具有远红外反射性能的节能材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及具有远红外反射性能的节能材料及其制备方法，其为导电率≥１０↑［－２］Ｓ／ｃｍ的导电聚合物Ａ；导电聚合物Ａ制成的自支撑膜；导电聚合物Ａ在有机材料、无机材料或金属基质上成膜而成的镀膜节能材料；与有机基材及添加剂共混挤压而成的型材Ｂ；共轭聚合物的单体或其衍生物的单体与有机单体共聚而成的型材Ｃ；导电聚合物Ａ加入到油漆或涂料中而成的节能油漆或节能涂料；其在远红外区域内的反射率≥５０％。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
具有远红外反射性能的节能材料及其制备方法
：本专利技术涉及一种具有高的远红外反射率的节能材料及其制备方法。
技术介绍
：长久以来，人们一直在寻找一种节能材料，以达到美观、节能、实用、又经济的效果，如低辐射玻璃(low-E Glass)、ITO导电玻璃等，美国专利6,030,671公开了一种低辐射窗膜，其组成为：(1)反射金属薄膜层，可由银、金、铜或铝或其合金或其组合物组成；(2)覆盖在金属层上的保护材料薄膜层，可由钛、镍、铬、铌、金、铂或其合金或不锈钢，保护材料里还包括聚酯树脂、聚对亚苯基二甲基、硅烷；(3)在反射金属层的至少一边有一性能增加薄膜层；(4)覆盖在保护材料上的耐划伤和擦伤的硬涂料层。此窗膜的核心物质是无机金属，需大量贵金属或其合金，成本高昂，并且至少需镀四层膜，工艺复杂，最终成品价格昂贵。
技术实现思路
本专利技术目的是提供几种在波长为2500-25000nm的远红外区域反射率不低于50％的节能材料及其制备方法。一种具有远红外反射性能的节能材料，其为导电率≥10-2S/cm的导电聚合物A；导电聚合物A制成的自支撑膜；导电聚合物A在有机材料、无机材料或金属基质上成膜而成的镀膜节能材料；导电聚合物A与有机基材及添加剂共混挤压而成的型材B；共轭聚合物或其衍生物的单体与有机单体共聚而成的型材C、导电聚合物A加入到油漆或涂料中而成的节能油漆或节能涂料或加入到玻璃亮油中制成节能玻璃亮油。所述的导电聚合物A是掺入掺杂剂的共轭聚合物、掺入掺杂剂的共轭聚合物的衍生物、掺入掺杂剂的共轭聚合物的共聚物中的一种或两种及两种以上的混合物；或共轭聚合物、共轭聚合物的衍生物、共轭聚合物的共聚物中的两种及两种-->以上的混合物掺入掺杂剂后制得；共轭聚合物、共轭聚合物的衍生物、共轭聚合物的共聚物或者其两种及两种以上的混合物与掺杂剂分别按结构单体摩尔比4∶1-1∶1掺杂。所述的掺杂剂可以是通式结构为HxAy的质子酸、通式结构为苯酚类化合物中的一种或者其两种及两种以上的混合物；在HxAy中：x、y均为1-8的整数，H为H+，A为阴离子，可为酸根离子，也可为x-R、其中x-为阴离子SO3-、Cl-、Br-、RSO3-，R为CCl3、CF3、卤素Cl或F、或为1-30个碳的烷基或芳基；在通式中R可为氢、甲基、乙基、F、Cl、-NO2、1-20个碳的烷基，可单基取代，也可双基取代。所述的x-较好为阴离子RSO3-、SO3-。所述的酸根离子较好为Cl-、Br-、I-、SO42-、PO43-、ClO4-、CH3SO3-。所述的掺杂剂还可以为通式为MaXb的卤化物、及卤素X2中的一种或两种及两种以上的混合物，在MaXb中a、b分别为1-6的整数，M为过渡金属元素，X为卤素F、Cl、Br、I，在X2中X为卤素F、Cl、Br、I中的一种。所述的过渡金属元素较好为Fe、Mo、W、Sn、Rn、Ta、Sn。所述掺杂剂还可选自Li、Na、K、Cs、NH3、四乙基铵(TEA+)，四丁基铵(TbuA+)中的一种或两种及两种以上的混合物。所述共轭聚合物为聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯硫醚、聚苯乙炔、聚对亚苯的一种。