一種高分子基紅外吸收材料在制備全高分子隔熱膜中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子基材料的應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種高分子基紅外吸收材料在制備全高分子隔熱膜中應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界能源消耗的日漸加劇、儲量的減少，同時能源使用過程中帶來的環(huán)境污染等問題的出現(xiàn)，導(dǎo)致人們越來越關(guān)注和重視如何能在生活中減少能源的消耗。眾所周知，紅外光能量占太陽光總能量的50%左右，是產(chǎn)生熱量的主要來源，在一定程度上會給人們的生活帶來很多不適，導(dǎo)致目前人們家中、企業(yè)工廠等室內(nèi)建筑大量使用空調(diào)來調(diào)節(jié)溫度。目前汽車行業(yè)的大力發(fā)展，加大了汽車空調(diào)的使用數(shù)量，這就會大大加劇能源的消耗，同時排除污染氣體。對于這一現(xiàn)象，目前一些光學(xué)材料和涂層在現(xiàn)代建筑或是汽車玻璃上作為屏蔽太陽光中的紅外光有著廣泛的應(yīng)用。紅外屏蔽薄膜主要是利用內(nèi)部紅外吸收或屏蔽材料的性能達(dá)到良好的紅外光屏蔽效果。
[0003]目前，有幾類紅外吸收薄膜被研究:第一種是金屬薄膜，如銀、銅薄膜，它可以屏蔽一部分的可見和紅外光，這類薄膜主要是利用真空熱蒸發(fā)方法或是磁控濺射法制得，但是這種方法代價較為昂貴以及不利于大面積制備；第二種是納米材料薄膜，這類薄膜主要是用溶液法制備，如貴金屬納米材料(銀/金納米顆粒)、稀土元素納米材料和金屬氧化半導(dǎo)體納米材料(ΙΤΟ，ΑΖ0)，但是這類材料只能在某一特定波長下有吸收，或是只能吸收大于1500納米的紅外光。第三種是目前研究較多，效果較好的鎢基納米材料，但是這類材料價格較貴并且這些包含重金屬的薄膜會給環(huán)境帶來污染，不利于推廣應(yīng)用。因此，需要開發(fā)一種制備方法簡單、環(huán)境友好型的紅外光屏蔽材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高分子基紅外吸收材料在制備全高分子隔熱膜中的應(yīng)用，該發(fā)明中利用的方法簡單，利用高分子基紅外吸收材料制備得到的全高分子隔熱膜具有良好的可見光透過性和紅外光屏蔽性能，在全高分子隔熱薄膜方面展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用價值。
[0005]本發(fā)明的一種高分子基紅外吸收材料在制備全高分子隔熱膜中的應(yīng)用，所述高分子基紅外吸收材料和高分子成膜材料混合，涂布在載體上，干燥成膜；其中，高分子基紅外吸收材料有效吸收近紅外光。
[0006]所述高分子基紅外吸收材料為聚吡咯、聚苯胺或聚3，4-乙撐二氧噻吩PEDOT納米材料。
[0007]所述高分子成膜材料具有無毒、工業(yè)合成技術(shù)成熟、透明性能良好和價格低廉的特點。
[0008]所述高分子成膜材料為丙烯酸樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯PET、聚二甲基硅氧烷PDMS或聚丙烯PP。
[0009]所述載體為玻璃。
[0010]所述干燥成膜后的薄膜具有優(yōu)良的可見光透過性和良好的柔韌性。
