本发明涉及一种纳米氧化铟锡隔热玻璃涂料的制备方法，属于涂料
技术领域：
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背景技术：
：随着经济的发展，全球对能源的需求日益增大。在不断增大的总能耗中，建筑能耗比较大。开发建筑节能材料，是建筑节能的根本途径。对建筑物而言，通过门窗散失的热量约占整个建筑采暖及空调耗能的50%。而通过普通窗户的热损失有60%是经红外线传递的，因此在门窗热对流和传导得到控制后，减少红外辐射就变得格外重要。透明隔热水性纳米涂料作为节能新材料，它既能让玻璃保持较高的可见光透过率，又能阻隔相当部分的红外线。原有玻璃只需涂上这种涂料就可升级为隔热玻璃；且采用水分散型树脂作成膜物质，不会产生有毒有害污染。透明隔热涂料的关键是对太阳光具有选择性的纳米半导体材料，目前主要是氧化锡锑，其中氧化锡锑因成本相对较低成为市场可接受的产品，但是氧化锡锑因其特殊的纳米结构特性，存在极易发生团聚、分散性差以及与基体树脂间的相容性低，导致最终制得的隔热涂层隔热效果差，透光率低的问题。因此，亟待寻找一种隔热效果好，透光率高的隔热玻璃涂料。技术实现要素：针对目前传统隔热玻璃涂料多以纳米氧化锡锑为原料，而氧化锡锑因其特殊的纳米结构特性，存在极易发生团聚、分散性差以及与基体树脂间的相容性低，导致最终制得的隔热涂层隔热效果差，透光率低的问题，提供了一种纳米氧化铟锡隔热玻璃涂料的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：（1）称取亚麻秸秆粉碎，得到亚麻秸秆粉碎物，将亚麻秸秆粉碎物依次用氢氧化钠溶液和盐酸分别冲洗，再将洗涤后的亚麻秸秆粉碎物烘干，得到干燥粉碎物，将干燥粉碎物蒸汽爆破得到物料，再将所得物料粉碎，得到粉碎料，最后将所得粉碎料干燥，即得超细纤维粉，备用；（2）将三氧化二锑和氧化锡混合后溶于浓度为1mol/l硝酸溶液中，搅拌混合，得到混合溶液，再向混合溶液中加入氧化锡等质量的酒石酸，在50～60℃下继续搅拌混合1～2h，得到混合液；（3）将步骤（1）备用的超细纤维粉按质量比为1:8加入到上述混合液中，超声分散处理，得到混合分散液，量取混合分散液装入带有滴液漏斗和搅拌器的三口烧瓶中，通过滴液漏斗向三口烧瓶中滴加浓度为1mol/l氢氧化钠溶液，调节混合分散液ph至10.0～10.5；（4）待上述ph调节完成后，搅拌混合，搅拌结束后，将三口烧瓶移入水浴锅中，加热升温至30～40℃，静置陈化6～7h后，过滤分离去除滤液，得到滤渣，将所得滤渣放入马弗炉中，保温煅烧，出料冷却后即得自制隔热填料；（5）将上述自制隔热填料和蓖麻油以及水混合后装入发酵罐中，再向发酵罐中加入枯草芽孢杆菌菌悬液，用无菌棒搅拌均匀后密封发酵罐，保温发酵；（6）待上述发酵结束后，取出发酵产物，过滤分离得到发酵滤渣，用去离子水冲洗后移入烘箱干燥，得到改性自制隔热填料，将聚乙二醇200和自制隔热填料以及去离子水混合后超声分散处理，得到隔热填料分散浆；（7）按重量份数计，称取10～15份上述隔热填料分散浆、70～80份s339a水性聚氨酯、1～2份聚二甲基硅氧烷和1～3份聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯装入胶体磨中，研磨混合3～4h后静置脱泡10～12h，装罐即得纳米氧化铟锡隔热玻璃涂料。步骤（1）中所述的氢氧化钠溶液浓度为1mol/l，盐酸浓度为0.5mol/l，蒸汽爆破所用蒸汽温度为200～210℃，蒸汽爆破压力为2.0～2.2mpa，蒸汽爆破保压时间为1～2min。步骤（2）中所述的三氧化二锑和氧化锡的质量比为1:10，硝酸溶液的质量为三氧化二锑和氧化锡总质量的10倍。步骤（3）中所述的超声分散的频率为30～40khz，超声分散的时间为20～30min。步骤（4）中所述的保温煅烧温度为1000～1100℃，保温煅烧时间为4～6h。步骤（5）中所述的自制隔热填料和蓖麻油以及水的质量比为1:1:10，枯草芽孢杆菌菌悬液的加入量为蓖麻油质量的5%，枯草芽孢杆菌菌悬液的浓度为103cfu/ml，保温发酵温度为30～35℃，保温发酵时间为7～12天。