專(zhuān)利名稱(chēng)：一種智能隔熱保溫膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域及材料領(lǐng)域，具體涉及一種相變溫度可調(diào)的智能隔熱保溫膜及其制 備方法。
背景技術(shù)：
為了減少太陽(yáng)能的輻射，達(dá)到節(jié)能的目的，人們采用各種方式對(duì)改變材料的透光性能。 汽車(chē)玻璃貼膜能阻隔陽(yáng)光輻射，減少紫外線(xiàn)對(duì)人體的傷害，降低車(chē)內(nèi)各表面和車(chē)內(nèi)空氣的溫 度，減緩車(chē)內(nèi)設(shè)施老化，改善架乘人員的乘車(chē)環(huán)境，同時(shí)可以降低汽車(chē)的油耗，同樣一些建 筑節(jié)能玻璃通過(guò)鍍金屬膜(鋁、銀等)也達(dá)到阻隔陽(yáng)光輻射，降低空調(diào)能耗的目的。
已有的研究表明， 一些金屬氧化物具有很好的光學(xué)阻隔性，如氧化錫銻(ATO)對(duì)波長(zhǎng) 1400nm-2500nm的近紅外具有很好的阻隔性(如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN200710021766.8)，氧化銦 錫(ITO)對(duì)波長(zhǎng)1100nm-2500nm的近紅外具有很好的阻隔性(如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN98100128.9、 中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN200610096832.3)，經(jīng)過(guò)特殊加工的氧化銦錫(如美國(guó)發(fā)明專(zhuān)利US Patent 5518810)能阻隔900-2500nm的近紅外光。部分硼化物如六硼化鑭(LaB6)能阻隔近紅外光 (如美國(guó)發(fā)明專(zhuān)利US Patent 6060154)。而超細(xì)粉體或溶膠的二氧化鈦、氧化鋅、氧化鐵具有 很好的紫外光阻隔性。
近年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，二氧化釩具有多種晶體結(jié)構(gòu)，其中R相是一種相變金屬氧化物，在 一定溫度上下發(fā)生可逆的金屬-半導(dǎo)體相變(MST)，在電阻相變溫度等于(TC=68°C)會(huì)發(fā)生 從正方結(jié)構(gòu)向單斜結(jié)構(gòu)的晶型轉(zhuǎn)變，具有可逆的半導(dǎo)體-金屬相變，低溫相具有半導(dǎo)體性質(zhì)， 具有較高的紅外透過(guò)率和較低的反射率，高溫相具有金屬性質(zhì)，具有較低的紅外透過(guò)率和較 高的反射率，是一種熱致變色材料，可以應(yīng)用到太陽(yáng)能溫控裝置、光電開(kāi)關(guān)材料、熱敏電阻 材料、光信息存儲(chǔ)器、激光致盲武器防護(hù)裝置、大面積熱色玻璃幕墻、節(jié)能涂層、偏光鏡及 可變反射鏡等方面。 —
太陽(yáng)輻射能量中的81%都來(lái)自于可見(jiàn)光和近紅外光波段，而二氧化釩在這些波段具有較 高的室溫透過(guò)率和很低的高溫透過(guò)率。如果將V02膜涂覆于建筑物、汽車(chē)等窗體表面，利用 其相變前后引起紅外光透射率的改變，可用來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，得到冬暖夏涼的效果。通 常的深色涂層對(duì)可見(jiàn)光的反光率一般大于35%，以防止由于熱脹冷縮而導(dǎo)致涂層破裂，通過(guò) 使用V02涂層阻隔紅外線(xiàn)，其反光率可降低到35%以下。常用的制備含二氧化釩膜的途徑主
