涂料技术
研究基于二氧化钒粉体的智能控温涂料现状
对太阳能的吸收发射呈常温可逆转换的材料为:氯化钴与六亚甲基四胺混合物、邻苯二甲酸酯类化合物和三芳甲烷内酯类化合物;热发射率随环境温度呈高低可逆转换的材料为:氧化钒化合物和氧化钨化合物。在上述两种化合物充分混合均匀的基础上,掺加水溶性树脂、填料、溶剂,搅拌,研磨,制备出成品,其可逆转换温度为18~20℃。此涂料实现了冬季吸热和夏季隔热的可逆转换。
何山、林晨等人以V2O5、HCl、N2H4·2HCl和NH4HCO3为原料合成了VO1.927~2.080之间不同整比性的VO2粉体,并归纳了此种粉体在制备薄膜或陶瓷材料方面的应用。施剑秋、顾广新等人通过水解VOSO4和Na2WO4,并在N2保护下于573~1073K煅烧水解产物,制得二氧化钒粉体,掺入钨酸盐与硫酸氧钒共水解,可制得钨掺杂二氧化钒。将该二氧化钒与丙烯酸树脂共混,制得具有室温附近热致变色功能的复合涂层,其钨掺杂二氧化钒粉体共混涂层在室温下能够显示出热致变色性能。王波等人将纳米VO2粉体与聚3,4-亚乙基二氧噻吩复合,制得在30~40℃温区呈现出明显负电阻温度系数特性的一种新型聚合物基复合材料。此复合膜不仅具有VO2的相变特性,其相变区域更接近室温,应用前景广阔。
4·局限性及发展趋势
VO2超细粉末的制备方法多种多样,已经取得了一定的进展。尽管如此,VO2超细粉末的制备技术与应用相比进展仍显得缓慢。目前制备VO2粉末工艺存在产率低、成本高、对超细粉末特性的研究还不够深入等缺陷,对于VO2超细粉末的产业化,国内外均未见文献报道。
综上所述可以看出:(1)目前较多的是一元掺杂,而关于二元掺杂的报道较少。一元掺杂虽然降低了VO2粉体的相变温度,但是也降低了其他方面的性能。为了制备性能更为优异的VO2粉体,应考虑二元掺杂的方法。已有报道,在VO2薄膜上镀制SiO2薄膜,能使可见光透射率得到大大地改善,可考虑在VO2粉体上包覆SiO2的可行性研究。(2)为了提高VO2的稳定性,应考虑通过添加某种成分来提高VO2稳定性的研究。(3)目前较多的是关于VO2粉体的制备,而基于VO2粉体材料的薄膜材料报道较少,并且在仅有的采用VO2粉体制备薄膜材料的报道中,只是简单地将VO2粉体材料和有机介质混合,并没有加入或加入很少其他颜填料。关于有色智能控温涂料的报道几乎没有,应考虑VO2粉体在有色涂料中的应用。
因此,今后的研究重点应寻找行之有效的各种高纯、均匀、稳定、性能优异的VO2及其掺杂的超细粉末的制备方法,并使之产业化,并在此基础上制备应用前景广阔的基于VO2粉体的智能控温涂料。
何山、林晨等人以V2O5、HCl、N2H4·2HCl和NH4HCO3为原料合成了VO1.927~2.080之间不同整比性的VO2粉体,并归纳了此种粉体在制备薄膜或陶瓷材料方面的应用。施剑秋、顾广新等人通过水解VOSO4和Na2WO4,并在N2保护下于573~1073K煅烧水解产物,制得二氧化钒粉体,掺入钨酸盐与硫酸氧钒共水解,可制得钨掺杂二氧化钒。将该二氧化钒与丙烯酸树脂共混,制得具有室温附近热致变色功能的复合涂层,其钨掺杂二氧化钒粉体共混涂层在室温下能够显示出热致变色性能。王波等人将纳米VO2粉体与聚3,4-亚乙基二氧噻吩复合,制得在30~40℃温区呈现出明显负电阻温度系数特性的一种新型聚合物基复合材料。此复合膜不仅具有VO2的相变特性,其相变区域更接近室温,应用前景广阔。
4·局限性及发展趋势
VO2超细粉末的制备方法多种多样,已经取得了一定的进展。尽管如此,VO2超细粉末的制备技术与应用相比进展仍显得缓慢。目前制备VO2粉末工艺存在产率低、成本高、对超细粉末特性的研究还不够深入等缺陷,对于VO2超细粉末的产业化,国内外均未见文献报道。
综上所述可以看出:(1)目前较多的是一元掺杂,而关于二元掺杂的报道较少。一元掺杂虽然降低了VO2粉体的相变温度,但是也降低了其他方面的性能。为了制备性能更为优异的VO2粉体,应考虑二元掺杂的方法。已有报道,在VO2薄膜上镀制SiO2薄膜,能使可见光透射率得到大大地改善,可考虑在VO2粉体上包覆SiO2的可行性研究。(2)为了提高VO2的稳定性,应考虑通过添加某种成分来提高VO2稳定性的研究。(3)目前较多的是关于VO2粉体的制备,而基于VO2粉体材料的薄膜材料报道较少,并且在仅有的采用VO2粉体制备薄膜材料的报道中,只是简单地将VO2粉体材料和有机介质混合,并没有加入或加入很少其他颜填料。关于有色智能控温涂料的报道几乎没有,应考虑VO2粉体在有色涂料中的应用。
因此,今后的研究重点应寻找行之有效的各种高纯、均匀、稳定、性能优异的VO2及其掺杂的超细粉末的制备方法,并使之产业化,并在此基础上制备应用前景广阔的基于VO2粉体的智能控温涂料。
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