专利名称：用于窗膜的纳米隔热介质及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于窗膜的纳米隔热介质及其制备方法，尤其涉及一种含有纳米金属氧化物浆料的隔热介质及制备方法，此种纳米隔热介质具有隔热性优良、透明性高、使用简便、性价比高等特点，可广泛应用于汽车膜、建筑物膜、安全膜等产品。
背景技术：
窗膜又叫玻璃贴膜，它在提高普通浮法玻璃安全节能方面的应用可追溯到二十世纪六十年代，至今已有近五十年的历史，由于其成本低、方便贴装、便于更换、没有光污染， 产品具有广泛的市场发展前景。如果按用途划分，窗膜主要可分为汽车膜、建筑膜和安全膜三类，它们分别大量地用在汽车、建筑物及银行和商店柜台的玻璃上。夏季建筑物和汽车内部温度变得很高，人们通常使用空调来保持室内空气舒适宜人。但是空调消耗大量能源，在许多发达国家，喷淋装置、空调、冷气机和电风扇等设备所耗用的能量，占全年总能耗的20%以上，我国的建筑能耗约占全国总能耗的30%。随着化石能源日益枯竭，节约能源和开发新能源已成为世界各国解决能源危机的主要措施。采用隔热窗膜可以降低建筑物和汽车的受热量，减少降温设备的负荷，从而节约能源。据美国一家公司推算，使用隔热窗膜可以节约15% 20%的空调费，因此隔热窗膜具有广阔的发展前景，引起了人们不断的研究和开发。现有技术中，玻璃的隔热通常采用隔热贴膜或隔热贴纸的方法解决，而隔热贴膜综合性能优良，从而得到了较为广泛的应用。中国专利CN 1093067A于1994年10月05日公开了一种玻璃透明隔热膜-氧化锡薄膜的制备方法，采用常压化学汽相沉积工艺，用四氯化锡为锡源、氧气为氧化剂、掺入氟里昂、辅助剂甲醇，并以纯化氮气为携带气体，分别将四氧化锡、氟里昂和氧气及甲醇气体常入具有隔离的两个气路的一组喷头内，喷头前后并排横向放置在玻璃生产线中运行的新生平板玻璃上方，该处温度在500°C 600°C之间，由喷头咀出来的气体在该处均勻混合后进行化学反应生成氧化锡，均勻沉积在新生玻璃上，在其上形成氧化锡薄膜，反应剩余气体由排气系统排掉。该专利采用常压化学气相沉积工艺在玻璃表面形成透明隔热薄膜。中国专利CN 1546407A于2004年11月17日公开了一种F、Mn共掺杂沉积纳米 Sn02透明隔热薄膜，采用化学沉积或超声喷雾热解沉积的方法将F、Mn元素共掺杂在玻璃表面沉积纳米Sn02从而得到透明隔热薄膜。中国专利CN1189464A于1998年08月05日公开了一种隔热、除霜镀膜玻璃的制备方法，将铟锡合金陶瓷靶材溅射到加热至260-350°C的透光率大于80 %的玻璃表面，经表面高温化学反应生成具有隔热性能的透明导电膜(ΙΤ0膜)。上述专利中，隔热膜层均采用溅射的方式或沉积的方法来实现玻璃表面的隔热功能，其制备方法相对复杂，生产成本相对较高。目前，很少有关于用于窗膜隔热层中隔热介质方面的文献报道。本发明的用于窗膜的纳米隔热介质是一种具有隔热性优良、透明性高、 使用简便、性价比高等特点的含有纳米金属氧化物浆料的隔热介质，可广泛应用于汽车膜、建筑物膜、安全膜等产品。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服上述技术存在的不足，提出了一种隔热性优良、透明性高、使用简便、性价比高、用于窗膜的纳米隔热介质；并提出该纳米隔热介质的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案一种用于窗膜的纳米隔热介质， 由粒径为10 IOOnm的纳米金属氧化物浆料、稀释剂、分散剂和流平剂组成，其中，稀释剂含量为纳米金属氧化物浆料重量为150% 350%;分散剂和流平剂含量分别为纳米金属氧化物浆料重量的 10%和0. 3% 1%。