4要有①真空鍍膜，如磁控濺射、化學(xué)氣相沉積等，需要在真空室中高溫加熱基材，并通入 微量氧氣，使得釩原子與氧原子結(jié)合(如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN200510022085.4，釆用反應(yīng)離子濺 射鍍膜工藝制備氧化釩薄膜)。②sol-gel法制膜，將五氧化二釩的溶膠涂在玻璃表面制成凝膠， 再經(jīng)氫氣高溫還原。這些方法存在較多缺點(diǎn)，如設(shè)備昂貴，普通玻璃或者塑料無(wú)法經(jīng)受高 溫，釩的價(jià)態(tài)和晶型難于控制，難以制作大面積的薄膜，凝膠膜產(chǎn)生氣孔等。
但由于其電阻相變溫度68'C高于室溫，其應(yīng)用受到一定限制，因此降低電阻突變溫度， 通過(guò)向二氧化釩中摻雜其它金屬元素，可以降低相變溫度。如美國(guó)專(zhuān)利US6358307報(bào)道了一 種合成摻鎢的二氧化釩方法，但此法由于鎢酸銨和釩酸銨并非原子級(jí)混合，有可能不均一，
且在分解過(guò)程為氧化還原過(guò)程，可能得到Vn02^和V。02w兩組非整比化合物，這使得V02
的價(jià)態(tài)不夠準(zhǔn)確，而且粉體疊壓在一起，依靠NH3的擴(kuò)散難以確保產(chǎn)物的均勻性。中國(guó)專(zhuān)利 CN 1279211A報(bào)道了一種二氧化釩納米粉體和納米陶瓷的制備方法，容易得到非整比化合物， 使二氧化釩失去低溫相變性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種相變溫度可調(diào)的智能隔熱保溫膜及其制備方法，該智能隔熱保 溫膜是采用含相變智能納米粉體摻雜二氧化釩V,-xMA(0〈X〈0. 06)的智能隔熱納米漿料與可成
膜材料共混制備的，將智能隔熱涂料在0 2(xrc干燥成膜后得到智能隔熱保溫膜，其相變溫
度在-10'C 70。C可調(diào)。
上述智能隔熱保溫膜所用的智能隔熱納米漿料與可成膜材料的質(zhì)量比為2 50: 30 95。
上述智能隔熱保溫膜所用的智能隔熱納米漿料至少含有摻雜二氧化釩，可添加其它隔熱 或防紫外線(xiàn)的粉體或溶膠，包括氧化錫銻(AT0)、氧化銦錫(IT0)、六硼化鑭(LaB6)、 二氧 化鈦、氧化鋅、氧化鐵、二氧化硅或氧化鈰等，智能隔熱納米漿料固含量2 50wtV粉體或 溶膠的粒子尺寸是10 300咖，所選用的納米粉體可以是其中的1 6種。
摻雜二氧化釩是具有VLxMx02((KXO.06)結(jié)構(gòu)的金紅石型晶體，釩的價(jià)態(tài)是+4價(jià)，摻雜 劑是鎢酸鹽、鉬酸鹽、鉭酸鹽、鈮酸鹽、鈦鹽、鉻鹽或鋁鹽之任一種，其品粒尺寸小于100nm， 相變溫度為-10 7(TC，摻雜二氧化釩含量占智能隔熱納米漿料的2 50wt%。
上述摻雜二氧化釩根據(jù)公開(kāi)專(zhuān)利200610024387.X所公開(kāi)的方法制備，是一種相變溫度可 調(diào)的相變智能材料。
本發(fā)明的智能隔熱保溫膜，所用的可成膜材料為聚丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、 氨基樹(shù)脂、聚酯、有機(jī)硅樹(shù)脂、無(wú)機(jī)硅酸鹽、無(wú)機(jī)磷酸鹽以及它們的水性分散液或乳液，所選用的樹(shù)脂是其中的1 5種。本發(fā)明提供了上述智能隔熱保溫膜的制備方法。即將智能隔熱涂料涂覆在基材上，在0 20(TC干燥成膜后得到，其中智能隔熱涂料的組成及重量比如下可成膜材料 30 95智能隔熱納米漿料 2 50固化劑 0 30稀釋劑 0 60助劑 1 10本發(fā)明的智能隔熱保溫膜制備方法中，所用的可成膜材料為聚丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、 醇酸樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、聚酯、有機(jī)硅樹(shù)脂、無(wú)機(jī)硅酸鹽、無(wú)機(jī)磷酸鹽以及它們的水性分散液 或乳液，所選用的樹(shù)脂是其中的1 5種，優(yōu)選耐候性佳的聚丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、氨基 樹(shù)脂和有機(jī)硅樹(shù)脂及其水分散液或乳液。