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在与人们生活密切相关的能源消耗中，建筑物采暖及空调能耗占有相当大的比重，其中门窗是太阳光能进入室内的重要通道。通过普通玻璃窗户的热损失有60％是通过近红外线传递的．因此，减少红外辐射对窗户的节能尤为重要。当前能源日益短缺的形势正困扰全球经济，降低能耗已经成为共识。目前人们降低玻璃门窗能耗的主要解决途径可分为玻璃节能和涂料节能⋯。为了节约能源，人们发明了热反射玻璃、中空玻璃、热反射玻璃镀膜，但是这些产品有的隔热效果不佳，有的透过率较低，有的价格过于昂贵[2]。因此寻找一种使用方便兼有良好的透明隔热效果，并且成本相对低廉的隔热涂料，不仅具有重要的理论意义，而且具有广阔的应用价值和市场前景。本实验研究了纳米复合涂料在玻璃表面涂敷形成均匀的透明涂膜，利用太阳光的入射频率高于涂膜中纳米粒子的振动频率，引起振动粒子的高反射，对红外波段能爨起反射阻隔作用原理，以水性聚氯酯树脂(APU)为成膜物质，以纳米复合氧化锡锑(AT())水性浆料为隔热材料．制备出用于普通玻璃的透明隔热涂料，对其隔热性能进行了研究。
实验部分
1．1主要原料
纳米氧化锡锑水性浆料(固含量10％)，上海硅酸盐研究所；水性聚氨酯树脂(固含量40士2％)，自制；硅烷偶联剂，KH一550，武汉大学有机硅开发中心；消泡剂，BYK—019，上海毕克化学公司；流平剂。EFKA一3777，汽巴精化公司；增稠剂，WT-207，上海德谦化学有限公司；分散剂，、Ⅳ-511，上海德谦化学有限公司；增硬剂A，自制；附着力促进剂。z-6040。道康宁公司。
1．2主要器材
高速分散机(SFJ一400)。上海现代环境工程技术有限公司；超声波细胞粉碎机(JY92—2D)，广州圣诺科普超声仪器有限公司；铅笔硬度计(Ⅸ；D506)，广州标格达实验室仪器用品有限公司；漆膜附着力试验仪(QFz-Ⅱ)，天津市材料试验机厂；紫外一可见光一近红外光谱仪(Uv-3150)，日本岛津仪器有限公司。电热恒温烘箱(DL302型)，上海实验仪器厂有限公司。玻璃片规格为100mm×200mm×3mm。
1．3透明隔热涂料的制备
取一定量APU，用高速分散机在400r／Min转速下按一定比例加入ATO水性浆料，并加入适量增稠流平剂搅拌约30min，搅拌均匀制得纳米ATO／APU透明隔热涂料。搅拌过程中出现气泡时，加入少量有机硅消泡剂消泡。将所制ATO／APU透明隔热涂料用30um线棒涂布器均匀涂覆于100mm×200mm×3mm玻璃片上，涂膜前使用稀盐酸对玻璃片表面进行预处理，清除杂质，使玻璃片表面光滑、洁净。涂布完成后，室温下放至表干，然后置于电热鼓风恒温干燥箱，在80℃下固化3～4h。用相同方法制备未添加ATO的空白APU试样，用以对比实验。透明隔热涂料配方见表1。
1．4性能测试
1．4．1物理性能
依据相关国家标准，对透明隔热涂膜玻璃进行涂膜附着力、硬度、外观的测试。涂膜硬度的检测，按照GB／T6739一1996测试漆膜的铅笔硬度；涂膜附着力的检测，按照IS02409—2007测试漆膜的附着力。
1．4．2光学性能
测量涂膜玻璃在200m～2500nm的光学透过率，按GB／T 268一1994标准测试。
1．4．3隔热性能
隔热性能测试采用涂膜玻璃片100mm×200mm×3mm，用自制碘钨灯光照条件下试验。图1所示为自制隔热效果测试装置用于对玻璃涂膜隔热效果测试。
将涂有隔热涂料的玻璃与空白玻璃分别放置于两保温箱顶端，将热电偶测温仪的探头置于保温箱箱内。保温箱上方40cm处以500w碘钨灯模拟太阳光源进行加热，加热一定时间后，每隔10min记录一次数据，比较两保温箱箱内温度变化，分析其隔热效果，并对隔热效果进行比较。