步骤（6）中所述的聚乙二醇200和自制隔热填料以及去离子水的质量比为1:1:5，超声分散频率为30～40khz，超声分散时间为20～30min。本发明的有益效果：（1）本发明首先利用蒸汽爆破得到具有多羟基特性的超细纤维粉，再以三氧化二锑和氧化锡提供锑、锡元素，通过硝酸溶解后利用酒石酸的络合性将混合溶液中的锑、锡离子络合，并以氢氧化钠作为共沉淀剂，反应产生锑、锡沉淀物晶核，而多羟基纤维粉的表面羟基可以吸附晶核，使晶核均匀的排布在纤维粉表面，防止晶核进一步长大，从而避免了纳米粒子的团聚，最后高温煅烧去除纤维粉载体，即可得到粒径细小、分散性良好的纳米氧化锡锑隔热填料，再将所得隔热填料和蓖麻油混合，在微生物的作用下使隔热填料表面酯基数量增加，从而提高其与基体树脂的相容性，最终制得的玻璃隔热涂料隔热效果好，透明度高，具有广阔的应用前景。（2）本发明制得的纳米氧化铟锡隔热玻璃涂料制备步骤简单易操作，成本低廉，采用水分散型树脂作成膜物质，不会产生有毒有害污染。具体实施方式称取1～2kg亚麻秸秆放入粉碎机中粉碎20～30min，得到亚麻秸秆粉碎物，将亚麻秸秆粉碎物依次用浓度为1mol/l氢氧化钠溶液和0.5mol/l盐酸冲洗5～8min，再将洗涤后的亚麻秸秆粉碎物放入烘箱，在105～110℃下干燥1～2h，得到干燥粉碎物；将干燥粉碎物装入蒸汽爆破机中，向蒸汽爆破机中通入预热至200～210℃的蒸汽，直至蒸汽爆破机中压力达到2.0～2.2mpa，保压静置1～2min后，开启蒸汽爆破装置的出料阀门，收集从出料阀门瞬间喷射出的物料，再将所得物料放入冷冻粉碎机中，粉碎20～30min得到粉碎料，所得粉碎料最后经真空冻干机干燥1～2h后即得超细纤维粉；按质量比为1:10将三氧化二锑和氧化锡混合后溶于两者总质量10倍的浓度为1mol/l硝酸溶液中，用磁力搅拌机以200～300r/min转速搅拌混合20～30min，得到混合溶液，再向混合溶液中加入氧化锡等质量的酒石酸，在50～60℃下继续搅拌混合1～2h，得到混合液；将超细纤维粉按质量比为1:8加入到混合液中，用超声分散仪以30～40khz的频率超声分散20～30min得到混合分散液，量取500～600ml混合分散液装入带有滴液漏斗和搅拌器的三口烧瓶中，通过滴液漏斗向三口烧瓶中滴加浓度为1mol/l氢氧化钠溶液，调节混合分散液ph至10.0～10.5；待ph调节完成后，启动搅拌器，以300～400r/min转速搅拌混合10～15min，搅拌结束后，将三口烧瓶移入水浴锅中，加热升温至30～40℃，静置陈化6～7h后，过滤分离去除滤液，得到滤渣，将所得滤渣放入马弗炉中，加热升温至1000～1100℃，保温煅烧4～6h后，出料冷却后即得自制隔热填料；将自制隔热填料和蓖麻油以及水按质量比为1:1:10混合后装入发酵罐中，再向发酵罐中加入蓖麻油质量5%的浓度为103cfu/ml枯草芽孢杆菌菌悬液，用无菌棒搅拌均匀后密封发酵罐，在温度为30～35℃的条件下保温发酵7～12天；待发酵结束后，取出发酵产物，过滤分离得到发酵滤渣，用去离子水冲洗20～30min后移入烘箱，在110～120℃下干燥1～2h，得到改性自制隔热填料，按质量比为1:1:5将聚乙二醇200和自制隔热填料以及去离子水混合后移入超声分散机中，在30～40khz的频率下超声分散20～30min，得到隔热填料分散浆；按重量份数计，称取10～15份隔热填料分散浆、70～80份s339a水性聚氨酯、1～2份聚二甲基硅氧烷和1～3份聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯装入胶体磨中，以3000～4000r/min转速搅拌混合3～4h后静置脱泡10～12h，装罐即得纳米氧化铟锡隔热玻璃涂料。