发挥纳米材料的性能。二氧化轨纳米粉体定向排列，能 提高涂层的可见光透过率，可以提高涂层的透明度和智能调节性能，降低涂层雾度，几乎可 以完全屏蔽紫外线，同时能对太阳光中能量较高的红外线进行智能调节（从高低温红外线 透过差值可以看出）。本发明利用合适的定向排列剂，使得纳米粉体定向排列，真正发挥纳 米材料的性能，接近理论计算的结果，所制备的的智能温控涂层对红外光的调控性能显著 提高，接近理论计算的结果。本发明则是通过涂层法制备的，同时本发明制备的涂层透明度 更高，雾度更小，性能更优异。本发明的制备方法简单，便于大规模操作，不但可以用于原有 玻璃窗的节能化改造，并且可以涂覆在不同衬底上，扩大二氧化钒的应用性。
【附图说明】
[0029] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。
[0030] 图1为本发明的一种具有定向结构的智能温控涂层的高低温曲线图； 图2为由未经有机改性的二氧化钒粉体制备的智能温控涂层的高低温曲线图。
【具体实施方式】
[0031] 为更好地理解本发明，下面通过以下实施例对本发明作进一步具体的阐述，但不 可理解为对本发明的限定，对于本领域的技术人员根据上述
【发明内容】
所作的一些非本质的 改进与调整，也视为落在本发明的保护范围内。
[0032] 实施例1 (1) 二氧化钒粉体浆料的制备： 取各组分质量如下： 二氧化轨纳米粉体（掺杂鹤，粒径20?IOOnm)，IOg 去离子水（分散介质），89. 5g 改性丙烯酸分散剂，〇. 5g 将有机改性纳米粉体加入去离子水高速搅拌预分散lOmin，再加入分散剂超声分散 30min，在高速搅拌机上搅拌处理lh，得到二氧化f凡混合粉体衆料； (2) 制备二氧化钒智能温控涂层1 各原料占质量百分数为： 聚合物树脂（水性丙烯酸树脂）：40% 本实施例制得的二氧化钒复合粉体浆料（固含量10% ) :50% 去离子水：9% 聚乙烯吡咯烷酮（定向排列剂）：1% 在二氧化钒粉体浆料中加入水性丙烯酸树脂和去离子水，聚乙烯吡咯烷酮，在 lOOOrad/min下高速搅拌搅拌lh，得到水性二氧化钒智能温控涂料。所得到的二氧化钒智 能温控涂料用辊涂的方式涂布到PET上，涂层厚度控制在2. 5微米，得到的智能温控涂层基 本性能见表1。
[0033] 实施例2 (1)二氧化钒复合粉体浆料的制备： 取各组分质量如下： 二氧化轨纳米粉体（不掺杂，粒径20?60nm)，5g 醋酸乙酯（分散介质），94.5g 聚氨醋分散剂，〇. 〇5g 将纳米粉体加入醋酸乙酯高速搅拌预分散l〇min，再加入分散剂超声分散30min，在高 速搅拌机上搅拌处理lh，得到二氧化钒粉体浆料； 本实施例中所得到的二氧化钒复合粉体浆料的主要性能见表1 ; (2)制备二氧化钒智能温控涂层2 各原料占质量百分数为： 聚丙條fe树脂：40% 本实施例制得的制得的二氧化钒粉体浆料（固含量5% ) :40% 乙酸乙酯：18% 醋酸丁酸纤维素：2% 在二氧化钒粉体浆料中加入聚丙烯酸树脂和乙酸乙酯，再加入醋酸丁酸纤维素，在 1000rad/min下高速搅拌搅拌2h，得到二氧化|凡智能温控涂料。所得到的二氧化|凡智能温 控涂料用辊涂的方式涂布到PET上，涂层厚度控制在3. 5微米，得到的智能温控涂层基本性 能见表1。
[0034] 实施例3 (1) 二氧化钒复合粉体浆料的制备： 取各组分质量如下： 二氧化轨纳米粉体（掺杂鹤，粒径20?IOOnm)，15g 丁酮，73g 改性聚酯分散剂，2g 将纳米粉体加入丁酮高速搅拌预分散5min，再加入分散剂超声分散20min，在高速搅 拌机上搅拌处理lh，得到二氧化钒粉体浆料； (2) 制备二氧化钒智能温控涂层3 各原料占质量百分数为： 聚氨酯树脂：35% 本实施例制得的制得的二氧化钒粉体浆料（固含量15% ) :45% 丁酮：19% 醋酸丁酸纤维素：1% 在二氧化轨粉体楽·料中加入聚氨醋树脂和丁酮，在2500rad/min下高速搅拌搅拌3h， 得到二氧化钒智能温控涂料。所得到的二氧化钒智能温控涂料用喷涂的方式涂布到PET 上，涂层厚度控制在2微米，得到的智能温控涂层基本性能见表1。
[0035] 比较例4 (1)二氧化钒粉体浆料的制备： 取各组分质量如下： 二氧化轨纳米粉体（掺杂鹤，粒径20?IOOnm)，IOg 去离子水（分散介质），89. 5g 改性丙烯酸分散剂，0. 5g 将有机改性纳米粉体加入去离子水高速搅拌预分散lOmin，再加入分散剂超声分散 30min，在高速搅拌机上搅拌处理lh，得到二氧化f凡粉体衆料； (2)制备二氧化钒智能温控涂层，该过程不加入定向排列剂 各原料占质量百分数为： 聚合物树脂（水性丙烯酸树脂）：40% 本实施例制得的二氧化钒粉体浆料（固含量10% ) :50% 去离子水：9% 在二氧化轨粉体楽·料中加入水性丙稀酸树脂和去离子水，在l〇〇〇rad/min下高速搅拌 搅拌lh，得到水性二氧化钒智能温控涂料。所得到的二氧化钒智能温控涂料用辊涂的方式 涂布到PET上，涂层厚度控制在2. 5微米，得到的智能温控涂层基本性能见表1。
