本技术涉及阻挡红外线和紫外线的透明涂料领域,尤其涉及一种锆铯钨氧化物微米级粉体、阻挡红外线和紫外线的透明涂料及其制备方法和涂层。
背景技术:
1、建筑节能首先要从门窗抓起,而高性能的选择性屏蔽材料可以使玻璃对光谱具有选择性透过功能,在能透过大部分可见光而不影响采光的前提下,该材料又能阻挡红外线和紫外线,阻断热辐射,从而降低制冷或取暖装置的能耗,达到节能的目的。
2、目前市面上逐渐出现了一些可以阻挡红外线和紫外线的透明涂料,专利cn102732108a中公开了一种全新的由纳米材料体系制备而成的透明涂料,其对太阳辐射的全部近红外线及紫外线均有很好屏蔽效果,该涂料的耐水、耐老化等性能优良,并且具有自清洁功能,但是该涂料存在着制备工艺过长、制备工艺复杂并且涂料原料中的纳米氧化物在水溶液中很难分散,易于团聚和沉降问题。
3、因此,如何解决涂料难分散、易团聚、沉降等问题是目前的技术难点。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种锆铯钨氧化物微米级粉体、阻挡红外线和紫外线的透明涂料及其制备方法和涂层,以解决上述问题。
2、为实现以上目的,本技术第一方面提供一种锆铯钨氧化物微米级粉体,其分子式为zr0.04cs0.33wo4。
3、本技术第二方面提供一种所述锆铯钨氧化物微米级粉体的制备方法,包括:
4、将二氯氧化锆水溶液、钨酸铵水溶液和碳酸铯水溶液混合,得到第一混合溶液;
5、将所述第一混合溶液进行第一干燥得到混合粉末;
6、在氢气气氛下,将所述混合粉末进行还原焙烧得到还原焙烧产物;
7、在惰性气氛下,将所述还原焙烧产物进行高温焙烧,得到所述锆铯钨氧化物微米级粉体。
8、可选地,所述锆铯钨氧化物微米级粉体的制备方法满足以下条件中的至少一种:
9、a.所述第一混合溶液中所述二氯氧化锆水溶液的浓度为0.005mol/l-0.1mol/l;
10、b.所述第一混合溶液中所述钨酸铵水溶液的浓度为0.05mol/l-2mol/l;
11、c.所述第一混合溶液中所述碳酸铯水溶液的浓度为0.05mol/l-0.2mol/l;
12、d.所述第一干燥的温度为110℃-220℃,时间为1h-48h;
13、e所述还原焙烧的气氛还包括氮气,所述氢气和所述氮气的流量比为(1-9):1;
14、f.所述高温焙烧的温度为600℃-800℃,时间为1h-8h。
15、本技术第三方面提供一种阻挡红外线和紫外线的透明涂料,其原料按质量分数100%计,包括:
16、混合浆料0.2wt%-40wt%和水性紫外光固化丙烯酸树脂60.0wt%-99.8wt%;
17、所述混合浆料的原料包括所述锆铯钨氧化物微米级粉体、第一分散剂、乙醇和空心球复合氧化物微米级粉体;
18、所述混合浆料的原料按质量分数100%计,所述锆铯钨氧化物微米级粉体为0.1wt%-20wt%,所述第一分散剂为0.5wt%-5wt%,所述乙醇为55wt%-99.3wt%,所述空心球复合氧化物微米级粉体为0.1wt%-20wt%;
19、所述空心球复合氧化物微米级粉体包括钛酸锌、氧化锌和二氧化钛。
20、本技术第四方面提供一种所述阻挡红外线和紫外线的透明涂料的制备方法,包括:
21、将所述锆铯钨氧化物微米级粉体、所述第一分散剂、所述乙醇和所述空心球复合氧化物微米级粉体混合,得到混合浆料;
22、将所述混合浆料和所述水性紫外光固化丙烯酸树脂混合,得到所述阻挡红外线和紫外线的透明涂料。
23、可选地,所述阻挡红外线和紫外线的透明涂料的制备方法满足以下条件中的至少一种:
24、a.所述空心球复合氧化物微米级粉体的制备方法包括:
25、将吸附剂、尿素、硫酸氧钛、硝酸锌、水、第二分散剂和乙醇混合得到第二混合溶液,所述第二混合溶液进行水热吸附反应,得到水合陶瓷氧化物;
26、将所述水合陶瓷氧化物进行第二干燥得到陶瓷氧化物;
27、所述陶瓷氧化物进行第一焙烧和第二焙烧,得到由所述钛酸锌、所述氧化锌和所述二氧化钛组成的所述空心球复合氧化物微米级粉体;
28、所述吸附剂包括黄竹粉、甘蔗渣粉和花生壳粉中的一种或多种;
29、所述第二分散剂包括聚乙二醇;
30、所述水、所述第二分散剂和所述乙醇的质量比为(100ml-500ml):(0.5ml-5ml):(500ml-900ml);
31、所述第二混合溶液中所述吸附剂的浓度为5g/l-100g/l;
32、所述第二混合溶液中所述尿素的浓度为0.3mol/l-6mol/l;
33、所述第二混合溶液中所述硫酸氧钛的浓度为0.1mol/l-1mol/l;
