CN106010183A - 纳米隔热浆料、涂料、其制作工艺及于隔热窗膜的应用 - Google Patents

纳米隔热浆料、涂料、其制作工艺及于隔热窗膜的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纳米隔热浆料、纳米隔热涂料的制作工艺、所制成的纳米隔热浆料、纳米隔热涂料以及于隔热窗膜的应用。制作工艺包含以下步骤：混合三氧化钨(WO3)、分散剂以及溶剂，以形成分散悬液；执行研磨程序；执行超声波程序；以及调整分散悬液的pH值至7.5～8.0，以形成纳米隔热浆料。在本发明中，由于使用分散剂、透过研磨以及超声波程序并且调整反应溶液的pH值在合适的区间内。如此一来，纳米粉体的超声波分散，机械研磨等解聚工艺，并且借助外力的剪切作用而使纳米粒子有效分散在介质中，因而所制得的纳米隔热浆料性能稳定，可维持较长时间而不凝聚。

Description

纳米隔热浆料、涂料、其制作工艺及于隔热窗膜的应用
技术领域
本发明涉及纺织领域，特别是一种纳米隔热浆料、纳米隔热涂料的制作工艺、所制成的纳米隔热浆料、纳米隔热涂料以及于隔热窗膜的应用。
背景技术
近年来随着环保意识的抬头，国家对建筑节能方面越来越重视。国务院、科技部每年都在出台相关的节能减排政策，并支持和鼓励研发生产节能减排成品。同时，节能减也排列为十二五的重点项目。
纳米WO3所制作的高性能隔热窗膜，可同时满足高透明和高的清晰度。详细来说，在可见光透过率大于70％时，仍可以有高达90％以上的红外线阻隔率。纳米WO3又有很好的耐候性和性能稳定性能。因此，此产品完全符合当前市场的迫切需求，并展现出可观的市场前景。
然而，由于纳米颗粒粒径小、表面原子比例大、比表面大、表面能大，因而纳米颗粒处于能量不稳定状态,而容易团聚导致颗粒增大。
因此，如何研制高悬浮稳定性的纳米WO3，是本领域技术人员所需解决的技术问题。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种纳米隔热浆料、纳米隔热涂料的制作工艺、所制成的纳米隔热浆料、纳米隔热涂料以及于隔热窗膜的应用，解决了纳米颗粒不稳定而容易团聚导致颗粒增大的问题。
本发明提供一种纳米隔热浆料的制作工艺，制作工艺包含以下步骤：混合三氧化钨(WO3)、分散剂以及溶剂，以形成分散悬液；执行研磨程序；执行超声波程序；以及调整分散悬液的pH值至7.5～8.0，以形成纳米隔热浆料。
优选地，三氧化钨的重量百分比为10％-20％、分散剂的重量百分比为2％-10％，上述重量百分比是以分散悬液的总重为基准。
优选地，于调整分散悬液的pH值的步骤中，是透过pH值调节剂来调整分散悬液的pH值，且pH值调节剂的重量百分比为2％-5％。
本发明还提供一种纳米隔热浆料，纳米隔热浆料是由上述纳米隔热浆料的制作工艺所制成。
本发明还提供一种纳米隔热涂料的制作工艺，制作工艺包含以下步骤：混合上述的纳米隔热浆料与溶剂；混合前述溶液与复合胶；以及混合前述溶液与固化剂，以形成纳米隔热涂料。
优选地，复合胶是由以下步骤所制成：混合胶水与溶剂；以及混合前述溶液与硅氧烷偶联剂，以形成硅树脂改性丙烯酸乳液。
优选地，胶水为聚氨酯胶水。
本发明还提供一种纳米隔热涂料，纳米隔热涂料是上述纳米隔热涂料的制作工艺所制成。
本发明还提供一种隔热窗膜，隔热窗膜的表面涂布有上述的纳米隔热涂料。
本发明提供的纳米隔热浆料、纳米隔热涂料的制作工艺、所制成的纳米隔热浆料、纳米隔热涂料以及于隔热窗膜的应用，具有如下有益效果：
(1)本发明使用分散剂、透过研磨以及超声波程序并且调整反应溶液的pH值在合适的区间内，因而可制得性能稳定的纳米隔热浆料。
(2)本发明隔热窗膜使用性能稳定的纳米隔热浆料，隔热效果显著持久，不氧化、不褪色、不阻隔GPS、高隔热、高透光、低反光、色泽持久、使用寿命长。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明的纳米隔热浆料的制作工艺的流程图。
图2是本发明的纳米隔热涂料的制作工艺的流程图。
图3是本发明的复合胶的制作工艺的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
