[发明专利]一种抗近红外辐射节能窗用涂布膜

说明书

技术领域

本发明涉及纳米光学领域，具体地说是一种含复合纳米材料的吸收近红外光的涂布膜。

背景技术

抵达地面的太阳光波长(290-4000nm)主要分为三个波段：紫外辐射(波长λ＝290-400nm)，可见光(λ＝400-760nm)，红外辐射(λ＝760nm-1mm)；其中红外辐射又进一步被分为近红外IRA(λ＝760nm-1440nm)，中红外IRB(λ＝1440nm-3000nm)，远红外IRC(λ＝3000nm-1mm)。虽然红外光IR的光子能比紫外光UV低，但是太阳的总转化能中IR占54％，而UV只占7％。太阳光红外辐射能中最主要的部分是IRA，因为抵达地面的太阳能中30％的能量是在IRA范围内的。

在炎热的夏天，建筑物、车厢及船舱等有窗户的空间都需要用空调制冷，消耗了大量的能源。化石能源的消耗，污染了环境，排放了二氧化碳，加剧了温室效应。我国建筑能耗中建筑使用能耗占80-90％，其中65％用于空调和采暖。为此，在高温天气里，能够有效地阻挡太阳光的辐射可以大大降低空调的使用率，从而达到节能的目的。目前已有许多这方面的研究和专利。

发明内容

本发明的目的是制造一种阻挡绝大部分近红外光的同时，又不影响可见光透过的抗近红外辐射节能窗用涂布膜。

本发明采用如下技术方案：

一种抗近红外辐射节能窗用涂布膜，具有红外吸收的金纳米材料、辅料和透明基料材料组成的，其中金纳米材料、辅料和透明基料的质量比为0.001-0.02∶0.01-0.2∶100-500，红外光吸收80-100％，可见光吸收10-40％。

本发明是以一种复合纳米材料的红外区域光的吸收功能，结合透明的辅料和基料材料制备具有特定功能的抗近红外辐射的节能窗涂布膜。

复合纳米材料是一种金纳米棒和三种金纳米片的混合物。辅料为稳定纳米材料的高分子，如聚乙烯吡咯烷酮，巯基聚乙二醇等。基料为聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸漆料。

复合纳米材料的加入量在保证大部分红外光吸收的基础上，调整复合纳米材料的添加量，控制可见光区域的吸收率，不影响视觉效果。

本发明的优势在于：

1、本发明产品可以吸收绝大部分红外光的同时，不影响可见光的通透，同类专利和产品中不具有这种功能：既可以最大程度上阻挡了太阳光的辐射，又不影响视觉效果；

2、本发明产品因其吸收功能是源于其中的纳米结构，所以不存在光漂白或使用时间长，导致其抗红外光功能下降等问题，从而可以延长使用寿命，降低原材料的消耗和环境垃圾的产生。

附图说明

图1吸收峰在840nm处的金纳米棒的电镜图。

图2吸收峰分别在1100nm，1400nm和1800nm处的金纳米片的电镜图。

图3125微米厚的涂布膜光谱图(760nm以下的可见光吸收40％，760nm以上的红外光吸收近乎100％)。

图4吸收率计算示意图。

图5250微米厚的涂布膜光谱图(760nm以下的可见光吸收40％，760nm以上的红外光吸收近乎100％)。

具体实施方式

实施例1，金纳米棒的制备

取5mL 0.2M十六烷基溴化铵(CTAB)水溶液放入烧杯中，搅拌下滴加5mL5×10^-4M氯金酸水溶液。再快速加入0.6mL新鲜配制的0.01M硼氢化钠水溶液。溶液由浅黄色变为棕黄色。继续搅拌2分钟，于25℃环境静置2小时后作为种子液备用。

在25℃环境下，取2.5mL 0.2M CTAB水溶液置于烧杯中，加入0.125mL 4×10^-3M硝酸银水溶液。再加入2.5mL 1×10^-3M氯金酸水溶液，混合均匀后加入30μL0.0788M抗坏血酸水溶液，溶液由深棕黄色变为无色后再加入10μL1M盐酸，在27～30℃环境下加入14μL上述的种子液。静置30分钟，即得金纳米棒悬浮液。所得金纳米棒的电镜和光谱见附图1。

实施例2，金纳米片的制备