纳米氧化锡锑粒子及水性透明隔热玻璃涂料的制备

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透明隔热涂料开发研究中最为关键的是具有隔热功能的填料纳米氧化锡锑(ATO)。但目前国内外对ATO的研究主要集中在制备工艺和条件对晶型、晶粒粒径、导电性能等方面的影响,鲜见各制备工艺因素对隔热效果的影响。本文采用化学共沉淀法,以SnCl4.5H2O和SbCl3为原料,以氨水为沉淀剂,制备了性能稳定的蓝色ATO粉体,经研磨分散后得到水性分散液,将其与树脂复配制得性能良好的水性透明隔热涂料。本文讨论了ATO粉体分散工艺(分散剂用量、分散液pH、研磨时间)对ATO分散性能的影响。实验最佳分散工艺参数包括:分散剂(TAZ-ND1)用量为分散液的2%,分散液pH在9.5~10.5之间,转速3000rpm,研磨时间为6hr。讨论了沉淀反应过程中搅拌速度和滴定时间对研磨分散后ATO粒径的影响。实验表明,搅拌速度在600rpm~700rpm,滴定时间约60min,制得的ATO粉体经研磨分散后粒径最小(100nm~120nm)。本文讨论了制备工艺条件对ATO粉体及隔热涂膜性能的影响,包括反应终点pH、掺锑量(n(Sb):n(Sn))、煅烧温度对粉体颜色、堆积密度、涂膜隔热效果、涂膜玻璃可见光透过率的影响。实验结果表明:反应终点pH越大,粉体颜色越深,可见光区平均透过率越小,粉体堆积密度和涂膜隔热效果随pH增大先增大后趋于稳定,pH5.0为转折点。ATO样品中掺锑量越大,粉体颜色越深,可见光区平均透过率越小;粉体堆积密度随掺锑量的增加先增大后减小,13%时最大;掺锑量为17%时涂膜隔热效果最好。粉体颜色随煅烧温度的提高先变深后变浅,800℃时粉体颜色最深,可见光区平均透过率随煅烧温度提高先减小后增大,800℃时最小;堆积密度随煅烧温度提高而增大;涂膜隔热效果随煅烧温度的提高先增大后减小,800℃时最好。另外,本文还筛选了多种市售水性ATO分散液制备相应涂膜,并在同等条件下与自制ATO得到的涂膜进行性能表征、比较。实验表明,由粒径和TEM测试可知ATO粒子在隔热涂料中分散均匀,未发生严重团聚。文中讨论了干膜中ATO含量对隔热效果的影响,当干膜中ATO含量为10%时,隔热效果最优,达5-7℃。讨论了干膜中ATO含量、涂膜厚度对涂膜玻璃可见光透过率的影响,当干膜中ATO含量为10%,湿膜厚度50μm时,可见光透过率在75%以上,可根据实际需要调整ATO含量和涂膜厚度。对比由自制ATO分散液和多款市售ATO分散液制备的透明隔热涂料,从隔热效果和可见光透过率两者综合来看,自制ATO分散液性能处在前列。
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