專利名稱：一種摻鐿納米水性ato隔熱漿料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米粉體的分散方法，具體涉及一種摻鐿納米水性氧化錫銻 (ATO)隔熱漿料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)與社會(huì)生產(chǎn)的快速發(fā)展，能源和環(huán)境成為全社會(huì)日益矚目的 兩大問(wèn)題，從而為節(jié)能和環(huán)保提出了更高要求。建筑隔熱(絕熱)保溫是節(jié)約能 源、提高建筑物居住和使用功能的一個(gè)重要方面。建筑能耗在人類(lèi)整個(gè)能源消 耗中所占比例一般在30% 40%，且其中絕大多數(shù)是采暖和空調(diào)的能耗，故建 筑節(jié)能意義重大。據(jù)研究統(tǒng)計(jì)，在建筑能耗方面，我國(guó)建筑門(mén)窗散熱量占建筑 外圍總散熱量的50%以上，為發(fā)達(dá)國(guó)家的3 5倍。因此提高門(mén)窗的保溫隔熱 性能是降低建筑能耗的有效途徑。
目前市面上較成熟效果較好的產(chǎn)品有低輻射鍍膜玻璃和各種各樣的玻璃 貼膜以改善玻璃的隔熱性能。低輻射鍍膜玻璃生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，而且工藝設(shè) 備投資比較大。雖然具有較好的節(jié)能效果和較高的可見(jiàn)光透過(guò)率，但價(jià)格較高， 難以為大眾廣泛應(yīng)用，且不適用于既有建筑節(jié)能改造。目前我國(guó)的建筑玻璃貼 膜市場(chǎng)基本上是進(jìn)口品牌的天下，如來(lái)自美國(guó)的3M，威邦V-BEST，爵士 JOINNS，強(qiáng)生Johnson等。然而，令人遺憾的是，由于貼膜的制造技術(shù)掌握在 少數(shù)企業(yè)手中，建筑玻璃貼膜市場(chǎng)，目前還看不到國(guó)產(chǎn)品牌的身影。絕大多 數(shù)依靠進(jìn)口，致使玻璃貼膜價(jià)格較高。
近年來(lái)興起的玻璃隔熱涂料，主要是將納米ATO漿料添加到涂料中制成 隔熱涂料。ATO是摻銻氧化錫(Antimony Doped Tin Oxide)的簡(jiǎn)稱，具有N 型半導(dǎo)體材料的特性和透明導(dǎo)電性。ATO納米粒子對(duì)可見(jiàn)光的吸收極弱，故 在可見(jiàn)光具有較高的透過(guò)率；均勻分散的導(dǎo)電納米ATO超微粒子的相互作用 形成導(dǎo)電膜，導(dǎo)電膜中電荷移動(dòng)可實(shí)現(xiàn)高透射率和防靜電；三氧化二鐿粉體能
夠吸收近紅外熱線。摻鐿納米水性ATO漿料具有隔熱性、高導(dǎo)電性、耐候性， 抗輻射性等優(yōu)良性能，可以廣泛用在抗靜電塑料、隔熱涂料、纖維、防輻射涂層等領(lǐng)域。目前納米ATO粉體的生產(chǎn)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)成熟，但納米ATO粉體的表 面能很大，極易發(fā)生團(tuán)聚，這限制了它的使用。若能將其分散于液體中，成為 更加穩(wěn)定均勻的納米漿料，則能保持其納米特性，極大擴(kuò)展了其應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的納米ATO漿料不穩(wěn)定缺點(diǎn)，提供 一種方法較為簡(jiǎn)單，適于批量生產(chǎn)，具有成本優(yōu)勢(shì)的摻鐿納米水性ATO隔熱 槳料方法制備方法，所制得的納米水性ATO隔熱漿料性能穩(wěn)定，室溫能穩(wěn)定 儲(chǔ)存至少6個(gè)月。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述方法制備的摻鐿納米水性ATO隔熱漿料。
本發(fā)明的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種摻鐿納米水性ATO隔熱漿料的制備方法:摻鐿納米水性ATO漿料是 由占ATO隔熱漿料重量5 40%的納米ATO粉體和占ATO隔熱漿料重量55 95%的去離子水以及3~5%ATO粉體重量的Yb203粉體和2~8%ATO粉體重量 的分散劑，在攪拌或超聲波破碎的作用下進(jìn)行預(yù)分散，然后對(duì)此預(yù)分散體進(jìn)行 研磨分散制得。