34、所述第二混合溶液中所述硝酸锌的浓度为0.1mol/l-2mol/l;b.所述第一分散剂包括byk2001。
35、可选地,所述阻挡红外线和紫外线的透明涂料的制备方法满足以下条件中的至少一种:
36、a.所述水热吸附反应的温度为80℃-160℃,时间为2h-8h;
37、b.所述第二干燥的温度为80℃-120℃,时间为12h-48h;
38、c.所述第一焙烧的温度为400℃-550℃,时间为4h-8h;
39、d.所述第二焙烧的温度为600℃-800℃,时间为2h-4h;
40、e.所述第一焙烧和所述第二焙烧的升温速率为2℃/min-5℃/min。
41、可选地,在所述锆铯钨氧化物微米级粉体和所述空心球复合氧化物微米级粉体进行所述混合之前,还包括:
42、将所述锆铯钨氧化物微米级粉体和所述空心球复合氧化物微米级粉体分别在碱性溶液中和第二分散剂进行球磨分散,得到锆铯钨氧化物纳米级粉体和空心球复合氧化物纳米级粉体;
43、将所述锆铯钨氧化物纳米级粉体、所述空心球复合氧化物纳米级粉体和其他原料混合制备混合浆料。
44、可选地,所述阻挡红外线和紫外线的透明涂料的制备方法满足以下条件中的至少一种:
45、a.所述碱性溶液的ph为7-10;
46、b.所述球磨分散的速度为500rpm/min-3000rpm/min,时间为70h-74h。
47、本技术第五方面提供一种涂层,其原料包括所述阻挡红外线和紫外线的透明涂料。
48、与现有技术相比,本技术的有益效果包括:
49、本技术提供的锆铯钨氧化物微米级粉体,锆元素插入铯钨化合物颗粒之间的界面,限制了铯钨颗粒的长大,得到一种近球状,粒径小且均一的锆铯钨氧化物,锆元素的加入还增加了铯钨氧化物的抗氧化能力和耐候性,从而提高其利用率。
50、本技术提供的锆铯钨氧化物微米级粉体的制备方法,以h2为还原剂,在h2还原和惰性气体焙烧过程中,二氯氧化锆、钨酸铵和碳酸铯形成锆铯钨氧化物微米级粉体,金属元素锆能有效提高反应速率和稳定反应过程,该制备方法能耗低、效率高、操作简单和污染少。
51、本技术提供的阻挡红外线和紫外线的透明涂料,其原料包括混合浆料和水性紫外光固化丙烯酸树脂,混合浆料中的空心球复合氧化物主要作用于对紫外光的吸收且阻隔部分红外光,锆铯钨氧化物主要作用于对近红外光的吸收且阻隔部分紫外光,两种组分的混合使用大幅提高了对近红外和紫外的阻隔效果,分散剂则防止团聚,乙醇作为溶剂,锆铯钨氧化物微米级粉体和空心球复合氧化物微米级粉体在乙醇中能更好溶解,水性紫外光固化丙烯酸树脂增加混合浆料的附着力,使得干燥后的涂料与玻璃之间的剥离强度增加,更好的贴合玻璃,还能提高透明涂料的硬度和光泽度。
52、本技术提供的阻挡红外线和紫外线的透明涂料的制备方法,先将微米级粉体、第一分散剂、乙醇和空心球复合氧化物微米级粉体混合,得到混合浆料,第一分散剂和乙醇使得两种粉体之间充分混合并且降低了体系粘度,防止了两种粉体聚体成团,得到粘度低、分散性好的混合浆料,混合浆料再和水性紫外光固化丙烯酸树脂混合得到透明涂料,从而避免了水性紫外光固化丙烯酸树脂与第一分散剂和乙醇同时使用时,出现体系粘度不均匀,两种粉体分散不均匀,导致分体成团,并且整个涂料体系的附着力下降,导致涂料隔热防紫外和透明性下降等问题。
53、本技术提供的涂层,该涂料可见光透过率大于70%,近红外和紫外透过率小于10%,具有阻挡红外线和紫外线的作用。
1.一种锆铯钨氧化物微米级粉体,其特征在于,其分子式为zr0.04cs0.33wo4。
2.一种权利要求1所述的锆铯钨氧化物微米级粉体的制备方法,其特征在于,包括:
3.根据权利要求2所述的锆铯钨氧化物微米级粉体的制备方法,其特征在于,满足以下条件中的至少一种:
4.一种阻挡红外线和紫外线的透明涂料,其特征在于,其原料按质量分数100%计,包括:
5.一种权利要求4所述的阻挡红外线和紫外线的透明涂料的制备方法,其特征在于,包括:
6.根据权利要求5所述的阻挡红外线和紫外线的透明涂料的制备方法,其特征在于,满足以下条件中的至少一种:
7.根据权利要求6所述的阻挡红外线和紫外线的透明涂料的制备方法,其特征在于,满足以下条件中的至少一个:
8.根据权利要求5所述的阻挡红外线和紫外线的透明涂料的制备方法,其特征在于,在所述锆铯钨氧化物微米级粉体和所述空心球复合氧化物微米级粉体进行所述混合之前,还包括:
9.根据权利要求8所述的阻挡红外线和紫外线的透明涂料的制备方法,其特征在于,满足以下条件中的至少一个:
10.一种涂层,其特征在于,其原料包括权利要求4所述的阻挡红外线和紫外线的透明涂料。