[0011]所述干燥成膜后的薄膜經(jīng)過光學(xué)測試得出，在紫外和紅外光波段具有良好的屏蔽性能；太陽光模擬實驗中得出薄膜具有良好的隔熱性能，同時薄膜的溫度變化可以通過薄膜的類型加以調(diào)節(jié):高分子紅外吸收納米材料含量不變改變薄膜的厚度，或是厚度不變改變高分子紅外吸收納米材料的含量等。因而高分子基紅外吸收材料在制備全高分子隔熱薄膜材料方面具有很好的應(yīng)用前景。
[0012]所述干燥成膜后的薄膜為全高分子材料，不會帶來重金屬等其他的二次污染問題。
[0013]本發(fā)明利用高分子基紅外吸收材料和高分子成膜材料，開發(fā)了全高分子薄膜用于隔熱膜材料領(lǐng)域。
[0014]本發(fā)明中的高分子基紅外吸收材料具有很強(qiáng)的近紅外光吸收能力，因此可以用作新型高效的紅外吸收材料。將這些納米材料與高分子成膜材料混合，這些材料能夠與成膜材料混合均勻，并且表現(xiàn)出良好的可見光透過性和紅外光屏蔽性能。以涂有這種薄膜的玻璃作為窗戶的暗盒內(nèi)空氣升溫比以普通石英玻璃為窗戶的暗盒內(nèi)空氣升溫低得多。因此，這種高分子基紅外吸收材料在全高分子隔熱薄膜方面展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用價值。
[0015]聚吡咯納米顆粒表現(xiàn)出了很強(qiáng)的紅外吸收能力，并且成膜后薄膜擁有較強(qiáng)的可見光透過性和紅外光屏蔽效果，這種全高分子材料薄膜在現(xiàn)代建筑或是汽車玻璃涂層上展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用價值；聚苯胺、聚3，4-乙撐二氧噻吩(PEDOT)納米材料具有良好的紅外吸收性能；聚苯胺、聚3，4-乙撐二氧噻吩(PEDOT)納米材料與高分子成膜材料成膜后，具有良好的紅外光屏蔽性能和可見光透過性。
[0016]聚吡咯納米材料成膜的制備方法包括:其薄膜的制備方法如下:(A)將引發(fā)劑FeCl3.6H20和穩(wěn)定劑聚丙烯醇(PVA)溶于去離子水中攪拌；然后轉(zhuǎn)移到冰水浴中，加入吡咯單體，于5°C聚合4小時后離心分離，即得到聚吡咯納米材料。(B)將合成好的聚吡咯溶液與丙烯酸樹脂混合，攪拌使得聚吡咯均勻的分散于丙烯酸樹脂中，然后將其混合液涂布在玻璃上，在50°C下干燥。干燥完全后將固化的薄膜從玻璃上揭下，即得到全高分子紅外光屏蔽薄膜。(C)將涂有該薄膜的玻璃暗合與沒有涂布薄膜的普通石英玻璃暗合在模擬太陽光下照射，測試期暗盒內(nèi)空氣溫度變化。在相同的照射時間和光強(qiáng)下，窗口涂有高分子薄膜的玻璃的暗盒內(nèi)溫度明顯低于對照組。
[0017]高分子基紅外吸收材料具有良好的降解性能和穩(wěn)定性。聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等高分子都表現(xiàn)出了良好的紅外吸收性能。同時，作為成膜的高分子材料有丙烯酸樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚丙烯(PP)等。本發(fā)明利用高分子基紅外吸收材料和高分子成膜材料，首次開發(fā)了全高分子薄膜用于隔熱膜材料領(lǐng)域。
[0018]本發(fā)明制備的薄膜采用的是涂布/干燥法，克服了真空高溫蒸發(fā)和磁控濺射法制備薄膜價格昂貴的缺點，又相對于金屬薄膜材料避免了重金屬等二次污染問題。并且，本發(fā)明中的全高分子紅外屏蔽材料不僅具有良好的紫外和紅外光屏蔽性能，還具有較好的可見光透過性。因此，這種聚吡咯納米顆粒構(gòu)建的全高分子薄膜材料在紅外光屏蔽中展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用價值。
[0019]有益效果
[0020](I)本發(fā)明利用簡單的合成方法制備高分子紅外吸收納米材料，其價格低廉、性能