無機(jī)透明絕熱涂料的研制： 用摻雜Sn02導(dǎo)電氧化物(TCO)作原料，以無機(jī)醇溶透明樹脂為成膜物，制得透明絕熱涂料，可見光透射率達(dá)75％，紅外熱輻射阻隔率可達(dá)72％，隔熱效果顯著。
    關(guān)鍵詞：摻雜二氧化錫；透明樹脂；絕熱涂料
    中圖分類號(hào)：TQ 630．7    文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A    文章編號(hào)：1009-1696(2007)04-0015-02
0前言
    人類積極開發(fā)太陽能，以節(jié)約有限的資源。但太陽的強(qiáng)烈輻射所產(chǎn)生的熱量也給人們的生活帶來諸多不便，在發(fā)達(dá)國(guó)家中，冷氣機(jī)組、空調(diào)設(shè)備和電風(fēng)扇等降溫設(shè)備所用的能量，占全年總能耗的20％以上；在中國(guó)，這些設(shè)備消耗的能量則高達(dá)41％左右，而且每年都有遞增的趨勢(shì)。造成這些能源過高的損耗，與建筑物采取的隔熱保溫措施有著很大的關(guān)系。玻璃門窗是建筑物的重要組成部分，其透過的熱量占整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)熱量的40％以上。由此可見，玻璃材料的透光系數(shù)、太陽熱直射透射率和反射阻隔率等指標(biāo)對(duì)建筑的室內(nèi)熱環(huán)境和空調(diào)制冷能耗影響很大，夏季透過窗戶進(jìn)入室內(nèi)的太陽熱構(gòu)成了空調(diào)負(fù)荷的主要因素。
    以無機(jī)醇溶透明樹脂為成膜物，將其與分散良好的納米導(dǎo)電氧化物(TGO)相混合，研制而成無機(jī)透明絕熱涂料。應(yīng)用于玻璃、塑料、金屬、瓷磚、水泥等表面，以屏蔽阻隔紅外熱輻射，有著顯著的隔熱效果，并且具有防靜電、防眩光、防輻射等功能。同時(shí)，這種涂料還能阻擋室內(nèi)熱能通過玻璃、鋁材
傳導(dǎo)外泄，以保證冬季室內(nèi)能量的損耗。本產(chǎn)品的研制推出，可以取代價(jià)格昂貴的進(jìn)口隔熱貼膜，有著良好的市場(chǎng)開發(fā)前景。

    1實(shí)驗(yàn)部分

    1．1主要原料
    (1)無機(jī)醇溶透明樹脂，無水乙醇等為市售工業(yè)品。
    (2)導(dǎo)電氧化物TCO粉，云南晶格納米材料有限公司供應(yīng)。
    (3)分散劑1 10，消泡劑052，增稠劑4 1 0，BYK公司產(chǎn)品o
    1．2主要儀器設(shè)備
     EFJ-400砂磨攪拌分散機(jī)，線棒涂布器TB-50，激光粒度分布儀BT-9300H，光譜光度計(jì)UA7680，隔熱效果測(cè)試裝置(自制)。
    1．3透明絕熱涂料的配制
    1．3．1納米導(dǎo)電氧化物TCO粉體漿料的制備
    分散劑1 1 0：消泡劑052：無水乙醇：TGO粉=1．5：0．5：84：14(質(zhì)量)。將原料按配比混合后，用EFJ-400砂磨攪拌分散機(jī)高速分散砂磨6--8 h，調(diào)節(jié)pH值為7．5，最終用BT-9300H激光粒度分布儀測(cè)得粒度Dso=1 22+1 0，制得固含量為14％的納米TCO粉體漿料。
    1．3．2絕熱涂料的制備
    TCO漿料：無機(jī)透明樹脂：增稠劑41 0=40：60：0．5(質(zhì)量比)。將原料按配比混合后，用攪拌分散機(jī)攪拌1．5 h，產(chǎn)品呈淺藍(lán)色液體。
    1．4透明隔熱涂膜的制備
    取涂料樣品適量，用50 l,tm線棒涂布器涂覆于1 8 cm~1 3 cm平板玻璃和普通載玻片上，自然固化或放置于烘箱中于1 50~C下烘烤1 5 min，待用。取相同規(guī)格的空白平板玻璃，留作比較之用。
2性能測(cè)試
    2．1．涂膜基本性能
    用50 gin線棒涂布器涂覆涂膜，依據(jù)國(guó)家相關(guān)測(cè)定方法進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果見表1。