本發(fā)明的智能隔熱保溫膜制備方法中，所用的智能隔熱納米漿料的納米粉體或溶膠，其 分散介質(zhì)根據(jù)所選用的可成膜材料體系，為涂料用常規(guī)有機(jī)溶劑、或水或醇/水混合溶劑。本發(fā)明的智能隔熱保溫膜制備方法中，所用的固化劑根據(jù)所選用的可成膜材料體系選用 常規(guī)涂料用固化劑，用量為0 30wt15/。。本發(fā)明的智能隔熱保溫膜制備方法中，所用的稀釋劑根據(jù)所選用的可成膜材料體系，為 涂料用常規(guī)有機(jī)溶劑、或水或醇/水混合溶劑，用量為0 60wt。/。。本發(fā)明的智能隔熱保溫膜制備方法中，所用的助劑至少包括涂料用常規(guī)分散劑、流平劑、 消泡劑、成膜助劑、潤(rùn)濕劑、增稠劑的1 10種，用量為l 10wt。/。。本發(fā)明的智能隔熱保溫膜制備方法中，采用淋涂、噴涂或刷涂的方法將智能隔熱涂料均 勻涂敷在基材上。本發(fā)明的智能隔熱保溫膜制備方法中，選用玻璃、塑料(如PMMA、 PVC、 PP、 PE、 PET、 PC、 POM)、金屬、木材、混凝土等。本發(fā)明的智能隔熱保溫膜制備方法中，將涂料在0 20(TC干燥成膜后得到智能隔熱保溫膜。本發(fā)明獲得的相變溫度可調(diào)的智能隔熱保溫膜，可作為熱致變色薄膜、溫控裝置、熱色 玻璃幕墻或節(jié)能涂層的應(yīng)用。本發(fā)明獲得的相變溫度可調(diào)的智能隔熱保溫膜透明性好，能夠減少太陽(yáng)光能的透過(guò)和紫 外線(xiàn)對(duì)人體的傷害。6本發(fā)明獲得的相變溫度可調(diào)的智能隔熱保溫膜，隔熱和防紫外效果可根據(jù)對(duì)可見(jiàn)光透過(guò) 率、太陽(yáng)能透過(guò)率、紫外光透過(guò)率的要求，調(diào)整智能隔熱納米漿料中粉體或溶膠的種類(lèi)，以 及漿料的用量來(lái)達(dá)到所需要求。本發(fā)明獲得的相變溫度可調(diào)的智能隔熱保溫膜，能夠隨環(huán)境溫度上升自動(dòng)增加紅外反射 率，可以像普通涂料一樣方便施工，又具備智能窗的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到節(jié)能隔熱，減少空調(diào)能耗的 作用。本發(fā)明獲得的相變溫度可調(diào)的智能隔熱保溫膜，是一種相變溫度可調(diào)的二氧化釩相變智能材料，可以應(yīng)用于太陽(yáng)能溫控裝置、光電開(kāi)關(guān)材料、熱敏電阻材料、光信息存儲(chǔ)器、激光致盲武器防護(hù)裝置、大面積熱色玻璃幕墻、節(jié)能涂層、偏光鏡及可變反射鏡等領(lǐng)域。本發(fā)明相變溫度可調(diào)的智能隔熱保溫膜性能表征如下采用DSC (DSC2910， TAInstruments,差示掃描量熱儀)表征二氧化釩的低溫相變性能，測(cè)試條件為氮?dú)夥?、升溫速?0°C/min;采用Philips XL30 apparatus掃描電鏡(SEM)表征二氧化釩的形貌；采用BeckmanCoulter N4 plus動(dòng)態(tài)激光散射(DLS)粒徑分析儀測(cè)試隔熱納米漿料的粒徑；隔熱保溫膜的可見(jiàn)-近紅外光譜(Vis-NIR)采用Varian Cary500紫外可見(jiàn)近紅外分光光度計(jì)測(cè)試，波長(zhǎng)從400~2500nm，將涂膜制備在載玻片上，并將載玻片置于原位加熱裝置上，原位加熱裝置為自制，控溫精度土o.rc。本發(fā)明提出的一種相變溫度可調(diào)的智能隔熱保溫膜，具有以下優(yōu)點(diǎn)采用液相沉淀法制 備摻雜二氧化釩前驅(qū)體，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥、加熱、結(jié)晶，得到具有金紅石型晶體結(jié)構(gòu)的 V卜XMX02(0<X<0.06)相變智能材料，獲得的相變智能材料品粒尺寸小于100納米，釩的價(jià)態(tài)等 于+4價(jià)，既可避免出現(xiàn)非整比化合物，又能均相摻雜，相變溫度在-i(Tc-7(rc可以調(diào)節(jié)。