為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，所述分散劑為聚丙烯酰胺，聚羧酸鈉鹽溶液、 硅烷偶聯(lián)劑KH560和聚甲基丙烯酸中的一種或多種。 所述分散劑與占ATO粉體重量的3~6。％ 。
所述的研磨分散采用球磨機(jī)或砂磨機(jī)，其中，研磨球的填充體積為70 90 %;研磨時(shí)間為10 20h。
摻鐿納米水性ATO隔熱漿料以漿料的重量百分比計(jì)，摻鐿納米水性 ATO隔熱漿料由如下成分組成
去離子水 55 95%
ATO粉體 5 40%
Yb203粉體 占ATO粉體重量的3~5 %
分散劑 占ATO粉體重量的2~8%
所述分散劑為聚丙烯酰胺，聚羧酸鈉鹽溶液、硅烷偶聯(lián)劑KH560和聚甲 基丙烯酸中的一種或多種。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果
(1) 本發(fā)明制得的漿料穩(wěn)定性好，室溫下至少可以存放6個(gè)月。
(2) 本發(fā)明制得的漿料，粒度細(xì)，其平均粒徑在70 100nm。
(3) Yb203粉體在近紅外區(qū)具有一定的隔熱效果，與ATO摻在一起隔熱 效果更好，本發(fā)明摻鐿納米水性ATO隔熱漿料可廣泛應(yīng)用在隔熱涂料，抗靜 電塑料、纖維，顯示器抗輻射涂層等領(lǐng)域。
(4) 能以較低的成本生產(chǎn)納米水性ATO隔熱漿料，相對(duì)于國(guó)外的同類(lèi)產(chǎn) 品具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，同時(shí)本發(fā)明不需要長(zhǎng)的周期，從而提高了產(chǎn)量，能在國(guó)內(nèi)大 范圍使用。


圖1為實(shí)施例4所制漿料的粒徑分布圖。粒徑分布采用英國(guó)Malvern儀器 公司Nano-ZS型粒度分析儀測(cè)得。
具體實(shí)施例方式
以下通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式加以說(shuō)明，但本發(fā)明要求保護(hù) 的范圍并不局限于實(shí)施例表示的范圍。
實(shí)施例1
稱取納米ATO粉體16g和Yb203粉體0.5g加入183g去離子水中，然后 用ESJ-300高速攪袢器在轉(zhuǎn)速為500rpm條件下進(jìn)行預(yù)分散，攪拌過(guò)程中加入 0.99gHX-5320(聚羧酸鈉鹽溶液)，分散半小時(shí)以后加入到砂磨機(jī)中進(jìn)行進(jìn)一步 的研磨16h，砂磨機(jī)鋯球的填充體積為80%，將液體取出即為摻鐿納米水性 ATO漿料，漿料平均粒徑為91nm。制得的漿料穩(wěn)定性好，室溫下存放6個(gè)月， 無(wú)肉眼可見(jiàn)的沉淀。
實(shí)施例2
稱取納米ATO粉體30g和Yb203粉體1.5g加入168g去離子水中，然后 用ESJ-300高速攪拌器在轉(zhuǎn)速為500rpm條件下進(jìn)行預(yù)分散，攪拌過(guò)程中加入
1.26g SN-5040(聚羧酸鈉鹽型)，預(yù)分散半小時(shí)以后加入到球磨機(jī)中進(jìn)行進(jìn)一 步的研磨10h，鋯球的填充體積為70%，將液體取出即為摻鐿納米水性ATO 漿料，漿料平均粒徑為97nm。制得的漿料穩(wěn)定性好，室溫下存放6個(gè)月，無(wú) 肉眼可見(jiàn)的沉淀。
實(shí)施例3
稱取納米ATO粉體40g和Yb203粉體1.2g加入156g去離子水中，然后 用KQ3200E超聲波發(fā)生器進(jìn)行預(yù)分散，超聲頻率40KHz，功率150W，預(yù)分 散過(guò)程中加入3.3g聚丙烯酰胺，預(yù)分散半小時(shí)以后加入到砂磨機(jī)中進(jìn)行進(jìn)一 步的研磨14h，砂磨機(jī)鋯球的填充體積為85%，將液體取出即為摻鐿納米水性 ATO漿料，漿料平均粒徑為85nm。制得的漿料穩(wěn)定性好，室溫下存放6個(gè)月， 無(wú)肉眼可見(jiàn)的沉淀。
實(shí)施例4