实例1称取2kg亚麻秸秆放入粉碎机中粉碎30min，得到亚麻秸秆粉碎物，将亚麻秸秆粉碎物依次用浓度为1mol/l氢氧化钠溶液和0.5mol/l盐酸冲洗8min，再将洗涤后的亚麻秸秆粉碎物放入烘箱，在110℃下干燥2h，得到干燥粉碎物；将干燥粉碎物装入蒸汽爆破机中，向蒸汽爆破机中通入预热至210℃的蒸汽，直至蒸汽爆破机中压力达到2.2mpa，保压静置2min后，开启蒸汽爆破装置的出料阀门，收集从出料阀门瞬间喷射出的物料，再将所得物料放入冷冻粉碎机中，粉碎30min得到粉碎料，所得粉碎料最后经真空冻干机干燥2h后即得超细纤维粉；按质量比为1:10将三氧化二锑和氧化锡混合后溶于两者总质量10倍的浓度为1mol/l硝酸溶液中，用磁力搅拌机以200r/min转速搅拌混合30min，得到混合溶液，再向混合溶液中加入氧化锡等质量的酒石酸，在60℃下继续搅拌混合2h，得到混合液；将超细纤维粉按质量比为1:8加入到混合液中，用超声分散仪以40khz的频率超声分散30min得到混合分散液，量取600ml混合分散液装入带有滴液漏斗和搅拌器的三口烧瓶中，通过滴液漏斗向三口烧瓶中滴加浓度为1mol/l氢氧化钠溶液，调节混合分散液ph至10.5；待ph调节完成后，启动搅拌器，以400r/min转速搅拌混合15min，搅拌结束后，将三口烧瓶移入水浴锅中，加热升温至40℃，静置陈化7h后，过滤分离去除滤液，得到滤渣，将所得滤渣放入马弗炉中，加热升温至1100℃，保温煅烧6h后，出料冷却后即得自制隔热填料；将自制隔热填料和蓖麻油以及水按质量比为1:1:10混合后装入发酵罐中，再向发酵罐中加入蓖麻油质量5%的浓度为103cfu/ml枯草芽孢杆菌菌悬液，用无菌棒搅拌均匀后密封发酵罐，在温度为35℃的条件下保温发酵12天；待发酵结束后，取出发酵产物，过滤分离得到发酵滤渣，用去离子水冲洗30min后移入烘箱，在120℃下干燥2h，得到改性自制隔热填料，按质量比为1:1:5将聚乙二醇200和自制隔热填料以及去离子水混合后移入超声分散机中，在40khz的频率下超声分散30min，得到隔热填料分散浆；按重量份数计，称取15份隔热填料分散浆、80份s339a水性聚氨酯、2份聚二甲基硅氧烷和3份聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯装入胶体磨中，以4000r/min转速搅拌混合4h后静置脱泡10h，装罐即得纳米氧化铟锡隔热玻璃涂料。实例2称取1kg亚麻秸秆放入粉碎机中粉碎20min，得到亚麻秸秆粉碎物，将亚麻秸秆粉碎物依次用浓度为1mol/l氢氧化钠溶液和0.5mol/l盐酸冲洗5min，再将洗涤后的亚麻秸秆粉碎物放入烘箱，在105℃下干燥1h，得到干燥粉碎物；将干燥粉碎物装入蒸汽爆破机中，向蒸汽爆破机中通入预热至200℃的蒸汽，直至蒸汽爆破机中压力达到2.0mpa，保压静置1min后，开启蒸汽爆破装置的出料阀门，收集从出料阀门瞬间喷射出的物料，再将所得物料放入冷冻粉碎机中，粉碎20min得到粉碎料，所得粉碎料最后经真空冻干机干燥1h后即得超细纤维粉；按质量比为1:10将三氧化二锑和氧化锡混合后溶于两者总质量10倍的浓度为1mol/l硝酸溶液中，用磁力搅拌机以200r/min转速搅拌混合20min，得到混合溶液，再向混合溶液中加入氧化锡等质量的酒石酸，在50℃下继续搅拌混合1h，得到混合液；将超细纤维粉按质量比为1:8加入到混合液中，用超声分散仪以30khz的频率超声分散20min得到混合分散液，量取500ml混合分散液装入带有滴液漏斗和搅拌器的三口烧瓶中，通过滴液漏斗向三口烧瓶中滴加浓度为1mol/l氢氧化钠溶液，调节混合分散液ph至10.0；待ph调节完成后，启动搅拌器，以300r/min转速搅拌混合10min，搅拌结束后，将三口烧瓶移入水浴锅中，加热升温至30℃，静置陈化6h后，过滤分离去除滤液，得到滤渣，将所得滤渣放入马弗炉中，加热升温至1000℃，保温煅烧4h后，出料冷却后即得自制隔热填料；将自制隔热填料和蓖麻油以及水按质量比为1:1:10混合后装入发酵罐中，再向发酵罐中加入蓖麻油质量5%的浓度为103cfu/ml枯草芽孢杆菌菌悬液，用无菌棒搅拌均匀后密封发酵罐，在温度为30℃的条件下保温发酵7天；待发酵结束后，取出发酵