LaB6纳米隔热浆料的制备及其在隔热透明涂料的应用研究

近年来,能源紧张局势越来越受到重视,而我国是个高能耗的国家,解决能源危机不仅停留探索新型能源方面,更重要是如何节能。目前,我国大多数的公共建筑物以及私人住宅都广泛采用大面积玻璃窗及玻璃幕墙,而传统建筑物玻璃隔热效果差,这必然会加大了空调用电量。而纳米六硼化镧（LaB6）作为一种新型重要的无机隔热功能材料,能够阻隔波长为7501400nm的近红外光,对太阳光中的近红外辐射有着明显的吸收和散射作用,而且又有较高的透光性,将其制备成稳定浆料,再与水性树脂混合制备成隔热透明涂料,施工于玻璃上,将会有效减低建筑能耗。本文主要围绕以下几个方面进行开展研究工作:（1）首先采用研磨-超声法制备LaB6纳米隔热浆料,研究了分散介质、分散剂、分散方法、研磨时间、超声时间、以及粉体含量对LaB6纳米隔热浆料的稳定性的影响,采用紫外分光光度计（UV-VIS）、扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、原子力显微镜（AFM）、广角静态动态同步激光散射粒径分析仪（DLS）、透射电镜（TEM）、紫外可见近红外光谱仪（UV-VIS-NIR）等实验仪器对所制得LaB6纳米隔热浆料进行表征,并对改性机理进行探讨,优化了试验工艺参数;结合相应的影响因素,分析得到研磨-超声法制备LaB6纳米隔热浆料的最佳工艺条件为:分散介质为无水乙醇、表面活性剂为5%的聚乙烯吡咯烷酮（PVP其占粉体含量百分比为5%）、六硼化镧粉体固含量为5%、研磨时间为6h、超时时间为15min,可成功制备出稳定较好的LaB6纳米隔热浆料,其平均粒径约为100nm。（2）采用机械-共混法将LaB6纳米隔热浆料和水性聚氨酯相混合,添加一定量的助剂,制得了纳米LaB6透明隔热涂料。研究了成膜树脂、LaB6纳米隔热浆料含量对隔热涂料的稳定性影响,实验结果表明,LaB6纳米隔热浆料和水性聚氨酯树脂的体积比为5:100时,涂料稳定性最好。涂料中LaB6粒子的平均粒径约为145nm左右,比在浆料内粒子平均粒径略大。（3）研究了隔热透明LaB6涂料的基本性能:力学、光学和隔热性能。研究表明:LaB6纳米隔热浆料和水性聚氨酯树脂的体积比为0.05/1,固化温度为100°C,固化时间为2h,涂层硬度可达4H,附着力为0级,耐水性良好,涂层的可见光透光率在70%以上,而近红外阻隔率达到60%以上,紫外阻隔率也在60%以上,综上可知,镀膜层数为1层时,涂膜的整体性能最优异。