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随着社会对节能和环保要求的不断提高,建筑、汽车等窗户玻璃隔热性能差,采暖及降温设备能耗大的问题成为人们重要的研究对象。纳米透明隔热水性涂料不仅透明而且隔热,同时,又因其以水代替有机溶剂作为分散介质,避免了传统涂料因溶剂带来的污染,取得了节能和环保的双赢,并具有制备工艺简单,施工简捷,成本低廉,具有较高的应用价值和广阔的市场前景。 纳米ATO(锑掺杂氧化锡)是一种n-型透明半导体材料,兼ATO与纳米材料性能于一体,具有优异的可见光透过率以及有效阻隔红外光的性能,并具有良好的耐候性和稳定性,在纳米透明隔热涂料中占有重要地位。但纳米ATO由于粒径小比表面积大、表面能高、表面富含羟基极易团聚,团聚后大大降低甚至失去了纳米材料的优异性能,因此纳米ATO均匀分散是其实现应用的关键环节。 本文以沉降实验,可见分光光度测试、zeta电位测试、透射电镜观察等方式研究了纳米ATO颗粒在水性体系中的分散及稳定性能。研究结果显示纳米ATO等电点约为2.0,在碱性体系中具有较高的分散性能。考察了分散剂用量、分散温度、分散方法、分散时间及pH对分散效果的影响,结果表明最佳工艺为以硅烷偶联剂KH-570为分散剂,用量为1%,反应过程中pH值为3.5~4.5,分散方法为先超声10min,80℃水浴高速机械搅拌4个小时接着球磨10个小时,最终调整pH值为8。 将自制的分散均匀的纳米ATO水性分散液通过高速机械搅拌共混的方法与水性聚氨酯树脂充分混合,添加适量的增稠剂、消泡剂、成膜助剂和少量其他助剂,制各了性能优异的环境友好型纳米透明隔热水性涂料。将制备的纳米涂料涂在普通玻璃上干燥形成涂膜,通过紫外-可见-近红外光分光光度计和自制的隔热装置测试涂膜的光学性能和隔热效果,考察了不同纳米ATO掺入量和涂膜厚度对涂料性能的影响,得出最佳ATO掺入量为5%,涂膜厚度为100μm时,其可见光透过率达到73%以上,近红外阻隔率约80%,在隔热效果测试中测得与空白玻璃温差达6.6℃。并对涂料沉降性和涂层力学性能、耐介质性能及外观等进行综合测定,各项指标优良。