适合本发明的纳米金属氧化物浆料至少包括纳米氧化锡锑(ΑΤΟ)、纳米氧化铟锑(ITO)、纳米氧化铝锌(AZO)、纳米氧化锌镓(GZO)中的任意一种；稀释剂至少包括乙酸乙酯、丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、异丙醇、醋酸丁酯、甲基异丁酮中的任意一种；分散剂至少包括聚醚改性三硅氧烷、甲氧基乙酸丙酯、甲基丙烯酸、马来酸-丙烯酸共聚物中的任意一种；流平剂至少包括德国拜尔生产的ΒΙ307、ΒΥΚ306, ΒΙ323，或德谦化工公司生产的 Levaslip432、Levaslip466 和 Levaslip810 中的任意一种。本发明提供的用于窗膜的纳米隔热介质采用下述方法制备，包括下列步骤(1)分别称取纳米金属氧化物浆料和稀释剂，稀释剂含量为纳米金属氧化物重量的150% 350%，倒入密闭容器中；(2)称取分散剂，分散剂含量为纳米金属氧化物浆料重量 10%，倒入密闭容器中，此时密闭容器开始加热，保持温度为30 80°C ；(3)将剪切机放入密闭容器正中央后密封，剪切时间为10 60分钟；(4)称取流平剂，流平剂含量为纳米金属氧化物浆料重量0. 3% 1%，慢慢倒入密闭容器中，再剪切10 60分钟。本发明上述纳米金属氧化物浆料的制备并无特别之处，可由以下方法制得将重量份为5 30份纳米金属氧化物粉体，重量份为40 70份丁酮或甲基异丁酮，重量份为 1 2份聚合物型离子分散剂和其他助剂混合，在高速分散机、球磨机上分散一定时间，可获得粒径为10 lOOnm、固含量为20 30%的纳米金属氧化物的油性浆料。另外，作为本发明的优选技术方案，步骤(1)中密封容器的材质选自玻璃或聚四氟乙烯；另外，步骤O)中加热温度为50 60°C ；还有步骤中加入容器中的物质总体积不超过容器容量的三分之二 ；再有，流平剂最好为德谦化工公司生产的LeVaslip432或 Levaslip466 或 Levaslip810 中的任意一种。本发明提供的用于窗膜的纳米隔热介质，在应用时，根据需求按比例能有效地添加到隔热窗膜中抗磨涂层中的紫外光固化的抗刮耐磨胶黏剂、复合层中的聚氨酯胶黏剂和压敏胶胶黏剂、安装胶层中的压敏胶胶黏剂，搅拌均勻即可使用，使用方法简便。随后的实施例将证明，通过本发明方法制备得到的纳米隔热介质具有隔热性优良、透明性高、使用简便、性价比高等特点，可广泛应用于汽车膜、建筑物膜、安全膜等产品。
图1为本发明用于窗膜的纳米隔热介质的TEM图(IOnm)。图2为本发明用于窗膜的纳米隔热介质的TEM图(IOOnm)。图3为本发明用于窗膜的纳米隔热介质应用于窗膜后的隔热效果图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求限定的范围。实施例1分别称取纳米氧化锡锑(ATO)浆料500g、马来酸-丙烯酸共聚物50g、醋酸丁酯 1750g放入聚四氟乙烯容器中，转速设置为25000rpm，时间设置为60分钟，此时容器中温度为80°C。再称取LeVaslip810 (德谦化工公司生产)150g放入聚四氟乙烯容器中，此时转速和温度不变时间再设置为60分钟。图1是通过上述实施例1制备的用于窗膜的纳米隔热介质氧化锡锑(ATO)的TEM 图。参照图1，纳米隔热介质氧化锡锑(ATO)的粒径在IOnm左右，分散均勻，无团聚现象。实施例2分别称取纳米氧化锌镓(GZO)浆料300g、甲基丙烯酸30g、异丙醇900g放入聚四氟乙烯容器中，转速设置为20000rpm，时间设置为30分钟，此时容器中温度为60°C。再称取LeVaslip432 (德谦化工公司生产)60g放入聚四氟乙烯容器中，此时转速和温度不变时间再设置为30分钟。图2是通过上述实施例2制备的用于窗膜的纳米隔热介质氧化锌镓(GZO)的TEM 图。参照图2，纳米隔热介质氧化锌镓(GZO)的粒径小于lOOnm，分散均勻，无团聚现象。实施例3分别称取纳米氧化铝锌(AZO)浆料100g、聚醚改性三硅氧烷lg、丙酮150g放入玻璃容器中，转速设置为lOOOOrpm，时间设置为10分钟，此时容器中温度为30°C。