将导电聚合物A溶于有机溶剂，经离心分离后制成导电聚合物溶液；将导电聚合物溶液以喷涂、平摊、浸渍等方法中的一种使之在光滑无机基质上覆着，在50℃-80℃下保温2-10小时而得节能材料自支撑膜。将导电聚合物A溶于有机溶剂，经离心分离后制成导电聚合物溶液；将导电聚合物溶液以旋涂、喷涂、浸渍等其中一种方式在无机基质、有机基质、金属上成膜，在50℃-80℃下，放置2-10小时使之溶剂挥发而成镀膜节能材料。-->有机溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、氯仿、乙酸、三氟乙酸、二甲亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四氢呋喃、苯酚类化合物及衍生物中的一种或两种及两种以上的混合物。所述温度最好为40℃-100℃。所述时间为最好为4-8小时。所述的无机基质为石英、玻璃、陶瓷、花岗岩、水泥。所述的金属为金、银、铜、铁、铝、锡、锌、合金、不锈钢。将导电聚合物A与有机基质按1∶40-1∶10的重量比混合，再加混合物重量的0.1％-5％的松节油，在120-260℃，压力为60-180Mpa下挤压成型材B。导电聚合物A与有机基质的重量比为1∶25-1∶15较好。所述的有机基质为聚烯烃、聚氯乙烯、苯乙烯系树脂、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛改进聚苯醚、热塑性聚酯、聚砜、聚苯硫醚、聚芳酯、环氧树脂、不饱合聚酯树脂。共轭聚合物或其衍生物的单体与有机单体、添加剂在-20℃-100℃通过单体聚合而成型材C，其中共轭聚合物或其衍生物的单体与有机单体重量比为1∶40-1∶5，添加剂为总重量的0.1％-3％。将掺杂的导电聚合物A按重量比为1∶40-1∶10加入到涂料中，制成节能的涂料。将掺杂的导电聚合物A按加入重量比为1∶40-1∶10到油漆中，制成节能油漆。所述的重量比最好为1∶25-1∶15。本专利技术所述的材料在波长为2500-25000nm的远红外区域反射率不低于50％；由于所述材料是采用制造成本较低的共轭聚合物及其衍生物、共聚物掺杂而制成的，无需贵重金属，因此成本低；又由于一次成膜或成型即可加工得到，因此工艺简单，最终产品价格低。具体实施方式：-->由于共轭聚合物、共轭聚合物的衍生物、共轭聚合物的共聚物具有强的链间相互作用，难溶难熔，其模压加工性差，常常将掺杂剂以适当的浓度、掺杂方法将掺杂剂掺杂入共轭聚合物、共轭聚合物的衍生物、共轭聚合物的共聚物中实现其导电性。由于共轭聚合物、共轭聚合物的衍生物、共轭聚合物的共聚物具有独特的结构特征和掺杂机制、优异的物理化学性能和诱人的技术应用前景，目前主要研究了其在能源如二次电池、太阳能电池及光电子器件、电磁屏蔽、隐身技术、传感器、金属防腐、分子器件和生命科学等
的应用，有些正向实用化的方向发展。但经我们反复测试发现，在室温下，当掺杂的共轭聚合物、共轭聚合物的衍生物、共轭聚合物的共聚物中的一种或其两种及两种以上的混合物，其导电率≥10-2S/cm时在波长为2500-25000nm远红外区域有较高的反射率，其反射率不低于50％，这是以前的公知领域从未提到的，可以利用其此性能做成各种节能材料，且该材料具有防静电性能。以其为原料制作节能材料或涂膜材料、其与油漆、涂料混合制作节能油漆、涂料替换现有的以合金、贵金属等无机物质为主要组成物的节能材料，如制成节能自支撑膜材料，或者将其以旋涂、喷涂、浸渍任何一种方式涂到其它有机、无机片材、线材上成膜，或其与有机基材、添加剂共混挤压成型或共混，亦可以是它单体聚合用模具成型，或与油漆、涂料、玻璃亮油混合得到节能的油漆、涂料、玻璃亮油。