首先，请参见图1，图1是本发明的纳米隔热浆料的制作工艺的流程图。如图所示，本发明的纳米隔热浆料的制作工艺包含以下步骤：
S11混合三氧化钨、分散剂以及溶剂。在本实施例中，所使用的分散剂为聚丙烯酸钠，溶剂为乙酸乙酯。
S12执行研磨程序。详细来说，是以研磨机1200rpm高速研磨120分钟。
S13执行超声波程序。详细来说，所使用的超声波的功率为90W、超声的频率为40kHz，并且超声时间为60分钟。其中，超声波在介质中产生正负压强下受到挤压和牵引，而可有效使纳米粒子均匀分散。
S14调整所述分散悬液的pH值至7.5～8.0。详细来说，根据DLVO理论,在Zeta电位的绝对值较大时，颗粒表面的双电层主要表现为斥力，即具有较强的静电效应；而在等电点时这种斥力最小，几乎没有静电斥力。一般在Zeta电位绝对值大于30mV时，浆料具有较高的稳定性。也就是说，本发明透过调整分散悬液的pH值至7.5～8.0而可有效控制其Zeta电位，进而维持所制成的纳米隔热浆料的稳定性。
在本发明实施例中，由于使用分散剂、透过研磨以及超声波程序并且调整反应溶液的pH值在合适的区间内。如此一来，纳米粉体的超声波分散，机械研磨等解聚工艺，并且借助外力的剪切作用而使纳米粒子有效分散在介质中，因而所制得的纳米隔热浆料性能稳定，可维持较长时间而不凝聚。
在本实施例及部分其他实施例中，三氧化钨的重量百分比为10％-20％、分散剂的重量百分比为2％-10％，上述重量百分比是以分散悬液的总重为基准。由于三氧化钨以及分散剂的重量具有上述配比关系，因而所制得的纳米隔热浆料性能更为稳定。详细来说，三氧化钨的重量百分比例如为10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％，另一方面，分散剂的重量百分比例如为2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％。使用者可以根据其需求来调整三氧化钨以及分散剂的配比关系。
在本实施例及部分其他实施例中，于调整分散悬液的pH值的步骤中，是透过pH值调节剂来调整分散悬液的pH值，且pH值调节剂的重量百分比为2％-5％。详细来说，pH值调节剂的重量百分比例如为2％、3％、4％、5％。
以下透过数个实验来检测本发明所制成的纳米隔热浆料的稳定性。
(1)沉降实验：
将制备的水性分散液倒入10毫升刻度试管中，静置7日后，测其上层清水柱高度。详细来说，清水柱高度越高，说明纳米粒子越不稳定。本发明的纳米隔热浆料的清水柱较现有技术低至少20％。
(2)紫外–可见分光光度计测试：
将纳米隔热浆料分散液置于离心机上以3000rpm离心10分钟。取上层清液置入比色皿中，用日立U-3010紫外–可见分光亮度计测定其在600nm波长处的透光率。透光率越低，表明分散液分散稳定性越好。本发明的纳米隔热浆料的透光率较现有技术低至少25％。
根据上述本发明实施例所揭露的纳米隔热浆料的制作工艺，所制成的纳米隔热浆料经由BT-9300H激光粒径仪检测，纳米粒子的粒径介于30～60纳米之间即可，并且纳米粒子可维持长时间稳定的状态。如此，即有效解决了现有技术悬浮稳定性不佳的问题。
以下介绍将本发明所制成的纳米隔热浆料制成纳米隔热涂料的制作工艺。请参见图2，图2是本发明的纳米隔热涂料的制作工艺的流程图。如图所示，本发明的纳米隔热涂料的制作工艺包含以下步骤：
S21混合纳米隔热浆料与溶剂。在本实施例中，所使用的溶剂为乙酸乙酯，并且纳米隔热浆料与溶剂的重量比为2:1。在此步骤中，是透过500rpm的转速搅拌1小时以达到均匀混合的目的。
S22混合前述溶液与复合胶。详细来说，是将步骤S21所制得的溶液与复合胶混合搅拌10分钟，以达到充分混合的效果。其中，复合胶的重量百分比为10％-15％。详细来说，pH值调节剂的重量百分比例如为11％、12％、13％、14％、15％。
S23混合前述溶液与固化剂。详细来说，加入固化剂3pt，并且搅拌20分钟。
根据本发明上述实施例所揭露的纳米隔热浆料的制作工艺，可有效制得透明的纳米隔热浆料。其中，纳米隔热浆料中的纳米隔热浆料具有高稳定性，可维持长时间不凝聚。
