一种高分子基红外吸收材料在制备全高分子隔热膜中的应用
【技术领域】
[0001]本发明属于高分子基材料的应用领域，特别涉及一种高分子基红外吸收材料在制备全高分子隔热膜中应用。
【背景技术】
[0002]随着世界能源消耗的日渐加剧、储量的减少，同时能源使用过程中带来的环境污染等问题的出现，导致人们越来越关注和重视如何能在生活中减少能源的消耗。众所周知，红外光能量占太阳光总能量的50%左右，是产生热量的主要来源，在一定程度上会给人们的生活带来很多不适，导致目前人们家中、企业工厂等室内建筑大量使用空调来调节温度。目前汽车行业的大力发展，加大了汽车空调的使用数量，这就会大大加剧能源的消耗，同时排除污染气体。对于这一现象，目前一些光学材料和涂层在现代建筑或是汽车玻璃上作为屏蔽太阳光中的红外光有着广泛的应用。红外屏蔽薄膜主要是利用内部红外吸收或屏蔽材料的性能达到良好的红外光屏蔽效果。
[0003]目前，有几类红外吸收薄膜被研究:第一种是金属薄膜，如银、铜薄膜，它可以屏蔽一部分的可见和红外光，这类薄膜主要是利用真空热蒸发方法或是磁控溅射法制得，但是这种方法代价较为昂贵以及不利于大面积制备；第二种是纳米材料薄膜，这类薄膜主要是用溶液法制备，如贵金属纳米材料(银/金纳米颗粒)、稀土元素纳米材料和金属氧化半导体纳米材料(ΙΤΟ，ΑΖ0)，但是这类材料只能在某一特定波长下有吸收，或是只能吸收大于1500纳米的红外光。第三种是目前研究较多，效果较好的钨基纳米材料，但是这类材料价格较贵并且这些包含重金属的薄膜会给环境带来污染，不利于推广应用。因此，需要开发一种制备方法简单、环境友好型的红外光屏蔽材料。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种高分子基红外吸收材料在制备全高分子隔热膜中的应用，该发明中利用的方法简单，利用高分子基红外吸收材料制备得到的全高分子隔热膜具有良好的可见光透过性和红外光屏蔽性能，在全高分子隔热薄膜方面展现了巨大的应用价值。
[0005]本发明的一种高分子基红外吸收材料在制备全高分子隔热膜中的应用，所述高分子基红外吸收材料和高分子成膜材料混合，涂布在载体上，干燥成膜；其中，高分子基红外吸收材料有效吸收近红外光。
[0006]所述高分子基红外吸收材料为聚吡咯、聚苯胺或聚3，4-乙撑二氧噻吩PEDOT纳米材料。
[0007]所述高分子成膜材料具有无毒、工业合成技术成熟、透明性能良好和价格低廉的特点。
[0008]所述高分子成膜材料为丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸乙二酯PET、聚二甲基硅氧烷PDMS或聚丙烯PP。
[0009]所述载体为玻璃。
[0010]所述干燥成膜后的薄膜具有优良的可见光透过性和良好的柔韧性。
[0011]所述干燥成膜后的薄膜经过光学测试得出，在紫外和红外光波段具有良好的屏蔽性能；太阳光模拟实验中得出薄膜具有良好的隔热性能，同时薄膜的温度变化可以通过薄膜的类型加以调节:高分子红外吸收纳米材料含量不变改变薄膜的厚度，或是厚度不变改变高分子红外吸收纳米材料的含量等。因而高分子基红外吸收材料在制备全高分子隔热薄膜材料方面具有很好的应用前景。
[0012]所述干燥成膜后的薄膜为全高分子材料，不会带来重金属等其他的二次污染问题。
[0013]本发明利用高分子基红外吸收材料和高分子成膜材料，开发了全高分子薄膜用于隔热膜材料领域。
[0014]本发明中的高分子基红外吸收材料具有很强的近红外光吸收能力，因此可以用作新型高效的红外吸收材料。将这些纳米材料与高分子成膜材料混合，这些材料能够与成膜材料混合均匀，并且表现出良好的可见光透过性和红外光屏蔽性能。以涂有这种薄膜的玻璃作为窗户的暗盒内空气升温比以普通石英玻璃为窗户的暗盒内空气升温低得多。因此，这种高分子基红外吸收材料在全高分子隔热薄膜方面展现了巨大的应用价值。
[0015]聚吡咯纳米颗粒表现出了很强的红外吸收能力，并且成膜后薄膜拥有较强的可见光透过性和红外光屏蔽效果，这种全高分子材料薄膜在现代建筑或是汽车玻璃涂层上展现了巨大的应用价值；聚苯胺、聚3，4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)纳米材料具有良好的红外吸收性能；聚苯胺、聚3，4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)纳米材料与高分子成膜材料成膜后，具有良好的红外光屏蔽性能和可见光透过性。
[0016]聚吡咯纳米材料成膜的制备方法包括:其薄膜的制备方法如下:(A)将引发剂FeCl3.6H20和稳定剂聚丙烯醇(PVA)溶于去离子水中搅拌；然后转移到冰水浴中，加入吡咯单体，于5°C聚合4小时后离心分离，即得到聚吡咯纳米材料。(B)将合成好的聚吡咯溶液与丙烯酸树脂混合，搅拌使得聚吡咯均匀的分散于丙烯酸树脂中，然后将其混合液涂布在玻璃上，在50°C下干燥。干燥完全后将固化的薄膜从玻璃上揭下，即得到全高分子红外光屏蔽薄膜。(C)将涂有该薄膜的玻璃暗合与没有涂布薄膜的普通石英玻璃暗合在模拟太阳光下照射，测试期暗盒内空气温度变化。在相同的照射时间和光强下，窗口涂有高分子薄膜的玻璃的暗盒内温度明显低于对照组。
[0017]高分子基红外吸收材料具有良好的降解性能和稳定性。聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等高分子都表现出了良好的红外吸收性能。同时，作为成膜的高分子材料有丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚丙烯(PP)等。本发明利用高分子基红外吸收材料和高分子成膜材料，首次开发了全高分子薄膜用于隔热膜材料领域。
[0018]本发明制备的薄膜采用的是涂布/干燥法，克服了真空高温蒸发和磁控溅射法制备薄膜价格昂贵的缺点，又相对于金属薄膜材料避免了重金属等二次污染问题。并且，本发明中的全高分子红外屏蔽材料不仅具有良好的紫外和红外光屏蔽性能，还具有较好的可见光透过性。因此，这种聚吡咯纳米颗粒构建的全高分子薄膜材料在红外光屏蔽中展现了巨大的应用价值。
[0019]有益效果
[0020](I)本发明利用简单的合成方法制备高分子红外吸收纳米材料，其价格低廉、性能