本专利技术中导电聚合物A是由共轭聚合物、共轭聚合物的衍生物、共轭聚合物的共聚物中的一种或两种或两种以上的混合物掺杂而得，或共轭聚合物、共轭聚合物的衍生物、共轭聚合物的共聚物中的一种或两种或两种以上掺杂后混合而得；掺杂是将掺杂剂与共轭聚合物、共轭聚合物的衍生物、共轭聚合物的共聚物在一定条件下通过电化学法、化学法使其电荷发生转移，即掺杂剂掺杂共轭聚合物、共轭聚合物的衍生物、共轭聚合物的共聚物后，在共轭聚合物、共轭聚合物的衍生物、共轭聚合物的共聚物中形成孤子、荷电孤子、极化子和双极化子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有远红外反射性能的节能材料，其特征在于：其为导电率≥１０↑［－２］Ｓ／ｃｍ的导电聚合物Ａ；导电聚合物Ａ制成的自支撑膜；导电聚合物Ａ在有机材料、无机材料或金属基质上成膜而成的镀膜节能材料；导电聚合物Ａ与有机基材及添加剂共混挤压而成的型材Ｂ；共轭聚合物或其衍生物的单体与有机单体共聚而成的型材Ｃ、导电聚合物Ａ加入到油漆或涂料中而成的节能油漆或节能涂料或加入到玻璃亮油中制成节能玻璃亮油。

【技术特征摘要】
1.一种具有远红外反射性能的节能材料，其特征在于：其为导电率≥10-2S/cm的导电聚合物A；导电聚合物A制成的自支撑膜；导电聚合物A在有机材料、无机材料或金属基质上成膜而成的镀膜节能材料；导电聚合物A与有机基材及添加剂共混挤压而成的型材B；共轭聚合物或其衍生物的单体与有机单体共聚而成的型材C、导电聚合物A加入到油漆或涂料中而成的节能油漆或节能涂料或加入到玻璃亮油中制成节能玻璃亮油。2.如权利要求1所述的具有远红外反射性能的节能材料，其特征在于：导电聚合物A是掺入掺杂剂的共轭聚合物、掺入掺杂剂的共轭聚合物的衍生物、掺入掺杂剂的共轭聚合物的共聚物中的一种或两种及两种以上的混合物；或共轭聚合物、共轭聚合物的衍生物、共轭聚合物的共聚物中的两种及两种以上的混合物掺入掺杂剂后制得；共轭聚合物、共轭聚合物的衍生物、共轭聚合物的共聚物或者其两种及两种以上的混合物与掺杂剂分别按结构单体摩尔比4∶1-1∶1掺杂。3.如权利要求2所述的具有远红外反射性能的节能材料，其特征在于：所述的掺杂剂可以是通式结构为HxAy的质子酸、通式结构为苯酚类化合物中的一种或者其两种及两种以上的混合物；在HxAy中：x、y均为1-8的整数，H为H+，A为阴离子，可为酸根离子，也可为x-R、其中x-为阴离子SO3-、Cl-、Br-、RSO3-，R为CCl3、CF3、卤素Cl或F、或为1-30个碳的烷基或芳基；在通式中R可为氢、甲基、乙基、F、Cl、-NO2、1-20个碳的烷基，可单基取代，也可双基取代。4.如权利要求3所述的具有远红外反射性能的节能材料，其特征在于：x-为阴离子RSO3-、SO3-。5.如权利要求3所述的具有远红外反射性能的节能材料，其特征在于：所述的酸根离子为Cl-、Br-、I-、SO42-、PO43-、ClO4-、CH3SO3-。6.如权利要求2所述的具有远红外反射性能的节能材料，其特征在于：所述的掺杂剂可以为通式为MaXb的卤化物、及卤素X2中的一种或两种及两种以上的混合物，在MaXb中a、b分别为1-6的整数，M为过渡金属元素，X为卤素F、Cl、Br、I，在X2中X为卤素F、Cl、Br、I中的一种。7、如权利要求6所述的具有远红外反射性能的节能材料，其特征在于：所述的过渡金属元素为Fe、Mo、W、Sn、Rn、Ta、Sn。8.如权利要求2所述具有远红外反射性能的节能材料，其特征在于：所述掺杂剂还可选自Li、Na、K、Cs、NH3、四乙基铵(TEA+)，四丁基铵(TbuA+)中的一种或两种及两种以上的混合物。9.如权利要求1或2所述具有远红外反射性能的节能材料，其特征在于：所述共轭聚合物为聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯硫醚、聚苯乙炔、聚对亚苯的一种。10.如权利要求1所述具有远红外反射性能的节能材料的制备方法，其特征在于：将导电聚合物A...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑同锁，谢明贵，董淑娟，孙晓吉，张国武，
申请(专利权)人：中国耀华玻璃集团公司，谢明贵，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]