以下介绍本发明所使用的复合胶，请参阅图3，图3是本发明的复合胶的制作工艺的流程图。如图所示，复合胶是由以下步骤所制成：
S31混合胶水与溶剂。在本实施例中，所使用的溶剂为丁酮，并且胶水与溶剂的重量比为1:1。在此步骤中，是透过500rpm的转速搅拌1小时以达到均匀混合的目的。
S32混合前述溶液与硅氧烷偶联剂。详细来说，硅氧烷偶联剂的重量百分比为1％-5％，例如为1％、2％、3％、4％、5％。藉此，以形成硅树脂改性丙烯酸乳液，进而作成膜物使用。
在本实施例及部分其他实施例中，胶水为聚氨酯胶水。藉此，以达到较佳的黏合效果。
根据本发明上述实施例所揭露的纳米隔热涂料的制作工艺，可有效制得透明的纳米隔热涂料。纳米隔热涂料可广泛的应用于各种领域，具有相当的经济价值。
接着，本发明再透过狭缝式涂布工艺将搅拌均匀的纳米隔热涂料均匀涂布在23微米PET基膜表面。其中，涂布的厚度为实质上为8微米，经过精密复合后制得具有隔热性能的半成品材料。经过24小时，在60摄氏度熟化后，再进行高透明丙烯酸压敏胶的精密涂布，并与离型膜进行复合。并在背面进行UV精密涂布，经由紫外光固化，厚度为实质上为2微米左右。如此，即可将本发明的纳米隔热涂料制备成窗膜。
所制成的窗膜经由测试，表面硬度＞3H；可见光透过率＞70％；红外线阻隔率＞90％，haze≤1.3,(QUV1000hrs测试)△E≤0.5。
如上所述，根据本发明的纳米隔热涂料所制成的窗膜，其隔热效果显着持久，不氧化、不褪色、不阻隔GPS、高隔热、高透光、低反光、色泽持久，寿命长的完美窗膜产品。
本发明提供的纳米隔热浆料、纳米隔热涂料的制作工艺、所制成的纳米隔热浆料、纳米隔热涂料以及于隔热窗膜的应用，具有如下有益效果：
(1)本发明使用分散剂、透过研磨以及超声波程序并且调整反应溶液的pH值在合适的区间内，因而可制得性能稳定的纳米隔热浆料。
(2)本发明隔热窗膜使用性能稳定的纳米隔热浆料，隔热效果显著持久，不氧化、不褪色、不阻隔GPS、高隔热、高透光、低反光、色泽持久、使用寿命长。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰。这些改进和修饰也应当落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种纳米隔热浆料的制作工艺，其特征在于，所述制作工艺包含以下步骤：混合三氧化钨(WO3)、分散剂以及溶剂，以形成分散悬液；执行研磨程序；执行超声波程序；以及调整所述分散悬液的pH值至7.5～8.0，以形成纳米隔热浆料。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述三氧化钨的重量百分比为10％-20％、分散剂的重量百分比为2％-10％，上述重量百分比是以所述分散悬液的总重为基准。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，于所述调整所述分散悬液的pH值的步骤中，是透过pH值调节剂来调整所述分散悬液的pH值，且所述pH值调节剂的重量百分比为2％-5％。
4.一种纳米隔热浆料，其特征在于，所述纳米隔热浆料是由权利要求1-3中的任一所述的制作工艺所制成。
5.一种纳米隔热涂料的制作工艺，其特征在于，所述制作工艺包含以下步骤：混合权利要求4所述的纳米隔热浆料与溶剂；混合前述溶液与复合胶；以及混合前述溶液与固化剂，以形成纳米隔热涂料。
6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于，所述复合胶是由以下步骤所制成：混合胶水与溶剂；以及混合前述溶液与硅氧烷偶联剂，以形成硅树脂改性丙烯酸乳液。
7.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，所述胶水为聚氨酯胶水。
8.一种纳米隔热涂料，其特征在于，所述纳米隔热涂料是权利要求5-7中的任一所述的制作工艺所制成。
9.一种隔热窗膜，其特征在于，所述隔热窗膜的表面涂布有权利要求8所述的纳米隔热涂料。
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