产物，过滤分离得到发酵滤渣，用去离子水冲洗20min后移入烘箱，在115℃下干燥1h，得到改性自制隔热填料，按质量比为1:1:5将聚乙二醇200和自制隔热填料以及去离子水混合后移入超声分散机中，在30khz的频率下超声分散20min，得到隔热填料分散浆；按重量份数计，称取10份隔热填料分散浆、700份s339a水性聚氨酯、1份聚二甲基硅氧烷和1份聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯装入胶体磨中，以3000r/min转速搅拌混合3h后静置脱泡10h，装罐即得纳米氧化铟锡隔热玻璃涂料。实例3称取1kg亚麻秸秆放入粉碎机中粉碎25min，得到亚麻秸秆粉碎物，将亚麻秸秆粉碎物依次用浓度为1mol/l氢氧化钠溶液和0.5mol/l盐酸冲洗7min，再将洗涤后的亚麻秸秆粉碎物放入烘箱，在107℃下干燥1h，得到干燥粉碎物；将干燥粉碎物装入蒸汽爆破机中，向蒸汽爆破机中通入预热至205℃的蒸汽，直至蒸汽爆破机中压力达到2.1mpa，保压静置2min后，开启蒸汽爆破装置的出料阀门，收集从出料阀门瞬间喷射出的物料，再将所得物料放入冷冻粉碎机中，粉碎25min得到粉碎料，所得粉碎料最后经真空冻干机干燥2h后即得超细纤维粉；按质量比为1:10将三氧化二锑和氧化锡混合后溶于两者总质量10倍的浓度为1mol/l硝酸溶液中，用磁力搅拌机以250r/min转速搅拌混合25min，得到混合溶液，再向混合溶液中加入氧化锡等质量的酒石酸，在55℃下继续搅拌混合2h，得到混合液；将超细纤维粉按质量比为1:8加入到混合液中，用超声分散仪以35khz的频率超声分散25min得到混合分散液，量取550ml混合分散液装入带有滴液漏斗和搅拌器的三口烧瓶中，通过滴液漏斗向三口烧瓶中滴加浓度为1mol/l氢氧化钠溶液，调节混合分散液ph至10.2；待ph调节完成后，启动搅拌器，以350r/min转速搅拌混合12min，搅拌结束后，将三口烧瓶移入水浴锅中，加热升温至35℃，静置陈化6h后，过滤分离去除滤液，得到滤渣，将所得滤渣放入马弗炉中，加热升温至1050℃，保温煅烧5h后，出料冷却后即得自制隔热填料；将自制隔热填料和蓖麻油以及水按质量比为1:1:10混合后装入发酵罐中，再向发酵罐中加入蓖麻油质量5%的浓度为103cfu/ml枯草芽孢杆菌菌悬液，用无菌棒搅拌均匀后密封发酵罐，在温度为32℃的条件下保温发酵10天；待发酵结束后，取出发酵产物，过滤分离得到发酵滤渣，用去离子水冲洗25min后移入烘箱，在115℃下干燥2h，得到改性自制隔热填料，按质量比为1:1:5将聚乙二醇200和自制隔热填料以及去离子水混合后移入超声分散机中，在35khz的频率下超声分散25min，得到隔热填料分散浆；按重量份数计，称取12份隔热填料分散浆、75份s339a水性聚氨酯、1份聚二甲基硅氧烷和2份聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯装入胶体磨中，以350r/min转速搅拌混合3h后静置脱泡11h，装罐即得纳米氧化铟锡隔热玻璃涂料。对照例：按重量份数计，称取10份氧化铟锡、700份s339a水性聚氨酯、1份聚二甲基硅氧烷和1份聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯装入胶体磨中，以3000r/min转速搅拌混合3h后静置脱泡10h，装罐即得氧化铟锡隔热玻璃涂料。将实例1至实例3及对照例的隔热玻璃涂料采用喷涂工艺喷涂于洁净的玻璃基材表面，控制涂膜厚度为10μm，喷涂结束后，室温干燥3min后，移入烘箱中进行固化，得到隔热玻璃涂层，并将得到的隔热玻璃涂层进行检测，检测结果如表1。表1参照标准实例1实例2实例3对照例硬度（h）gb/t6739-863231附着力（级）gb/t9286-881012透光率（%）gb/t2860-19948889.687.571有效降低温度（℃）>398104本发明制备的氧化铟锡隔热玻璃涂料隔热效果好，透光率高。当前第1页12