纳米隔热保温透明涂料精品PPT课件

透明隔热涂料的国内外研究进展
Nishihara 等采用共沉淀法制备出ATO 和ITO 纳米粉 体，并与树脂复配，获得的透明隔热涂料
在可见光区透光率大于80%、而在近红外区透过率很 低;
Kaneko 等把SnO2、ITO、ATO 纳米颗粒与聚丙烯酸 酯制成复合涂料，
其在可见光区吸收率几乎为零，而对红外热辐射具有 很好的阻隔作用。
紫外区( 波长0． 2 ～ 0． 4 μm) 占总能量的5%， 可见光区( 波长0． 34 ～ 0． 72 μm) 占总能量的45%， 近红外( 波长0． 72 ～ 2． 5 μm) 占总能量的50%。 可见，太阳光谱中的能量绝大部分分布在可见光和近
红外区，其中近红外区占太阳辐射总能量的一半， 若能选择性有效阻隔近红外能量而维持一定的可见光
较高的吸收率和反射率， 将这些纳米材料与树脂复配成透明隔热保温涂料，并用于玻璃
镀膜和喷涂，可使玻璃在维持较高可见光透过率的同时提高对 红外波段的隔热效果，从而使建筑玻璃具有较理想的透明和隔 热效果，对于降低建筑空调能耗和实现节能减排具有重要的意 义。
透明隔热涂料的隔热原理
太阳辐射的能量主要集中在波长为0． 2 ～ 2． 5μm 的范围内，其中：
前言
随着社会和经济的快速发展，全球对能源的需求日益 增大，能源消耗同时也带来环境问题，因此能源和环 境成为制约当今人类社会发展的瓶颈。建筑能耗约占 人类总能耗的30% ～ 40%，其中约半数是由建筑采暖 或制冷等空调造成的，而通过门窗散失的热量约占整 个建筑空调耗能的30%。
另一方面，随着现代建筑对室外景观和室内采光等要 求的提高，往往采用较大面积的玻璃窗或玻璃幕墙结 构，而建筑玻璃作为隔热保温的薄弱环节，在保证玻 璃采光的同时如何提高其保温隔热性能成为降低建筑 能耗的重要途径。
溶液中，可获得纳米透明隔热涂料， 可用于玻璃或树脂等表面形成透明隔热膜。
透明隔热涂料的隔热原理
在水性聚氨酯中加入纳米功能 粉体、消泡剂、润湿剂等制得 透明隔热涂料，并用于普通白 玻表面形成涂膜，
测试涂覆透明隔热涂料前后的 透射光谱，如图1，
可看出玻璃隔热涂层在可见光 区具有很好的透光性，而对近 红外光线具有很好的屏蔽性。
对于涂料透明隔热机理，何秋 星等提出ZnO、TiO2纳米颗粒 的屏蔽作用是基于对紫外光的 吸收;
透明隔热涂料的隔热原理
通过对ATO/PU 涂层进行光谱性能测试，证明： ATO 纳米颗粒对红外波段辐射 以吸收为主，反射为辅; 认为透明隔热涂膜对热辐射阻隔作用是吸收和反射共
同作用的结果，
具体表现为涂膜吸收热辐射使涂层温度升高，然后经 对流传热将热量传递给空气，因此涂膜对于红外辐射 可起到“变相反射”作用，
透过率，即可实现透光隔热( 即不影响采光而达到红 外区隔热)的目的 。
透明隔热涂料的隔热原理
纳米ITO、ATO 等纳米微粒 对太阳光谱具有理想的选择性， 在可见光区透过率高， 对红外光却具有很好的屏蔽性； 而TiO2、Fe2O3、Al2O3等纳米颗粒 具有很强的紫外波段吸收能力， 若将这些具有特殊功能的纳米微粒分散后加入到树脂
前言
为了提高建筑玻璃的隔热保温性能，人们研究出多种 新型玻璃材料，如:金属镀膜隔热玻璃、真空玻璃、贴 膜玻璃、 Low － E 玻璃等节能玻璃，
Low － E 玻璃：Low-E玻璃又称低辐射玻璃，是在玻 璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品。 其镀膜层具有对可见光高透过及对中远红外线高反射 的特性，使其与普通玻璃及传统的建筑用镀膜玻璃相 比，具有优异的隔热效果和良好的透光性。
但这些玻璃往往存在透光率低、隔热效果不佳、工艺 条件控制复杂、价格昂贵等一种或多种原因，限制了 其发展和应用。
纳米透明隔热涂料的构成
近年来，随着纳米材料和制备技术的发展，某些金属氧化物因 具有特殊的光学和热学性能逐渐受到人们的关注，并在建筑玻 璃隔热方面获得了发展和运用，例如：
氧化铟锡( ITO) 、 氧化锡锑( ATO) 、 氟掺杂氧化锡( FTO) 、 铝掺杂氧化锌( AZO) 等， 这些纳米材料在可见光区有较高的透过率，而在红外光区却有
明隔热涂料的国内外研究进展
Takeda 等在树脂基体中掺入ATO、ITO、LaB6等纳米 颗粒形成镀膜，利用ATO、ITO 阻隔波长较长的红外 光，而利用LaB6阻隔波长较短的红外光，使其在整个 红外波段具有低透光率，而在可见光区具有高透过率。
Chonan 和Kuno将ATO 隔热浆料与丙烯酸紫外光( UV) 固化树脂混合，制得隔热涂料，将其涂在PET 聚酯膜 表面，所得涂膜对太阳辐射透过率低于56． 5%;
顾广新等利用具有常温相变功能的VO2，将掺钨VO2和ATO 粉 体混合，分散成浆料添加到水性聚氨酯涂料中，制得具有一定 智能相变温度控制的功能型透明隔热保温涂料。
透明隔热涂料在国内外的应用
国外对透明隔热涂料在建筑玻璃上的使用普及率极高，美 国对建筑玻璃的透明隔热涂层普及率超过90%，澳大利亚、 新西兰等国使用率也都在75%以上，而在亚洲地区除中国 香港和台湾地区及日本、韩国外，其它国家对建筑玻璃的 透明隔热涂层使用率平均不到20%，而我国大陆建筑玻璃 的透明隔热涂料使用率目前尚不足10%。
国内对透明隔热纳米涂料研究起步较晚，但也取得了重要的研 究进展。
张永进和赵石林制备出ATO、ITO 水性纳米分散体，并以水性 聚氨酯等透明树脂为载体，获得具有良好的光谱选择性的透明 隔热涂料，在可见光区具有高的透过性，并能有效阻隔红外光 区的热辐射。
孟庆林等将ATO 纳米粉体分散在醇类溶剂中，然后与水性聚氨 酯混合，常温下涂在玻璃表面制成低辐射玻璃。
当空气流动速度比较大时，空气对流传热速率加快， 涂膜将具有更好的隔热效果。
透明隔热涂料的隔热原理
透明隔热涂料的国内外研究进展
目前，有关透明隔热纳米涂料的研究主要集中在美国、 日本、韩国和欧洲等国，
美国Nanophase 公司率先将半导体纳米材料( ITO、 ATO、ZnO、A12O3、TiO2等) 制成分散稳定的水性或 溶剂型浆料，然后再将其作为涂料应用到玻璃镀膜中， 获得隔热、耐磨、紫外屏蔽和隔绝红外线等复合功能。