項(xiàng)目類別：浙江省重大科技專項(xiàng)
參與人員：馮杰，鐘明強(qiáng)，陸連法，等
起止日期：2008.1-2009.12
隔熱透明涂料是一種可以讓玻璃既保持高透光性同時(shí)又有較好的隔熱效果的高科技產(chǎn)品。其基本原理是利用摻雜在涂層中的納米級(jí)分散的半導(dǎo)體材料（如氧化錫銻ATO）對(duì)紅外光的吸收和反射，阻隔來(lái)自太陽(yáng)光（夏天）和室內(nèi)取暖設(shè)施和人體自身（冬天）的大部分熱輻射。同時(shí)透光性好，具有廣闊市場(chǎng)前景。相比現(xiàn)有的Low-E玻璃和隔熱貼膜，透明隔熱涂料為消費(fèi)者提供了另外一種選擇，且具有性價(jià)比高、投資少、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
但目前的透明隔熱涂料市場(chǎng)存在三個(gè)問(wèn)題，一是起隔熱作用的納米半導(dǎo)體漿液的儲(chǔ)存穩(wěn)定性不高；二是漿液生產(chǎn)成本太高；三是涂層耐水性和與基底結(jié)合強(qiáng)度不佳。現(xiàn)有的沙磨工藝（CN200710021766）只能得到固含量很低（只有2~15％）的漿液。固含量低會(huì)導(dǎo)致其與水性透明樹脂配合后成膜物質(zhì)的固含量更低，會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的施工困難。現(xiàn)有的球磨分散工藝（CN1446862A）則不僅耗時(shí)（24~48小時(shí)）、低效（ATO裝載量?jī)H為球磨珠體積的1/4至1/6），而且耗電嚴(yán)重。
ATO漿液穩(wěn)定性不佳、生產(chǎn)成本高、效率低的原因，一是沒掌握硅烷偶聯(lián)劑水解并與ATO顆粒表面反應(yīng)的最佳pH值范圍（根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，這一范圍是3.5~4.5）；二是沒掌握球磨珠越細(xì)，裝載量就越大，效率也就越高的規(guī)律；三是僅靠球磨一步完成，沒采取漿液后處理工藝，如適當(dāng)離心沉降。
本項(xiàng)目中，我們采用小徑鋯珠、不銹鋼球磨罐，在國(guó)產(chǎn)球磨機(jī)上，以濕法球磨方式，采取球磨前后調(diào)節(jié)漿液pH值并適度離心后處理的方式，規(guī)模化制備穩(wěn)定納米分散的ATO水性漿液，將其與自制或外購(gòu)水性聚氨酯涂料（WPU）復(fù)配，制備透明隔熱效果和綜合物化性能俱佳的玻璃用水性透明隔熱納米涂料。
玻璃應(yīng)用中的另一個(gè)問(wèn)題是難清洗。在玻璃表面鍍上一層堅(jiān)硬牢固的納米銳鈦礦TiO2膜層是賦予其自潔性能的好方法。但如何將透明隔熱和自清潔兩者結(jié)合起來(lái)，目前尚沒有較好的辦法。將TiO2納米顆粒添加到透明隔熱涂料中，會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的基體樹脂老化，亦起不到表面光致超親水效果。
本項(xiàng)目中，我們采用烷氧基硅烷在乙醇/水的混合液中水解-縮聚，以此縮聚物為粘合劑，將TiO2納米顆粒牢固負(fù)載到玻璃表面，獲得了光致超親水效果優(yōu)異，綜合物化性能好的光致超親水自清潔涂層。該涂層可與透明隔熱涂層分涂在玻璃內(nèi)/外兩面，實(shí)現(xiàn)透明隔熱表面自清潔。