在我國社會總能耗中建筑能耗約為30%,其中近一半建筑能耗是通過玻璃門窗損失的,所以建筑玻璃節能技術作為一種減少建筑能耗的手段受到廣泛關注。
目前常見的建筑玻璃節能技術主要有中空玻璃等降低傳導型建筑節能玻璃,以及透明隔熱涂料、陽光控制鍍膜玻璃、低輻射玻璃等降低輻射型建筑節能玻璃。其中透明隔熱涂料由于具有高的可見光透過率和近紅外遮蔽性能,且生產工藝簡單、成本低,是未來建筑玻璃節能技術的主要發展方向。
鎢青銅透明納米隔熱涂料因其環境友好,高隔熱的特點從眾多透明隔熱涂料中脫穎而出。但是目前隔熱性能好、透明度高的鎢青銅納米涂料制備過程中還存在原料毒性較大,操作條件要求高等缺點。論文采用水熱法制備銫鎢青銅透明水相納米分散體(CY-XW30),并采用溶液共混法制備透明有機無機復合隔熱涂層材料,研究制備工藝條件和共混工藝條件對納米顆粒形貌、分散性及光學性能等的影響,為低成本地實現銫鎢青銅(CY-XW30)復合涂層材料的綠色規模化制備奠定理論基礎。
論文主要研究內容和結論如下。以鎢酸鈉和硫酸銫為原料,采用水熱法制備出了透明的銫鎢青銅水相納米分散體(CY-XW30),考察了原料濃度、混合時間、水熱溫度等制備工藝條件對銫鎢青銅納米顆粒(CY-XW30)的形貌、結構、在水中的分散性能,以及其水相分散體光學性能的影響,確定了適宜的制備工藝條件為:鎢酸鈉濃度為0.3 mol/L,銫/鎢摩爾比為0.3:1,水/乙二醇體積比為60:15,前驅液攪拌時間為1h,水熱pH值為2,水熱升溫速率為2℃/min,水熱溫度為230 ℃,水熱時間為20 h。制備的銫鎢青銅納米顆粒(CY-XW30)粒徑小且粒度分布均勻,一次粒徑為5~20 nm,顆粒在水中分散均勻且穩定性好;銫鎢青銅透明水相納米分散體(CY-XW30)具有良好的光學性能,在500nm處具有75%可見光透過率的同時,對1000 nm處的近紅外光阻隔率可達91%。將具有良好光學性能的銫鎢青銅透明水(CY-XW30)相納米分散體與水性樹脂共混涂覆于玻璃基底上,制備得到了具有近紅外線阻隔作用的透明納米復合涂層材料。考察了水性樹脂種類、銫鎢青銅納米顆粒(CY-XW30)含量、涂層厚度等工藝條件對透明復合涂層材料力學性能和光學性能的影響,結果表明當水性樹脂為丙烯酸樹脂、銫鎢青銅納米顆粒(CY-XW30)與丙烯酸樹脂質量比為7.0%,涂層厚度為6 μm時,制備的涂層材料透明度高、具有良好的近紅外屏蔽性能和隔熱性能、表面硬度高、與玻璃基底有較強的附著力,納米復合涂層材料在500 nm處可見光透過率為74%時,對1000 nm處的近紅外光的阻隔率達到了 90%。
納米銫鎢青銅粉在新型導電、隔熱、紅外吸收材料的應用主要體現在以下幾個方面:
1.導電材料:納米銫鎢青銅粉具有良好的導電性能,可以用于制備導電涂料、導電膠、導電纖維等導電材料,用于電子、通訊、汽車、航天等領域。