[0036] 参看下表1，本发明的涂层具有较高的可见光透过率，同时几乎可以完全屏蔽紫外 线，同时能对太阳光中能量较高的红外线进行智能调节（从高低温红外线透过差值可以看 出），同时涂层外观透明光亮（涂层雾度低）；而且同非定向排列涂层（对比例4)相比，本 方法得到的涂层智能调控率更好，可见光透过率低，雾度更小。
[0037] 表1(涂料性能测试）：
【主权项】
1. 一种具有定向结构的智能温控涂层，其特征在于：所述智能温控涂层是由二氧化钒 复合粉体浆料、涂料树脂、溶剂和定向排列剂混合后涂布于基材上形成的涂层；所述二氧化 钒复合粉体浆料包括二氧化钒复合粉体、分散剂和分散介质，所述二氧化钒复合粉体包括 化学组成为的二氧化钒纳米粉体，其中M为掺杂元素，0 < x < 0. 5。
2. 如权利要求1所述的智能温控涂层，其特征在于：按形成智能温控涂层混合液的 重量百分比计，各组分所占的比例为：二氧化钒复合粉体浆料为10 %?40 %，涂料树脂为 10%?50%的，溶剂为10%?80%的。
3. 如权利要求1所述的智能温控涂层，其特征在于：所述元素M为钪、钛、钒、铬、锰、 铁、钴、镍、铜、锌、锡、钨、钼、钌、铌中的一种或多种。
4. 如权利要求1所述的智能温控涂层，其特征在于：所述二氧化f凡纳米粉体为金红石 相二氧化钒纳米粉体，相变温度在-20?70°C可调；所述二氧化钒纳米粉体的颗粒尺寸在 200nm以下；所述二氧化f凡纳米粉体的固含量为0. 1% -50%;所述涂层干膜厚度为0. 05? 50um〇
5. 如权利要求1所述的智能温控涂层，其特征在于：所述定向排列剂为醋酸丁酸纤维 素、聚乙烯吡咯烷酮或聚N-异丙基丙烯酰胺的一种或多种，所述定向排列剂的含量为二 氧化钒复合粉体含量的1?100%。
6. 如权利要求1所述的智能温控涂层，其特征在于：所述涂料树脂包括聚丙烯酸树脂、 聚酯树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、醇酸树脂和环氧树脂中的一种或多种；所述溶剂包括 乙酸乙酯、甲苯、丁酮、水、酒精、乙酸丁酯中的一种或多种。
7. 如权利要求1所述的智能温控涂层，其特征在于：所述分散剂包括有机硅分散剂、 硬脂酸、高分子量丙稀酸分散剂、高分子量聚氨醋分散剂、高分子量聚醋分散剂的一种或多 种。
8. 如权利要求1所述的智能温控涂层，其特征在于：所述分散介质包括乙酸乙酯、甲 苯、丁酮、水、酒精、乙酸丁酯中的一种或多种；所述二氧化钒复合粉体与分散介质重量比为 1:1 ?1:1000。
9. 如权利要求1所述的智能温控涂层，其特征在于：所述基材是PP、PE、PA、PVC、PET 或PMMA的塑料薄膜，或者由所述塑料薄膜制备的纤维或编织袋。
10. -种如权利要求1-9任一所述的智能温控涂层的制备方法，其特征在于：将二氧化 钒复合粉体加入的分散介质中，高速搅拌进行预分散，之后在混合物中再加入分散剂，高速 搅拌得混合均匀的二氧化钒复合粉体浆料；通过超声、球磨和/或砂磨的分散方法使所述 浆料混合均匀，得到二氧化钒复合粉体浆料；在二氧化钒复合粉体浆料中加入涂料树脂，然 后再加入溶剂和定向排列剂，高速搅拌搅拌得到形成涂层的混合液（涂料），高速搅拌的转 速为1000?3000rad/min ;超声的功率为50?5000W，频率为21KHZ ;球磨机转速为10? 2000rad/min ;砂磨机的转速可以为10?2000rad/min ;研磨介质为二氧化错球，粒径为 0. 02mm?50mm ;采用喷涂、刮涂、刷涂、淋涂或棍涂的涂布方式。
【专利摘要】本发明公开了一种具有定向结构的智能温控涂层，所述智能温控涂层是由二氧化钒复合粉体浆料、涂料树脂、溶剂和定向排列剂混合后涂布于基材上形成的涂层；所述二氧化钒复合粉体浆料包括二氧化钒复合粉体、分散剂和分散介质，所述二氧化钒复合粉体包括化学组成为V1-xMxO2的二氧化钒纳米粉体，其中M为掺杂元素，0≤x≤0.5。所述智能温控涂层的利用合适的定向排列剂，使得二氧化钒纳米粉体在涂层中定向排列，真正发挥纳米材料的性能。二氧化钒纳米粉体定向排列，能提高涂层的可见光透过率，可以提高涂层的透明度和智能调节性能，降低涂层雾度，几乎可以完全屏蔽紫外线，同时能对太阳光中能量较高的红外线进行智能调节。
【IPC分类】C09D133-00, C08J7-04, C09D7-12, C09D5-00, C08L67-02, C09D175-04
【公开号】CN104530872
【申请号】CN201410841453
【发明人】刘奕燎, 李永鸿, 吴耀根, 陈广建
【申请人】佛山金智节能膜有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月30日