稱取納米ATO粉體60g和Yb203粉體3.0g加入134g去離子水中，然后 用KQ3200E超聲波發(fā)生器進(jìn)行預(yù)分散，超聲頻率40KHz，功率150W，預(yù)分 散過(guò)程中加入3.15g聚甲基丙烯酸，預(yù)分散半小時(shí)以后加入到砂磨機(jī)中進(jìn)行進(jìn) 一步研磨18h，鋯球的填充體積為90%，將液體取出即為摻鐿納米水性ATO 漿料，漿料平均粒徑為78nm。從圖1可以看出絕大多數(shù)的粒子粒徑在100nm 以下，粒子的粒徑越小則其發(fā)揮的作用也越大，采用英國(guó)Malvern儀器公司 Nano-ZS型粒度分析儀測(cè)得其平均粒徑為78nm。制得的漿料穩(wěn)定性好，室溫 下存放6個(gè)月，無(wú)肉眼可見(jiàn)的沉淀。
實(shí)施例5
稱取納米ATO粉體70g和Yb203粉體2.8g加入123g去離子水中，然后 用ESJ-300高速攪拌器在轉(zhuǎn)速600rpm條件下進(jìn)行預(yù)分散，攪拌過(guò)程中加入 5.0gKH560，預(yù)分散半小時(shí)以后加入到砂磨機(jī)中進(jìn)行進(jìn)一步研磨12h，砂磨機(jī) 鋯球的填充體積為75%，將液體取出即為摻鐿納米水性ATO漿料，漿料平均 粒徑為90nm。制得的漿料穩(wěn)定性好，室溫下存放6個(gè)月，無(wú)肉眼可見(jiàn)的沉淀。
權(quán)利要求
1、一種摻鐿納米水性ATO隔熱漿料的制備方法，其特征在于，摻鐿納米水性ATO漿料是由占ATO隔熱漿料重量5～40％的納米ATO粉體和占ATO隔熱漿料重量55～95％的去離子水以及3～5％ATO粉體重量的Yb2O3粉體和2～8％ATO粉體重量的分散劑，在攪拌或超聲波破碎的作用下進(jìn)行預(yù)分散，然后對(duì)此預(yù)分散體進(jìn)行研磨分散制得。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻鐿納米水性ATO隔熱漿料的制備方法，其 特征在于所述分散劑為聚丙烯酰胺，聚羧酸鈉鹽溶液、硅烷偶聯(lián)劑KH560和 聚甲基丙烯酸中的一種或多種。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻鐿納米水性ATO隔熱漿料的制備方法，其 特征在于所述分散劑與占ATO粉體重量的3~6%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻鐿納米水性ATO隔熱漿料的制備方法，其 特征在于所述的研磨分散采用球磨機(jī)或砂磨機(jī)，其中，研磨球的填充體積為 70~90 %;研磨時(shí)間為10 20h 。
5、 權(quán)利要求l所述方法制備的慘鐿納米水性ATO隔熱漿料，其特征在 于，以漿料的重量百分比計(jì)，慘鐿納米水性ATO隔熱漿料由如下成分組成去離子水 55 95% ATO粉體 5 40% Yb203粉體占ATO粉體重量的3 5 % 分散劑 占ATO粉體重量的2 8%所述分散劑為聚丙烯酰胺，聚羧酸鈉鹽溶液、硅烷偶聯(lián)劑KH560和聚甲 基丙烯酸中的一種或多種。
6、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的摻鐿納米水性ATO隔熱漿料，其特征在于漿 料的固含量為5 40wt%，漿料中粉體的平均粒徑為70~100nm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種摻鐿納米水性ATO隔熱漿料及其制備方法，該方法摻鐿納米水性ATO漿料是由占ATO隔熱漿料重量5～40％的納米ATO粉體和占ATO隔熱漿料重量55～95％的去離子水以及3～5％ATO粉體重量的Yb₂O₃粉體和2～8％ATO粉體重量的分散劑，在攪拌或超聲波破碎的作用下進(jìn)行預(yù)分散，然后對(duì)此預(yù)分散體進(jìn)行研磨分散制得。制得的漿料的固含量為5～40wt％，漿料中粉體的平均粒徑為70～100nm。該方法采用濕法研磨工藝，能夠簡(jiǎn)單、高效的制備出納米水性ATO漿料，適于連續(xù)作業(yè)，可以大批量生產(chǎn)。漿料的固含量可調(diào)，且漿料極其穩(wěn)定，常溫保存至少6個(gè)月，可廣泛用作玻璃視窗的隔熱劑，抗靜電劑等。
文檔編號(hào)C09C1/00GK101205419SQ20071003186
公開(kāi)日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者孟慶林, 寧 李 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)