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随着城镇化进程的不断推进,民用建筑能耗迅速增长。面对如期实现碳达峰、碳中和的重大战略目标,建筑领域碳减排工作依旧任重道远。从可操作性、经济性、节能率等因素综合考虑,玻璃贴膜是既有公共建筑外窗节能改造的优先选择。建筑外窗玻璃贴膜集保温、隔热、节能、施工简便、安全及装饰性强等特点于一体,体现了建材绿色化发展的特征,可广泛应用于建筑外窗以及高层或超高层玻璃幕墙中。目前市场上使用较为普遍的玻璃贴膜有金属隔热膜和纳米陶瓷膜。与金属隔热膜相比,纳米陶瓷节能膜更具优势,其操作简单、投入少、节能率高、使用寿命长。纳米陶瓷节能膜具有多种金属材料所特有的光学性能,高透明、高隔热、高隔紫外线,可以阻隔高达99%的紫外线、95-98%的红外线,可见光透过率可达15-85%,且不氧化、不褪色、高耐候。纳米陶瓷节能膜作为减碳潜力显著的绿色建材产品之一,应用前景广阔。因此,开展新型纳米陶瓷节能膜的研发对推动建筑领域节能减碳、促进绿色建材应用、提升地区绿色消费水平具有重要意义。本文简要概述了纳米陶瓷节能膜制备技术的国内外研究状况。
浙江工业大学的徐书隽将纳米锑锡氧化物(ATO)、铟锡氧化物(ITO)、紫外线吸收剂等功能填料经预处理后分散在PET膜的复合粘结剂中,通过PET膜的复合工艺制备隔热膜,对纳米陶瓷红外吸收剂浆料的制备工艺、粘结剂制备工艺、粘结剂配方对膜隔热性能影响等进行了研究。
浙江省能源与核技术应用研究院的谢裕颖等以纳米氧化锡锑粉体为原料,采用性能优异的分散液并配以特殊的助剂,对隔热贴膜中的隔热层进行了重新设计,研制出油性隔热涂料和水性隔热涂料2种工艺,所制成的隔热贴膜性能优异、成本低廉,具有很高的性价比。
南京圣博威碳科技有限公司提供了一种能阻隔紫外线和近红外线的聚碳酸酯母粒及其制备方法,所述聚碳酸酯母粒的原料包含铯钨青铜、氧化锡锑、紫外吸收剂、稳定剂及聚碳酸酯树脂;所述聚碳酸酯母粒的制备方法包括以下步骤:1)将铯钨青铜和氧化锡锑分散于有机溶剂中,配制成质量浓度为10%~50%的混合分散液;2)将步骤1)所得混合分散液和紫外吸收剂、聚碳酸酯树脂粉混匀,挤出造粒即得。
湖南尚鑫新材料科技有限公司开发了一种纳米陶瓷隔热膜及其制备方法,所述纳米陶瓷隔热膜包括四层,第一层为合金薄膜,第二层为隔热层,第三层为胶黏剂层,第四层为离合膜层;所述隔热层的制备方法包括以下步骤:1)将纳米二氧化钛、纳米氮化硅、纳米二氧化硅、纳米蓝色氧化钨按比例混合,在球磨机上混合均匀;2)将步骤1)混合好的粉末装入石墨模具中,采用热压烧结工艺进行制备,超细粉碎,得到纳米陶瓷粉末;3)将聚乙烯醇与去离子水混合搅拌,加热至90-100℃,恒温1-2h后加入水性丙烯酸乳液、消泡剂、流平剂、表面活性剂,降温至30-50℃,然后加入六亚甲基二异氰酸酯和催化剂,升温至50-60℃恒温反应2-3h,充分搅拌,最后加入步骤2)制备得到的纳米陶瓷粉末,高速混合均匀。
上海追得新材料科技有限公司提出了一种TPU外贴隔热膜的制备方法,所述TPU外贴隔热膜包括保护膜、修复层、TPU基膜、遮光隔热功能层、安装层以及哑光离型膜,所述制备方法涉及将TPU母粒、聚碳酸酯、改性纳米氧化钴、抗氧剂混合得到混合原料,加入双螺杆挤出机进行挤出造粒。
南通通易航天科技股份有限公司开发了一种隔热聚氨酯保护膜的制备方法,其包括以下步骤:1)将ABS废料清洗后进行加热干燥,得到预处理ABS废料;2)将TPU、预处理ABS废料、改性粉料、偶联剂和抗氧剂搅拌混合后,得到混合料;3)将混合料与增韧剂熔融共混、冷却、造粒、干燥后,得到A料;4)将干净的HIPS废料和ZDMA熔融共混、冷却、造粒、干燥后,得到B料;5)将A料和B料熔融共混、冷却、造粒、流延成型后,得到隔热聚氨酯保护膜。
海安浩驰科技有限公司公开了一种抗冲击隔热膜及其制备方法,所述制备方法包括:使用模板法制备具有空心结构的改性氧化锡锑,通过使二氧化钛均匀生长在改性氧化锡锑表面上,得到二氧化钛负载改性氧化锡锑;将二氧化钛负载改性氧化锡锑通过γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性,得到隔热添加剂;将氢化端羟基聚丁二烯、羟基氟硅油、聚丙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、1,4-丁二醇、聚醚多元醇、改性松香、隔热添加剂混合反应,得到改性聚氨酯;将改性环氧树脂、甲基丙烯酸甲酯、改性聚氨酯、丙酮、过氧化二苯甲酰、光引发剂混合均匀,流延成膜,固化干燥,得到抗冲击隔热膜。
