[发明专利]一种掺镱纳米水性ATO隔热浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米粉体的分散方法，具体涉及一种掺镱纳米水性氧化锡锑(ATO)隔热浆料及其制备方法。

背景技术

随着科学技术与社会生产的快速发展，能源和环境成为全社会日益瞩目的两大问题，从而为节能和环保提出了更高要求。建筑隔热(绝热)保温是节约能源、提高建筑物居住和使用功能的一个重要方面。建筑能耗在人类整个能源消耗中所占比例一般在30％～40％，且其中绝大多数是采暖和空调的能耗，故建筑节能意义重大。据研究统计，在建筑能耗方面，我国建筑门窗散热量占建筑外围总散热量的50％以上，为发达国家的3～5倍。因此提高门窗的保温隔热性能是降低建筑能耗的有效途径。

目前市面上较成熟效果较好的产品有低辐射镀膜玻璃和各种各样的玻璃贴膜以改善玻璃的隔热性能。低辐射镀膜玻璃生产工艺比较复杂，而且工艺设备投资比较大。虽然具有较好的节能效果和较高的可见光透过率，但价格较高，难以为大众广泛应用，且不适用于既有建筑节能改造。目前我国的建筑玻璃贴膜市场基本上是进口品牌的天下，如来自美国的3M，威邦V-BEST，爵士JOINNS，强生Johnson等。然而，令人遗憾的是，由于贴膜的制造技术掌握在少数企业手中，建筑玻璃贴膜市场，目前还看不到国产品牌的身影。绝大多数依靠进口，致使玻璃贴膜价格较高。

近年来兴起的玻璃隔热涂料，主要是将纳米ATO浆料添加到涂料中制成隔热涂料。ATO是掺锑氧化锡(Antimony Doped Tin Oxide)的简称，具有N型半导体材料的特性和透明导电性。ATO纳米粒子对可见光的吸收极弱，故在可见光具有较高的透过率；均匀分散的导电纳米ATO超微粒子的相互作用形成导电膜，导电膜中电荷移动可实现高透射率和防静电；三氧化二镱粉体能够吸收近红外热线。掺镱纳米水性ATO浆料具有隔热性、高导电性、耐候性，抗辐射性等优良性能，可以广泛用在抗静电塑料、隔热涂料、纤维、防辐射涂层等领域。目前纳米ATO粉体的生产在国内已经成熟，但纳米ATO粉体的表面能很大，极易发生团聚，这限制了它的使用。若能将其分散于液体中，成为更加稳定均匀的纳米浆料，则能保持其纳米特性，极大扩展了其应用领域。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的纳米ATO浆料不稳定缺点，提供一种方法较为简单，适于批量生产，具有成本优势的掺镱纳米水性ATO隔热浆料方法制备方法，所制得的纳米水性ATO隔热浆料性能稳定，室温能稳定储存至少6个月。

本发明的另一目的在于提供上述方法制备的掺镱纳米水性ATO隔热浆料。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种掺镱纳米水性ATO隔热浆料的制备方法：掺镱纳米水性ATO浆料是由占ATO隔热浆料重量5～40％的纳米ATO粉体和占ATO隔热浆料重量55～95％的去离子水以及3～5％ATO粉体重量的Yb₂O₃粉体和2～8％ATO粉体重量的分散剂，在搅拌或超声波破碎的作用下进行预分散，然后对此预分散体进行研磨分散制得。

为进一步实现本发明目的，所述分散剂为聚丙烯酰胺，聚羧酸钠盐溶液、硅烷偶联剂KH560和聚甲基丙烯酸中的一种或多种。

所述分散剂与占ATO粉体重量的3～6％。

所述的研磨分散采用球磨机或砂磨机，其中，研磨球的填充体积为70～90％；研磨时间为10～20h。

掺镱纳米水性ATO隔热浆料：以浆料的重量百分比计，掺镱纳米水性ATO隔热浆料由如下成分组成：

去离子水    55～95％

ATO粉体     5～40％

Yb₂O₃粉体   占ATO粉体重量的3～5％

分散剂    占ATO粉体重量的2～8％

所述分散剂为聚丙烯酰胺，聚羧酸钠盐溶液、硅烷偶联剂KH560和聚甲基丙烯酸中的一种或多种。

相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：

(1)本发明制得的浆料稳定性好，室温下至少可以存放6个月。

(2)本发明制得的浆料，粒度细，其平均粒径在70～100nm。

(3)Yb₂O₃粉体在近红外区具有一定的隔热效果，与ATO掺在一起隔热效果更好，本发明掺镱纳米水性ATO隔热浆料可广泛应用在隔热涂料，抗静电塑料、纤维，显示器抗辐射涂层等领域。

(4)能以较低的成本生产纳米水性ATO隔热浆料，相对于国外的同类产品具有价格优势，同时本发明不需要长的周期，从而提高了产量，能在国内大范围使用。