[发明专利]阻隔红外、隔热的透明无机涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了阻隔红外、隔热的透明无机涂料及其制备方法和应用,透明无机涂料的制备方法，包括以下步骤：将无机透明成膜介质、阻隔红外线纳米粉体、分散剂、流平剂和增稠剂均匀混合，调节体系的pH至8～10，搅拌4～10小时后，球磨12～72小时。本发明的阻隔红外、隔热的透明无机涂料采用无机透明成膜介质代替传统的有机树脂，其制备而成的阻隔红外透明隔热无机膜能显著提升该膜材料的稳定性、耐紫外老化和耐磨性方面性能。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，具体来说涉及一种阻隔红外、隔热的透明无机涂料及其制备方法和应用。

背景技术

当今世界经济正在飞速发展，但是人类赖以生存的环境却日益恶化，能源消耗问题逐渐凸显，尤其在建筑能源方面的消耗问题日益突出。因此，近年来，为了节约能源，人们尝试了多种措施来解决玻璃的隔热问题。传统的隔热玻璃所使用的方法主要是三种，其一是使用磁控溅射等工艺制备贴膜玻璃，工艺较为复杂，设备昂贵，绝大多数的玻璃贴膜依靠进口，致使玻璃贴膜价格较高；二是使用热反射膜制造镀膜玻璃，通过反射膜发射热量，但这种产品的透光性差，使其无法广泛应用；三是LOW-E玻璃，目前有国内厂家生产，设备及投资巨大运营成本高涨，导致每平方米价格在150元左右，昂贵的价格制约了用户的使用。

而用透明隔热涂料制成的涂膜玻璃生产工艺较为简单，不需要投资昂贵的设备，且施工工艺也比贴膜简单。其所使用的无机功能材料主要是透明导电氧化物，如ITO(氧化铟锡)，ATO(锑掺杂氧化锡)，AZO(铝掺杂氧化锌)等，基本原理是利用了此类纳米材料的光谱选择性，即对近红外光和紫外光的反射性和对可见光的高透射性。首先将纳米材料首先制成稳定分散的水性或溶剂型涂料，得到具有隔热性能的多功能纳米涂料，涂覆于透明薄膜表面，得到透明隔热膜。

但是目前透明隔热涂料的成膜剂大都使用有机物，如有机树脂，限制了其使用寿命，所制备的透明隔热膜在稳定性、耐紫外老化、耐磨性等方面性能仍有所欠缺。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种阻隔红外、隔热的透明无机涂料及其制备方法和应用，该阻隔红外、隔热的透明无机涂料对近红外光和紫外光具有反射性，且对可见光具有高透射性。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种阻隔红外、隔热的透明无机涂料的制备方法，包括以下步骤：将无机透明成膜介质、阻隔红外线纳米粉体、分散剂、流平剂和增稠剂均匀混合，调节体系的pH至8～10，搅拌4～10小时后，球磨12～72小时；其中，

按重量百分比计，所述无机透明成膜介质为60-75wt％，所述阻隔红外线纳米粉体为15-30wt％，所述分散剂为2-5wt％，所述流平剂为1-3wt％，余量为增稠剂；

所述无机透明成膜介质由硅溶胶、纳米二氧化钛溶胶、纳米锆溶胶均匀混合制成，其中，硅溶胶、纳米二氧化钛溶胶和纳米锆溶胶中相应的SiO₂、TiO₂和ZrO₂质量份的比是(4～8):(1～2):1；

所述分散剂为硅烷偶联剂KH-560、聚乙二醇、多聚磷酸钠或聚丙烯酰胺；

所述流平剂为非离子聚丙烯酸酯；

所述增稠剂为甲基纤维素、羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素；

所述阻隔红外线纳米粉体为锌掺杂的ATO纳米粉。

在上述技术方案中，所述锌掺杂的ATO纳米粉的分子式为(Zn_xSb_0.1Sn_0.9-x)O₂，0.05≤x≤0.2。

在上述技术方案中，所述pH为8.5～9.5，搅拌时间为6～8小时，球磨时间为48～64小时。