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节能和环保问题一直是当今社会关注的焦点,人们一直致力于研究出既能解决能源短缺问题又环保的材料,研究表明,隔热材料能满足上述要求。纳米透明隔热涂料不仅具有优异的隔热性和透光性,其力学性能与耐化学介质性能也佳,因此在建筑及汽车玻璃上得到了大量的使用,从而大量地减少了能耗。市面上大部分都是用单组分纳米粉体与水性聚氨酯制备隔热涂料,然而由于水性聚氨酯不具备自清洁性,因此玻璃容易被污染,导致清洁成为一个问题。本论文为解决这一问题,以水性氟碳树脂乳液为成膜助剂,并加入具有良好隔热性能的纳米ATO与具有光催化性的纳米TiO2,来制备兼具隔热与自清洁的复合纳米隔热涂料,并通过测量其隔热性能以及自洁性,确定该涂料能既实现了节能,又满足了环保要求,具有很好的实用价值。 纳米ATO因其粒径小,表面自由能大,极易团聚,严重影响了其具有的特殊的优异性能的发挥。因此本文从浆料的pH值、分散剂种类与用量、各种物理分散方法等方面对纳米ATO进行分散研究,并通过Zeta电位仪、粒径分析仪、透射电镜、分光光度计等对浆料稳定性进行表征,结果得出分散最佳方法为:体系pH值为9时,使用分散剂聚丙烯酸钠含量为2%,再超声12min,高速机械搅拌3h,球磨10h,则制得了稳定的纳米水性浆料,该浆料在6个月保持没有固体沉降。 本文通过共混法将纳米ATO、纳米TiO2与水性氟碳树脂乳液均匀混合,并添加成膜助剂、增稠剂、流平剂,制得了性能较好的隔热涂料。分别研究了不同纳米ATO添加量和涂膜厚度对涂层的光学性能、隔热性能的影响,综合隔热与透过率的影响,选取纳米ATO添加量为5%,涂膜厚度为100μm,涂膜的可见光透过率有70%以上,与空白的玻璃相比,温差在6.8℃,具有显著的隔热透光效果。涂层的自洁性能通过研究不同纳米TiO2添加量的涂层光催化亚甲基蓝的降解率来体现,当TiO2添加量为0.5%时,涂层对有机污染物有一定的降解。最后对最佳制备工艺下的涂层,还测试了其力学性能、耐化学性,均符合国家标准。 研究表明:最佳条件下制备的复合隔热涂料不仅具有较好的光学性能、隔热性能、抗污染性和自清洁性能,而且还具有良好的力学性能和耐化学性。