宁波大学科学技术学院提供了一种纳米粒子超稳定分散隔热膜及其制备方法,所述制备方法包括以下步骤:以六氯化钨为原料,将其分散于醇溶剂中,进行超声醇解,得到氧化钨纳米颗粒和氯化氢;将所述氧化钨纳米颗粒与聚乙烯醇缩丁醛溶液混合,以氯化氢为催化剂,在氧化钨纳米颗粒表面形成氢键,搅拌后形成凝胶;将所述凝胶经刮涂、烘干后得到纳米粒子超稳定分散隔热膜。
日本住友金属矿山株式会社公开了一种红外线遮蔽材料微粒分散体,该分散体是将含有钨氧化物微粒或/和复合钨氧化物微粒的红外线遮蔽材料微粒分散于介质中而形成的红外线遮蔽材料微粒分散体,其制备方法为:将称出规定量的钨化合物以及混合的初始原料在还原气体环境中、550℃下加热1小时,返回到室温后,通过在氩气环境中加热1小时,制作W18O49粉末,将该粉末、溶剂和分散剂混合,进行分散处理,成为分散液,将该分散液和硬涂层用紫外线固化树脂混合,制成红外线遮蔽材料微粒分散体液。
美国3M公司公开了一种用于制备独立的玻璃陶瓷膜的方法,其包括以下步骤:在约50℃或更低温度下混合具有约4或更低pH值的胶态二氧化硅溶胶、含锆的化合物、粘结剂以及能够交联所述粘结剂的交联剂以制备混合液体;将所述混合液体涂覆至基底上;干燥所涂覆的混合液体以在所述基底上形成前体膜;将所述前体膜从基底上分离;烘烤所分离的前体膜。
韩国崇实大学基于气凝胶具有高比表面积、低密度、开放孔隙结构和优异的隔热性能,使用均质机将压敏胶和二氧化硅气凝胶(质量分数分别为10%、15%和20%)混合,所得混合物进一步附着在玻璃薄膜上可以降低窗户的整体传热系数。
美国伊士曼公司开发了专门针对气候受到严重工业污染的地区而设计的龙膜Helios高性能外贴窗膜,经测试最高可以将室内温度降低8℃,这能显著降低空调使用成本,每年可以减少数十吨二氧化碳排放。Helios外贴膜在整体结构中添加了抗紫外线功能,具体膜层结构包括抗紫外线抗刮镀层、含有紫外线吸收剂的透明聚酯基片、抗紫外线防刮的复膜胶、镀铝膜、抗紫外线防刮镀层、含有紫外线吸收剂的HPR粘合剂、防黏衬里。这种结构的膜可以长期发挥作用,阻隔紫外线性能稳定,且安装简单。Helios的独特技术不仅仅是对太阳能的控制,其独有的表面像荷花一样:水附着在膜表面形成水滴。这使得龙膜Helios外贴膜比普通外贴膜更容易清洁,同时Helios所采用的技术还具有抗油性,可以防止脏污黏在膜表面。
参考文献:
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[4] 湖南尚鑫新材料科技有限公司. 纳米陶瓷隔热膜及其制备方法. CN112029350A(申请日:2020.08.07;公开日:2020.12.04)
[5] 上海追得新材料科技有限公司. 一种TPU外贴隔热膜的制备方法. CN117025110A(申请日:2023.08.08;公开日:2023.11.10)
[6] 南通通易航天科技股份有限公司. 一种隔热聚氨酯保护膜及其制备方法. CN116948231B(申请日:2023.09.19;公告日:2023.12.05)
[7] 海安浩驰科技有限公司. 一种抗冲击隔热膜、制备方法及应用. CN118063820B(申请日:2024.04.19;公告日:2024.07.02)
[8] 宁波大学科学技术学院. 一种纳米粒子超稳定分散隔热膜及其制备方法. CN118562170A(申请日:2024.06.18;公开日:2024.08.30)
[9] Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. Fine particle dispersion of infrared-shielding material, infrared-shielding body, and production method of fine particles of infrared-shielding material and fine particles of infrared-shielding material. US8083847B2(申请日: 2005.08.31; 公告日: 2011.12.27)
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[12] Eastman Chemical Company. Helios高性能外贴窗膜. https://llumar.com.cn/product/archi/architecture.html(访问日期: 2025.11.17)