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随着我国经济的快速增长,能源的节约及环境的保护越来越受到重视。对于建筑物的大面积窗口及透明顶棚、汽车窗口等大量使用玻璃的场合,太阳光的热辐射会导致空调使用的增加,浪费能源。因此研究开发一种兼有良好透明性和隔热性能的材料,对于解决玻璃隔热问题不仅有重要的理论意义,而且有广阔的市场前景。 纳米氧化锡锑(ATO)是一种n型半导体材料,由其制成的膜具有很高的红外屏蔽效果和可见光区良好的透过率,即可以让可见光透过同时又能阻隔热射线。将纳米ATO应用于涂料中制备出纳米复合涂料,可以解决“透明与隔热”这一矛盾性问题,具有极高的应用价值。 本文对纳米复合涂料的概况、制备方法及国内外研究发展现状进行了系统的论述,并在此基础上考察了纳米ATO粒子在水中的分散行为,制备了纳米透明隔热涂料,研究了纳米复合涂料的临界颜料体积浓度(CPVC)理论。 纳米ATO在水中的分散问题研究了分散体系pH值、分散剂种类与用量以及分散工艺对纳米ATO在水中的分散稳定性的影响,采用沉降法、分光光度计分析法和激光粒度分析法表征纳米ATO在水中的分散稳定性。结果表明,纳米ATO的等电点为2,要想获得稳定的纳米ATO水分散液,分散体系的pH值应该远离此点。将体系pH调整到6~9,添加5%的分散剂C,用特殊砂磨机作为分散手段可以得到分散稳定性良好的纳米ATO水浆。 纳米透明隔热涂料的制备主要包括涂料配方研究和涂料、涂层制备工艺。本文采用共混法,纳米ATO作为透明隔热涂料唯一颜填料,丙烯酸改性水性聚氨酯为成膜剂,添加少量缔合型增稠剂、水性流平剂,制得了性能优异的透明隔热涂料。通过对涂膜光学性能、隔热效果、微观形貌及力学性能分析,表明该体系下,当颜料体积浓度(PVC)为0.018时涂膜可以获得最佳性能,此时涂膜的可见光透射比高达86.2%,近红外区光(800~2500nm)的平均屏蔽率为61.3%;用自制的隔热装置测量隔热效果,涂有隔热涂料的样品与空白样品相比,温差可达8℃,隔热效果与某进口隔热膜产品的隔热效果相当;用扫描电镜对涂膜表面进行微观分析发现,涂膜中纳米ATO非常均匀的分布在涂膜中,颗粒粒径分布在100mn