通 過(guò)將具有溫度效應(yīng)的相變材料——摻雜納米V02引入涂膜，可使涂膜材料具有自調(diào)溫功能和在 室溫左右對(duì)紅外熱反射進(jìn)行控制的功能，當(dāng)溫度高于某一設(shè)定溫度如25'C時(shí)，可有效阻止太 陽(yáng)光中的紅外線(xiàn)被吸收；而當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，可保證太陽(yáng)光中的紅外線(xiàn)被吸收。使之 在炎熱的夏天能有效反射紅外線(xiàn)，阻止室內(nèi)升溫，寒冷的冬天則有利于紅外線(xiàn)吸收和透過(guò)， 提高室內(nèi)溫度。智能隔熱保溫膜能夠以簡(jiǎn)單的刷涂或噴涂工藝在復(fù)雜表面和不能經(jīng)受高溫的 表面制膜，不需熱處理和其它后續(xù)處理，具有廣闊的應(yīng)用前景，可應(yīng)用于體育場(chǎng)館、大樓、 機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、軌道交通、汽車(chē)、火車(chē)、飛機(jī)、油罐、石油管道、船殼、航天器、艦船、指揮方艙、坦克、裝甲車(chē)、帳蓬等表面的節(jié)能涂層及大面積熱色玻璃幕墻，也可應(yīng)用于太陽(yáng)能溫 控裝置、光電開(kāi)關(guān)材料、熱敏電阻材料、光信息存儲(chǔ)器、激光致盲武器防護(hù)裝置、偏光鏡及 可變反射鏡等領(lǐng)域。


圖l為慘雜二氧化釩顆粒的形貌(SEM圖)，粉體呈團(tuán)聚顆粒，但是晶粒間存在大量的孔隙。圖2為純二氧化釩(a)和摻雜二氧化釩(b、 c、 d)的DSC分析圖。從圖中可以看出， 純二氧化釩(a)的相變溫度為66'C，摻雜二氧化釩(b、 c、 d)相變溫度分別為42 。C、 36 。C、 15°C。圖3為智能隔熱保溫膜的可見(jiàn)-近紅外透射光譜，從圖中可計(jì)算出膜的可見(jiàn)光透過(guò)率、紫 外透過(guò)率及近紅外光平均透過(guò)率。其中可見(jiàn)光透過(guò)率高溫為71%、低溫為65%，紫外透過(guò)率 高溫為38%、低溫為36%，近紅外光透過(guò)率高溫為29%、低溫為50%。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1-實(shí)施例6為摻雜二氧化釩的制備。實(shí)施例1:在燒杯中，控制溫度50°C,在500rpm轉(zhuǎn)速下，分別配制100ml的0. 5mol/L硫酸氧釩水溶液、100ml的4mol/L碳酸氫鈉水溶液、30ml的0. 5mol/L的鉬酸鉀水溶液，在裝有攪拌器、滴液漏斗、冷凝器的反應(yīng)釜中，在500rpm轉(zhuǎn)速下，控制溫度40-50°C，將硫酸氧釩水溶液和鉬酸鉀水溶液混合攪拌20分鐘，保持溫度40-50'C，在3-4小時(shí)滴加碳酸氫鈉水溶液后，得到水合氫氧化物沉淀，沉淀過(guò)濾、水洗至無(wú)SO/—，然后用甲基戊基酮洗滌1-2次，在氮?dú)夥罩校瑢@得慘雜的無(wú)定形前驅(qū)體置于馬弗爐中，升溫至400-50(TC下高溫?zé)Y(jié)IO小時(shí)，得到摻雜二氧化釩。 實(shí)施例2:在燒杯中，控制溫度10-2(TC，在200rpm轉(zhuǎn)速下，分別配制100ml的O.lmol/L硫酸氧釩 水溶液、200ml的O.Olmol/L氫氧化鈉水溶液、40ml的O.lmol/L鉭酸銨、40ml的O.Olmol/L 氯化鋁水溶液，在裝有撹拌器、滴液漏斗、冷凝器的反應(yīng)釜中，在500rpm轉(zhuǎn)速下，控制溫度 10-20°C,將硫酸氧釩水溶液和鉭酸銨水溶液、氯化鋁水溶液混合攪拌20分鐘，保持溫度10-20 'C，在5-6小時(shí)滴加氫氧化鈉水溶液后，得到水合氫氧化物沉淀，沉淀過(guò)濾、水洗至無(wú)S042—, 然后用乙醇洗漆l-2次，將獲得摻雜的無(wú)定形前驅(qū)體置于4(TC真空烘箱中干燥6小時(shí)，在氮 氣氛中，置于馬弗爐中，升溫至1000-120(TC下高溫?zé)Y(jié)2小時(shí)，得到摻雜二氧化釩。