簡介

現(xiàn)代建筑大量使用玻璃、塑料等薄型、透明外部材料，這些材料在改善室內(nèi)采光的同時，導(dǎo)致太陽光線射入室內(nèi)，造成室內(nèi)溫度上升。在夏季，為平衡陽光射入導(dǎo)致的室內(nèi)溫度上升，人們普遍使用空調(diào)來降溫，這也是我國夏季部分地區(qū)拉閘限電的主要原因。汽車日益普及，由此帶來的夏季降低車內(nèi)溫度，降低空調(diào)能耗使得隔熱貼膜成為汽車的標準配置。其他如農(nóng)業(yè)溫室大棚的隔熱降溫塑料采光板的透明隔熱、戶外遮陽篷布的淺色隔熱涂層也迅速發(fā)展。建筑玻璃的透明隔熱也可采用Low-E玻璃（低輻射鍍膜玻璃）來實現(xiàn)，但Low-E 玻璃需要定制，增加使用成本，同時由于Low-E 玻璃采用在玻璃上濺射納米銀方式實現(xiàn)對太陽光的反射，導(dǎo)致其耐候性較差，其使用壽命約10a，這也增加了年度使用成本。對大量既有建筑，Low-E玻璃則無能為力，而這部分建筑的比重比在建建筑要大得多，其玻璃的隔熱節(jié)能更顯得迫切和重要。行之有效的辦法就是要采用能夠有效阻隔太陽光熱效應(yīng)的部分紅外光的材料，因為若同時阻隔了可見光，則玻璃、陽光板也就失去了其可見光透明的作用。目前最有效的辦法就是將具有吸收紅外光能力的納米顆粒，如銻摻雜二氧化錫（ATO）、氧化銦錫（ITO）、六硼化鑭和銫鎢青銅納米顆粒添加到樹脂中，制成透明隔熱涂料直接涂布到玻璃或遮陽布上，或先涂布到PET（聚酯）薄膜上，再將PET 薄膜貼到玻璃上（如汽車 貼膜），或制作成塑膠薄片，如PVB（聚乙烯醇縮丁醛）、EVA（乙烯- 醋酸乙烯共聚物）塑膠，再將這些塑膠薄片和鋼化玻璃復(fù)合，也起到阻隔紅外線的作用，從而達到透明隔熱效果。

在上述幾種能夠吸收紅外線，從而實現(xiàn)透明隔熱的納米顆粒中，銫鎢青銅納米顆粒（Cesium Tungsten Bronze）具有最佳的近紅外吸收特性，通常每平方米涂層中添加2 g 即可達到950 nm 處透過率10% 以下（以此數(shù)據(jù)表明對近紅外線的吸收），同時在550 nm 處可實現(xiàn)70% 以上的透過率（70% 的指標是絕大多數(shù)高透明薄膜的基本指標）。

盡管銫鎢青銅納米粉體具有優(yōu)良的透明隔熱特性，但現(xiàn)有生產(chǎn)工藝主要采用原料鎢和銫的高溫固相反應(yīng)，如先在600℃左右形成鎢青銅晶相結(jié)構(gòu)，再于800℃左右還原氣氛中進行還原處理，從而形成高載流子濃度的銫鎢青銅納米顆粒（銫鎢青銅對紅外線的吸收源自于載流子）。該工藝具有操作簡便，批次穩(wěn)定的優(yōu)點，但存在顆粒偏大問題，通常在微米級，要實現(xiàn)涂層透明的要求，需要高端分散設(shè)備長時間的研磨才能使顆粒粒徑小于100 nm，這就大大增加了使用成本，并且大顆粒的存在使得涂層的霧度（Haze）較大，影響涂層的光學(xué)效果。此外，生產(chǎn)過程中采用高危險性還原氫氣，也增加了生產(chǎn)成本。

制備

檸檬酸誘導(dǎo)水熱合成法

溶劑熱液相法制備銫鎢青銅納米粉體：
1.將400 kg 山梨醇于夾套反應(yīng)釜中加熱溶解，加入鎢酸和硫酸銫，其中鎢酸和硫酸銫的質(zhì)量之比為1∶0.33，山梨醇的質(zhì)量為鎢酸和硫酸銫總質(zhì)量的3倍。
2.高速攪拌30 min 后，泵入均質(zhì)機進行循環(huán)均質(zhì)化，60 min 后將產(chǎn)物泵入已加熱到150℃的高壓反應(yīng)釜中，將高壓反應(yīng)釜轉(zhuǎn)速定為180 r/min，待上述物料完全轉(zhuǎn)移到高壓釜后，關(guān)閉高壓反應(yīng)釜各閥門，逐步將反應(yīng)釜溫度上升到350℃，并保溫600 min，降溫到150℃。3.放出反應(yīng)產(chǎn)物，向其中加入去離子水，將物料打入壓濾機，以去離子水、無水乙醇洗滌，直到硫酸根含量低于100 mg/kg，乙醇含量大于80%。
4.將濾餅放進真空烘箱烘干，再進行機械粉碎和氣流粉碎，即得到目標產(chǎn)物——深藍色的銫鎢青銅納米粉體。

銫鎢青銅納米漿料及透明隔熱涂層的制備：
1.將制得的銫鎢青銅納米粉體、去離子水、分散劑、氫氧化鈉或硝酸加到攪拌釜中，攪拌均勻后泵入砂磨機中進行研磨分散，直到漿料粒徑基本上不再降低，停止砂磨，制得銫鎢青銅納米漿料。
2.將銫鎢青銅納米漿料加入到丙烯酸乳液中，在玻璃基板上涂布成膜，烘干，得到的干膜厚度約為5um，銫鎢青銅納米漿料的涂布添加量折算為1.3 g/m2。

性能

采用氙燈對涂布得到的銫鎢青銅透明隔熱薄膜進行連續(xù)照射，72 h 后薄膜的外觀沒有發(fā)生明顯變化，表明銫鎢青銅納米粉體具有較好的耐候性。對于銫鎢青銅納米粉體來說，由于其阻隔近紅外線的機理為納米粉體中的氧空位對紅外線產(chǎn)生吸收，而通常認為氧空位會與空氣中的水汽發(fā)生作用，從而降低氧空位濃度，降低其隔熱效果。將獲得的隔熱薄膜于60℃熱水中浸泡168 h（7 d），測得薄膜的紅外阻隔率僅下降1.8%，而日常使用過程中環(huán)境溫度和濕度均大大低于上述情況，所以銫鎢青銅納米粉體具有較佳的濕度耐候性。據(jù)估計其實際使用年限約為20 a，這樣薄膜的使用成本也會大大降低。