论文部分内容阅读
节能和环保问题是当今世界的两大主题,随着人们生活水平的提高,对节能和环保提出了更高的要求。用于建筑或者汽车等行业的玻璃,透明性比较好,但是对红外线的热辐射阻挡不够,会带来很大的能量损失,增大空调损耗,从而造成能源浪费。纳米氧化锡锑(ATO)透明隔热薄膜玻璃能够很好的解决这些问题,有效地阻隔红外线的热辐射。运用直接分散的方法,把分散均匀的纳米粉体加入到水性聚氨酯乳液中制成涂料,然后涂覆到玻璃上,形成透明隔热薄膜材料。水性涂料对人体和环境的影响非常小,达到了环保的要求。实验制备工艺和实验设备非常简单,具有极高的应用价值和广泛的市场前景。本文主要针对纳米ATO透明隔热薄膜进行了下面几个方面的研究:(1)针对纳米粉体易团聚的缺点,本文采用正交实验的方法,运用了物理分散和化学分散相结合的分散方法,对纳米ATO浆料的稳定性进行了研究。研究结果表明:第一,各因素对其分散稳定性影响的主次顺序依次是分散剂种类,pH值,超声分散时间,分散剂的用量和磁力搅拌时间。第二,以透过率和沉降率为指标,在磁力搅拌时间为1h,分散剂用量为15%,pH值为10,分散剂为4号分散剂和超声分散时间为30min的条件下,纳米ATO粉体浆料具有最佳的分散稳定性。第三,通过XRD谱图分析和TEM形貌及分散形态观察,得出纳米ATO分散后的粒径为10nm左右,进一步确定了纳米粉体具有很好的分散性。(2)运用直接分散法制备了纳米ATO涂料,通过沉降实验研究,得到了水性聚氨酯乳液和纳米ATO浆料的体积比为4:1时,涂料稳定性最好。通过TEM观察和XRD谱图计算,说明纳米粒子加入到聚氨酯乳液中制成涂料后,纳米粒子的粒径在15nm左右,比浆料中的纳米粒子略大。为了研究涂料旋涂镀膜的条件,运用了正交实验,得到影响因素的主次顺序依次是:第一转速、第二转速时间、第二转速和第一转速时间。4个因素的最优组合为:第一转速为2000r/min、第二转速为4000r/min、第一转速时间为15s和第二转速时间为20s。(3)主要研究了纳米透明隔热薄膜的基本性能:力学性能、光学性能和隔热效果。结果表明:在水性聚氨酯乳液和纳米ATO浆料的体积比为4:1,固化温度为120C和固化时间为2h,镀膜层数为1层或者2层时,薄膜的力学性能最好。固化条件对光学性能影响很小,随着ATO含量和镀膜层数的增加,薄膜在可见光区的透过率反而减小,而在近红外光区的透过率呈增大趋势。隔热效果方面的研究和红外光区的结论基本一致。