實(shí)施例3:在燒杯中，控制溫度10-20°C，在1000rpm轉(zhuǎn)速下，分別配制100ml的5mol/L硫酸氧釩 水溶液、100ml的10mol/L醋酸鈉水溶液、20ml的lmol/L氨水水溶液、lml的0.5mol/L鎢酸 鉀、lml的0.5mol/L氯化氧鈦水溶液、lml的0.1mol/L鉬酸銨水溶液，在裝有攪拌器、滴液 漏斗、冷凝器的反應(yīng)釜中，在500rpm轉(zhuǎn)速下，控制溫度70-80'C，將硫酸氧釩水溶液和鎢酸 鉀水溶液、氯化氧鈦水溶液、鉬酸銨水溶液混合攪拌20分鐘，保持溫度70-80'C，在l-2小 時(shí)滴加醋酸鈉水溶液和氨水水溶液的混合液，得到水合氫氧化物沉淀，沉淀過(guò)濾、水洗至無(wú) S042—，將獲得摻雜的無(wú)定形前驅(qū)體置于8(TC烘箱中千燥1小時(shí)，在氮?dú)夥罩?，置于馬弗爐中， 升溫至700-90(TC下高溫?zé)Y(jié)5小時(shí)，得到摻雜二氧化釩。實(shí)施例4:在燒杯中，控制溫度30-40°C,在500rpm轉(zhuǎn)速下，分別配制100ml的0.05mol/L硫酸氧 釩水溶液、200ml的O.lmol/L碳酸鉀水溶液、20ml的0.05mol/L鈮酸鉀水溶液、20ml的 0.05mol/L氯化鉻水溶液，在裝有攪拌器、滴液漏斗、冷凝器的反應(yīng)釜中，在500rpm轉(zhuǎn)速下， 控制溫度30-4(TC，將硫酸氧機(jī)水溶液和鈮酸鉀水溶液、氯化鉻水溶液混合攪拌60分鐘，保 持溫度30-40'C，在8-9小時(shí)滴加碳酸鉀水溶液，得到水合氫氧化物沉淀，沉淀過(guò)濾、水洗至 無(wú)SO/—，然后用丙酮洗潘l-2次，將獲得摻雜的無(wú)定形前驅(qū)體置于5(TC烘箱中干燥5小時(shí)， 在氮?dú)夥罩?，置于馬弗爐中，升溫至400-500'C下高溫?zé)Y(jié)10小時(shí)，再升溫至600-800。C下 高溫?zé)Y(jié)5小時(shí)，得到摻雜二氧化釩。實(shí)施例5:在燒杯中，控制溫度30-4(TC，在100rpm轉(zhuǎn)速下，分別配制100ml的0.01mol/L硫酸氧 釩水溶液、400ml的0.01mol/L碳酸銨水溶液、5ml的0.01mol/L鈮酸銨水溶液，在裝有攪拌 器、滴液漏斗、冷凝器的反應(yīng)釜中，在100rpm轉(zhuǎn)速下，控制溫度80-90'C，將硫酸氧釩水溶 液和鈮酸銨水溶液混合攪拌10分鐘，保持溫度80-90°C,在1-2小時(shí)滴加碳酸銨水溶液，得 到水合氫氧化物沉淀，沉淀過(guò)濾、水洗至無(wú)S042—，然后用乙醇洗滌l-2次，在氮?dú)夥罩?，?獲得摻雜的無(wú)定形前驅(qū)體置于馬弗爐中，升溫至400-600'C下高溫?zé)Y(jié)18小時(shí)，得到摻雜二 氧化釩。實(shí)施例6:在燒杯中，控制溫度50-60"C，在800rpm轉(zhuǎn)速下，分別配制100mi的10mol/L硫酸氧釩 水溶液、10ml的2mol/L氫氧化鉀水溶液、3ml的8mol/L鎢酸銨水溶液，在裝有攪拌器、滴 液漏斗、冷凝器的反應(yīng)釜中，在800rpm轉(zhuǎn)速下，控制溫度50-60。C，將硫酸氧釩水溶液和鎢 酸銨水溶液混合攪拌20分鐘，保持溫度50-6(TC，在2小時(shí)內(nèi)滴加氫氧化鉀水溶液，得到水9合氫氧化物沉淀，沉淀過(guò)濾、水洗至無(wú)S042—，然后用丙酮洗滌l-2次，將獲得摻雜的無(wú)定形 前驅(qū)體置于3(TC真空烘箱中干燥1小時(shí)，在氮?dú)夥罩校糜隈R弗爐中，升溫至800-100(TC下 高溫?zé)Y(jié)8小時(shí)，得到摻雜二氧化釩。實(shí)施例7-實(shí)施例10為智能隔熱保溫膜的制備。