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
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
源自文库言
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。
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。
透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%;
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：
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
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，
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。
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。