2结果与讨论
2．1 悬浮ATO粒子的分散稳定性
悬浮AT0粒子在涂料中分散稳定性与时间关系见图2。
从图中可以看出，未改性AT()粒子分散于APU中静置后，在短时间内就开始发生沉降，24h后沉降量可以达到30％(体积百分比)以上。而经硅烷偶联剂KH一550改性后的AT0在APu中形成分散液，在100h的测试中，仅有极小的沉降。这是因为经KH一550表面修饰后的粒子粒径分布范围变宽，聚集体积小，极大改善了ATO的分散性和亲水亲油性。
2．2复合涂膜的物理性能
按照表1配方分别制备出8种复合涂膜样品，不同配方ATO／APU复合涂料的物理性见表2。
表2不同配方纳米ATO／APU复合涂料的物理性
从表2可以看出，除8号储存稳定性略短外，其余配方稳定性都大于6个月。就硬度而言，2、5号样品为B级，相对较软；7、8号样品为H级，相对较硬；而3、4、6号样品为HB级。就附着力而言，3、4、6、7号样品为1级，较好；其余次之。涂膜外观除空白样品1号有龟裂现象，7、8号有发白现象外，其余样品外观均较好。综合分析，4、6号样品具有较好的稳定性，硬度适中，附着力优异好，并具有较好的涂膜外观。
2．3复合涂膜可见光一近红外光谱透过率
选择复合涂膜具有较好的稳定性，硬度适中，附着力优异好，并具有较好的涂膜外观的样品4和6进行可见光一近红外光谱透过率测试。测试结果见图3。
从图3中可以看出，空白玻璃在整个测试波段(200～2500m)对光的透过率基本上没有多大变化，透过率维持在90％左右；样品4涂膜玻璃的可见光透过率达到86．45％，红外的透过率约50％；样品6可见光透过率达到83．24％，红外透过率仅为30％。由此可见，对含有AT()的涂膜。随着ATO含量的提高，在400～720nm的可见光区域，样品的透过率随着ATO含量的增大而变小，呈现了较高的透光率；在720～2500m的近红外区域，ATO水性浆料／APU质量比随着ATO含量的增大，对近红外光谱的透过率急剧下降，阻隔性能越来越好。样品4和6同时满足了对可见光较好的透过率和对红外光有效的阻隔。
2．4 ATO／APU复合涂膜隔热性能
选择复合涂膜对可见光有较好透过对近红外有效阻隔的样品4和样品6与空白玻璃进行隔热性能测试，测试结果见图4。
空白玻璃挡板的绝热室底部经过约7．5h照射后。隔热室内温最高达到32℃；样品4涂膜玻璃绝热室内温度为28．9℃。使绝热室温度与空白玻璃相比降低3．1℃l样品6涂膜玻璃绝热室内温度约26．1℃，与空白玻璃相比降低5．9℃。结果说明，ATO／APU复合涂料对太阳光具有较好的隔热效果。这可能是因为太阳光的入射频率高于涂膜中纳米粒子的振动频率。引起了其振动粒子的高反射，对分布于红外波段能量起反射阻隔作用。由此可见，ATO／APU纳米复合透明隔热涂料对太阳光谱具有选择性，从而表现出具有吸收紫外线，透过可见光，阻隔红外热辐射的综合性能。
3结论
(1)将纳米ATO粉体通过硅烷偶联剂KH一550改性后，与自制水性聚氨酯树脂复合，经过复配研究制得了分散稳定的水性ATO/APU复合透明隔热涂料。
(2)经过复配优化的ATO／APu复合透明隔热涂料涂膜不仅具有良好的成膜性能，而且在保持可见光透过率83．0％时，红外阻隔率可达到70％，能够在较长时间内维持相对低的温度。即玻璃隔热后内外温差能保持在6℃左右。
(3)在当前能源日益短缺的情况下，降低室内能耗有着重要意义．该复合涂料可广泛应用于建筑物的门窗、顶棚及汽车挡风玻璃的节能处理。