實(shí)施例7:(1)水性智能隔熱納米漿料的制備氧化銦錫(ITO) 2摻雜二氧化礬 16納米氧化鋅 4潤(rùn)濕分散劑 (Disperbyk-190) 0.6超分散劑(Hyperdisper-5410) 2.0水 75將潤(rùn)濕分散劑和超分散劑先加入到水中，在500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌5分鐘，在1500rpm轉(zhuǎn) 速下加入上述粉體，在500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌5分鐘，在砂磨機(jī)中砂磨36小時(shí)，得到平均粒徑 80納米左右的智能隔熱納米漿料。 (2)智能隔熱保溫膜的制備水性丙烯酸/聚氨酯分散液 80二丙二醇單甲醚 6水 11消泡劑 (BYK-019 ) 0.9增稠劑 (RM-8W) 1.5 潤(rùn)濕劑(H-140) 0.6將上述材料按配方用量添加，用分散機(jī)在1500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌50分鐘，加入30份水性 智能隔熱納米漿料，在200rpm轉(zhuǎn)速下攪拌10分鐘，涂在玻璃基材上，可得到紫外透過(guò)率18%、 可見(jiàn)光透過(guò)率65%、太陽(yáng)光能透過(guò)率42%的透明智能隔熱保溫膜。實(shí)施例8: (1)智能隔熱納米漿料的制備摻雜二氧化礬 7透明氧化鐵 3 潤(rùn)濕分散劑PEG 6000 0.610超分散劑(Hyperdisper-5410) 1.5乙醇 88將潤(rùn)濕分散劑PEG6000和超分散劑先加入到乙醇中，在1500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌10分鐘后， 在3000rpm轉(zhuǎn)速下加入上述粉體，在1000rpm轉(zhuǎn)速下攪拌10分鐘，在砂磨機(jī)中砂磨50小時(shí)， 得到平均粒徑100納米左右的智能隔熱納米漿料。 (2)智能隔熱保溫膜的制備醇溶性硅樹(shù)脂 80納米漿料 8乙醇 11消泡劑 (BYK-028 ) 0.4將該涂料涂在基材上，在80'C 12(TC下烘30分鐘，硬度達(dá)5H以上，紫外透過(guò)率15%、 可見(jiàn)光透過(guò)率60%、太陽(yáng)光能透過(guò)率40%的透明智能隔熱保溫膜。 實(shí)施例9:(1)水性智能隔熱納米漿料的制備摻雜二氧化礬 3潤(rùn)濕分散劑 (Disperbyk-190) 0.6超分散劑(Hyperdisper-5410) 2.0水 94將潤(rùn)濕分散劑和超分散劑先加入到水中，在500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌20分鐘，在2000rpm轉(zhuǎn) 速下加入上述粉體，在500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌10分鐘，在砂磨機(jī)中砂磨36小時(shí)，得到平均粒徑 80納米左右的智能隔熱納米漿料。(2)智能隔熱保溫膜的制備水溶性羥基丙烯酸樹(shù)脂 30水性納米漿料 46水 23流平劑(BYK380) 0.5消泡劑(BYK-028 ) 0.5將上述組分混合均勻，施工時(shí)加入5份水性氨基樹(shù)脂，混合涂布在基材上，烘烤溫度 130-170°C ，固化時(shí)間30分鐘左右，可得到紫外透過(guò)率12%、可見(jiàn)光透過(guò)率63%、太陽(yáng)光能 透過(guò)率42%的透明智能隔熱保溫膜。實(shí)施例10:(1)智能隔熱納米漿料的制備納米氧化鈰摻雜二氧化礬10納米氧化鋅4潤(rùn)濕分散劑 (Disperbyk-161)0.6超分散劑(BSK 32800SH)2.0二甲苯70將潤(rùn)濕分散劑和超分散劑先加入到二甲苯中，在1000卬m轉(zhuǎn)速下攪拌40分鐘，在4000rpm 轉(zhuǎn)速下加入上述粉體，在1500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌5分鐘，在砂磨機(jī)中砂磨28小時(shí)，得到平均粒 徑80納米左右的漿料。(2)智能隔熱保溫膜的制備丙烯酸樹(shù)脂 50納米漿料 10二甲苯 31流平劑(BYK-302) 0.5消泡劑(BYK-071 ) 0.5將上述組分混合均勻，施工時(shí)加入30份異氰酸酯固化劑TDI (50%)，噴涂于基材上， 可得到紫外透過(guò)率14%、可見(jiàn)光透過(guò)率65%、太陽(yáng)光能透過(guò)率45%的透明智能隔熱保溫膜。
