源及环境问题越来越重视,为了维持人与社会以及生态环境之间的和谐共生,节能降耗一直是人们重点关注与研究的热点之一。现代建筑大量采用的玻璃结构往往易引起建筑物夏季空调制冷能耗的升高,提高建筑玻璃的隔热能力对建筑物的节能降耗意义重大。钨青铜材料相比于其他纳米透明隔热材料,其优异的可见光透过率和近红外阻隔性能,使得其在建筑玻璃节能领域的应用更具前景。现有研究的钨青铜涂层虽然具有一定的透明隔热性能,然而因建筑玻璃在使用过程中长年累月暴露在户外,空气中的粉尘或其他污染物易积聚在涂层表面,导致涂层的透明隔热性能下降,因此钨青铜透明隔热涂层的超疏水、自清洁、耐摩擦性能尤显重要。本论文采用溶剂热法分别制备了铯钨青铜、钠钨青铜纳米材料,并以此为基材,通过疏水改性及添加纳米二氧化硅构筑出高粗糙度的微纳复合结构,采用有机无机复合方法制备出具有超疏水透明隔热的油性涂层,研究了钨青铜制备工艺中原料的摩尔比、反应时间、油酸浓度对钨青铜组成形貌及其薄膜透明隔热性能的影响;研究了钨青铜与纳米二氧化硅的比例对油性涂层的超疏水性能、耐磨性能、自清洁性能的影响。具体研究内容包括以下几个部分:(1)采用溶剂热法制备了铯钨青铜(Cs0.3WO3),研究反应物中铯钨摩尔比、反应时间以及油酸浓度对铯钨青铜的物相、形貌及其薄膜的透明隔热性能影响。当Cs/W摩尔比为5:10,反应时间为8h,油酸浓度为10%,Cs0.3WO3表现出较高的可见光透过率和近红外的阻隔率,其涂层的近红外阻隔率为89.4%,可见光的透过率为65.2%,同等条件下与空白涂层相比,可降低内部温度9.7℃,隔热效果显著。(2)采用溶剂热法制备了钠钨青铜(Na0.3WO3),探究了钠钨摩尔比、反应时间以及油酸的浓度对钠钨青铜组成、形貌及其薄膜的透明隔热性能的影响。当Na/W摩尔比为5:10,反应时间为8h,油酸的浓度为10%时,所得Na0.3WO3表现出较好的可见光透过率和近红外的阻隔率,所成涂层的近红外阻隔率为73.4%,可见光的透过率为64.9%,同等条件下与空白涂层相比,降低内部温度6.9℃,隔热效果逊于铯钨青铜薄膜。(3)采用有机无机复合法,研究了改性后钨青铜粉体在油性溶剂中的分散稳定性,以及Si O2和钨青铜粉体的质量配比对涂层疏水性、耐机械磨损性能、透明隔热性能的影响。当粉体总掺量为12wt%时,改性钨青铜粉体和纳米Si O2之间的质量配比从12:0增大到0:12时,随着Si O2的增多,涂层表面的接触角(CA)呈现先增加后减小的规律,滚动角(SA)呈现先减小后增加的规律;涂层硬度上升,耐磨性能下降;当改性钨青铜粉体与纳米二氧化硅比例在4:8—8:4范围时,均可达到超疏水性能的要求,此时对应涂层的粗糙度也较高。Si O2和Cs0.3WO3(或是Na0.3WO3)的质量配比为4:8时,涂层的CA值分别为169.8°和168.7°,SA值分别为4.4°和4.6°,涂层的近红外阻隔率分别为82.8%和64.2%,可见光的透过率都为60%,实现了较好的透明隔热和超疏水性能。
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