再称取 BI306(德国拜尔生产)5g放入玻璃容器中，此时转速和温度不变时间再设置为10分钟。实施例4分别称取纳米氧化铟锑(ITO) 200g、甲氧基乙酸丙酯10g、甲苯400g放入玻璃容器中，转速设置为15000rpm，时间设置为20分钟，此时容器中温度为50°C。再称取OTK323(德国拜尔生产)20g放入玻璃容器中，此时转速和温度不变时间再设置为20分钟。试验例1分别把上述实施例1至4制备得到的隔热介质用于制备窗膜样品，对所制得的窗膜样品按照本领域通常方法进行光学性能测试，取得结果见下表1。表1.添加了隔热介质的窗膜在可见光区和近红外区的光学性能页目窗膜样品透过率(％)阻隔率(%) (近红外区)可见光区近红外区实施例185. 320. 579. 5实施例284. 619. 480. 6实施例386. 120. 879. 2实施例484. 919. 780. 3从表1可以看出，通过本发明方法制备得到的纳米隔热介质应用到窗膜产品中， 具有隔热性优良、透明性高等特点。试验例2随机选取实施例1至4制备得到的隔热介质用于制备窗膜样品，对所制得的窗膜样品按照本领域通常方法进行隔热效果测试，实验结果如图3所示。如图3所示，通过本发明方法制备得到的纳米隔热介质应用到窗膜产品中，纳米隔热窗膜的隔热效果显著。
权利要求
1.一种用于窗膜的纳米隔热介质，其特征在于，由粒径为10 IOOnm的纳米金属氧化物浆料、稀释剂、分散剂和流平剂组成，其中稀释剂、分散剂和流平剂含量分别为纳米金属氧化物浆料重量的150% 350%、1% 10%和0. 3% 1%。纳米金属氧化物浆料选自氧化锡锑、氧化铟锑、氧化铝锌和氧化锌镓；稀释剂选自乙酸乙酯、丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、异丙醇、醋酸丁酯和甲基异丁酮；分散剂选自聚醚改性三硅氧烷、甲氧基乙酸丙酯、甲基丙烯酸和马来酸-丙烯酸共聚物；流平剂选自德国拜尔生产BI307、BYK306, BYK323,或德谦化工公司生产的 Levaslip432>Levaslip466 禾口 Levaslip810o
2.根据权利要求1所述的用于窗膜的纳米隔热介质，其特征是，流平剂为选自德谦化工公司生产的 Levaslip432、Levaslip466 和 Levaslip810。
3.权利要求1或2所述的纳米隔热介质的制备方法，其特征在于，包括如下步骤(1)按重量配比称取纳米金属氧化物浆料和稀释剂，倒入密闭容器中；(2)称取分散剂，倒入密闭容器中，加热容器，保持温度为30 80°C；(3)将剪切机放入密闭容器正中央后密封，剪切时间为10 60分钟；(4)称取流平剂，慢慢倒入密闭容器中，再剪切10 60分钟。
4.根据权利要求3所述的纳米隔热介质的制备方法，其特征在于，密封容器的材质为玻璃或聚四氟乙烯。
5.根据权利要求3所述的纳米隔热介质的制备方法，其特征在于，步骤( 中加热温度为 50 60°C。
6.根据权利要求3所述的纳米隔热介质的制备方法，其特征在于，步骤中，加入密闭容器中的物质总体积不超过密闭容器容量的三分之二。
全文摘要
本发明公开了一种用于窗膜的纳米隔热介质，由粒径为10～100nm的纳米金属氧化物浆料浆料、稀释剂、分散剂和流平剂组成，其中稀释剂、分散剂和流平剂含量分别为纳米金属氧化物浆料重量的150％～350％、1％～10％和0.3％～1％。本发明还公开了前述纳米隔热介质的制备方法。通过本发明方法制备得到的纳米隔热介质具有隔热性优良、透明性高、使用简便、性价比高等特点，可广泛应用于汽车膜、建筑物膜、安全膜等产品。
文档编号C03C17/00GK102344252SQ201010243199
公开日2012年2月8日 申请日期2010年8月3日 优先权日2010年8月3日
发明者丁基哲, 余爱平, 李佳怡, 李学成 申请人:上海沪正纳米科技有限公司