權(quán)利要求
1、一種相變溫度可調(diào)的智能隔熱保溫膜，其特征在于，該智能隔熱保溫膜是采用含相變智能納米粉體摻雜二氧化釩V1-XMXO2，0＜X＜0.06的智能隔熱納米漿料與可成膜材料共混制備的，將智能隔熱涂料在0～200℃干燥成膜后得到智能隔熱保溫膜，其相變溫度在-10℃～70℃可調(diào)；其中，智能隔熱納米漿料至少含有摻雜二氧化釩，可添加其它隔熱或防紫外線(xiàn)粉體或溶膠，為氧化錫銻ATO、氧化銦錫ITO、六硼化鑭LaB6、二氧化鈦、氧化鋅、氧化鐵、二氧化硅或氧化鈰之中任意1～6種；可成膜材料為聚丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、聚酯、有機(jī)硅樹(shù)脂、無(wú)機(jī)硅酸鹽、無(wú)機(jī)磷酸鹽以及它們的水性分散液或乳液，所選用的材料是其中的1～5種。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能隔熱保溫膜，其特征在于，智能隔熱納米漿料固含量2 50 wt%，粉體或溶膠的粒子尺寸是10 300nm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能隔熱保溫膜，其特征在于，摻雜二氧化釩是具有V,.xMx02， 0<X<0.06結(jié)構(gòu)的金紅石型晶體，釩的價(jià)態(tài)是+4價(jià)，摻雜劑是鎢酸鹽、鉬酸鹽、鉭酸鹽、鈮 酸鹽、鈦鹽、鉻鹽或鋁鹽之任一種或組合；摻雜二氧化釩晶粒尺寸小于100nm，相變溫度為 -10 70°C，其含量占智能隔熱納米漿料的2 50 wt%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能隔熱保溫膜，其特征在于智能隔熱納米漿料與可成膜材料 的質(zhì)量比為2 50: 30 95。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述智能隔熱保溫膜的制備方法，其特征在于將智能隔熱涂料涂覆在 基材上，在0 20(TC干燥成膜后得到，其中智能隔熱涂料的組成及重量比如下可成膜材料 30 95 智能隔熱納米漿料 2 50 固化劑 0 30 稀釋劑 0 60 助劑 1 10
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，可成膜材料為聚丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯 樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、聚酯、有機(jī)硅樹(shù)脂、無(wú)機(jī)硅酸鹽、無(wú)機(jī)磷酸鹽以及它們的水性 分散液或乳液，所選用的樹(shù)脂是其中的1 5種，優(yōu)選耐候性佳的聚丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、 氨基樹(shù)脂和有機(jī)硅樹(shù)脂及其水分散液或乳液。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，智能隔熱納米漿料至少含有慘雜二氧 化釩，可添加其它隔熱或防紫外粉體或溶膠，為氧化錫銻ATO、氧化銦錫ITO、六硼化鑭LaBe、二氧化鈦、氧化鋅、氧化鐵、二氧化硅或氧化鈰之中任意1 6種，智能隔熱納米漿料固含量 2 50 wt%，粉體或溶膠的粒子尺寸是10 300nm。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能隔熱納米漿料，其特征在于，摻雜二氧化釩是具有 V"xMx02， 0<X<0.06結(jié)構(gòu)的金紅石型晶體，釩的價(jià)態(tài)是+4價(jià)，摻雜劑是鎢酸鹽、鉬酸鹽、 鉭酸鹽、鈮酸鹽、鈦鹽、鉻鹽或鋁鹽之任一種或組合，其晶粒尺寸小于100nm,相變溫度為 -10 70°C，摻雜二氧化釩含量占智能隔熱納米漿料的2 50wt%。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能隔熱納米漿料，其特征在于，智能隔熱納米漿料的納米粉 體或溶膠，其分散介質(zhì)根據(jù)所選用的可成膜材料體系，為涂料用常規(guī)有機(jī)溶劑、或水或醇/水 混合溶劑。