    表l涂膜基本性能測(cè)試結(jié)果

    2．2涂膜光譜性能
    在光譜光度計(jì)上測(cè)試可見光和近紅外(400---2 500 nm)范圍內(nèi)的透射光譜，與空白玻璃作比較，結(jié)果見表2。

    表2涂膜在可見光區(qū)和近紅外區(qū)的透過比

    2．3涂膜隔熱性能
    將涂有50 gm厚涂膜的1 8 cm x 1 3 em樣品玻璃，涂層朝上放置于隔熱效果測(cè)試裝置的頂部。隔熱測(cè)試裝置為木質(zhì)結(jié)構(gòu)(1 8 cm x 1 3 cm x 7 cm)，外裹玻璃棉保溫材料，把熱電偶測(cè)溫儀的探頭固定在盒內(nèi)底部，涂膜樣品上方20 cm處固定500 W碘鎢燈模擬太陽光源進(jìn)行照射，加熱相同的時(shí)間后，記錄放置涂膜樣品的木盒內(nèi)部溫度，與放置空白玻璃的測(cè)試裝置作比較，隔熱性能數(shù)據(jù)見表3。

  表3涂膜樣品與空白玻璃在相同條件下涮試的溫度

    3分析討論
 
    3．1．涂膜基本性能分析
    該涂料是一種特殊用途的新材料，涂膜要求薄而均勻。涂料成膜物質(zhì)的選擇直接影響著涂膜的基本性能。由表1可知：采用無機(jī)透明醇溶樹脂為基料，由于醇類溶劑環(huán)保無毒，在空氣中其揮發(fā)速率要比水快，以便快速成膜，避免了施工流掛現(xiàn)象的產(chǎn)生。同時(shí)無機(jī)樹脂材料表現(xiàn)出優(yōu)異的耐候、耐老化、耐沾污自潔、耐高溫、硬度高、附著力強(qiáng)等綜合性能。
    3．2涂膜光譜性能分析
    由表2可知：涂膜在400--．800 nm可見光區(qū)域，可見光透過率很高，外觀特征表現(xiàn)出淺藍(lán)色的透明體，具有防眩光的效果；在800 - 2 500 nm近紅外區(qū)域透過率很低，是由于入射光的頻率高于納米氧化物TCO的振動(dòng)頻率，引起了其離子體的高反射，對(duì)紅外區(qū)太陽光的主要熱量起阻隔屏蔽作用，從而表現(xiàn)出涂膜對(duì)光譜的選擇性。
    3．3涂膜隔熱性能分析
    由于Sn02導(dǎo)電性能較差，存在著晶格氧缺位，可以用5價(jià)元素作“施主”按一定比例摻雜進(jìn)去，使其出現(xiàn)空穴導(dǎo)電，引起自由載流子的吸收來增加載流子的密度。這樣摻雜Sn02導(dǎo)電氧化物(TGO)即能表現(xiàn)出吸收紫外、反射紅外、透過可見光的綜合特性。由表3可知：涂膜樣品和空白玻璃在相同的條件下，溫度相差最高達(dá)20~C，可達(dá)到節(jié)約能源，降低光污染的效果。

    4結(jié)語

    用摻雜Sn02導(dǎo)電氧化物(TGO)作原料制備的無機(jī)透明絕熱涂料，其隔熱功效是由導(dǎo)電氧化物(TCO)反射紅外熱輻射來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)涂膜厚度為50 gm時(shí)，木盒內(nèi)部的溫度比空白玻璃最多低20~C，可見光透過率達(dá)75％，紅外熱輻射阻隔率達(dá)72％，隔熱效果顯著。產(chǎn)品選用無機(jī)醇溶透明樹脂為基料，涂膜表現(xiàn)出優(yōu)異的耐老化、耐高溫、耐沾污自潔、附著力強(qiáng)、硬度高等綜合性能。