10、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，可成膜材料為聚丙烯酸樹(shù)脂、聚氨 酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、聚酯、有機(jī)硅樹(shù)脂、無(wú)機(jī)硅酸鹽、無(wú)機(jī)磷酸鹽以及它們的水 性分散液或乳液，所選用的材料是其中的1 5種，優(yōu)選耐候性佳的聚丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù) 脂、氨基樹(shù)脂和有機(jī)硅樹(shù)脂及其水分散液或乳液。
11、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，固化劑根據(jù)所選用的可成膜材料體 系選用常規(guī)涂料用固化劑，用量為0 30wtn/。。
12、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，稀釋劑根據(jù)所選用的可成膜材料體 系，為涂料用常規(guī)有機(jī)溶劑、或水或醇/水混合溶劑，用量為0 60wt。/。。
13、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所選用的助劑至少包括涂料用常規(guī) 分散劑、流平劑、消泡劑、成膜助劑、潤(rùn)濕劑、增稠劑的1 10種，用量為l 10wt11/。。
14、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，采用淋涂、噴涂或刷涂的方法將智 能隔熱涂料均勻涂敷在基材上。
15、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述基材選用玻璃、金屬、木材、 混凝土、或塑料包括PMMA、 PVC、 PP、 PE、 PET、 PC、 POM。
16、 權(quán)利要求1至15任一項(xiàng)獲得的相變溫度可調(diào)的智能隔熱保溫膜，可應(yīng)用于熱致變色 薄膜、溫控裝置、熱色玻璃幕墻或節(jié)能涂層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能隔熱保溫膜及其制備方法。本發(fā)明采用具有金紅石型晶體結(jié)構(gòu)的相變智能納米粉體摻雜二氧化釩V_1-XM_XO₂(0＜X＜0.06)，均勻分散在可成膜材料中，制備具有相變功能的智能隔熱保溫膜。這種智能隔熱保溫膜是一種新型節(jié)能材料，具有相變溫度在-10℃～70℃可調(diào)，在溫度較低時(shí)具有較高的紅外透過(guò)率和較低的反射率，保溫性能優(yōu)異；在溫度較高時(shí)具有較低的紅外透過(guò)率和較高的反射率，隔熱效果好?？捎糜诓ＡА⑺芰?、金屬、木材、混凝土等表面隔熱保溫及裝飾保護(hù)。
文檔編號(hào)C09D175/04GK101265374SQ20081003303
公開(kāi)日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2008年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月24日
發(fā)明者周樹(shù)學(xué), 施劍秋, 武利民, 波 游, 顧廣新 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)