Технологии производства нанокерамических атермальных пленок

Оксидная нанокерамика в оконных пленках - это наноразмерные порошки на основе оксидов различных металлов. К наноматериалам относят стеклообразные и кристаллические материалы с размером отдельных зерен меньше 100 нм. Ультрадисперсные порошки и наноматериалы получают сейчас из самых разнообразных веществ типа керамики, металлов, полупроводников, полимеров, в самых разнообразных формах - в виде сухих порошков, жидких дисперсных систем, покрытий и пленок. Основная отличительная особенность наноструктуры это явное влияние размера элемента структуры на физико-химические свойства материала. Такую технологию керамики можно рассматривать как организацию эволюции структуры материала в желаемом направлении. Синтез наноразмерных частиц открывает широкие перспективы получения новых материалов, обладающих необычными свойствами. Существует несколько методов получения наночастиц: 1. Физический метод получения Метод вакуумной конденсации: Этот метод использует вакуумное испарение, нагрев, высокочастотную индукцию или другие методы для испарения исходного материала или образования плазмы с последующим быстрым охлаждением. Его преимуществами являются высокая чистота, хорошая кристаллическая структура и контролируемый размер частиц; однако он требует сложных технологий и оборудования для производства. Метод физического измельчения: Наночастицы получают путем механического измельчения, электрического искрового взрыва и т. д. Его преимуществами являются простота эксплуатации и низкая стоимость, но чистота продукта низкая, а распределение частиц неравномерное. Механическое шаровое измельчение: Этот метод использует шаровое измельчение в контролируемых условиях для получения наночастиц чистых элементов, сплавов или композитных материалов. К его преимуществам относятся простота в эксплуатации и низкая стоимость, однако чистота продукта низкая, а распределение частиц неравномерное. 2. Получение методом жидкофазной химии Метод жидкофазной химии использует синтез в жидкой фазе для достижения равномерного смешивания на молекулярном и атомном уровнях, в результате чего получаются наночастицы с узким распределением по размерам. В основном применяются такие методы, как золь-гель, микроэмульсия, гидротермальный синтез, соосаждение и распылительный пиролиз. Получаемые продукты легко контролировать, они недороги, просты в эксплуатации и широко применимы. 3. Метод микроэмульсии Этот метод использует два несмешивающихся растворителя для образования однородной эмульсии под действием поверхностно-активного вещества, из которой выпадают твердые вещества (нанопорошки). 4. Метод осаждения Методы осаждения в основном включают прямое осаждение, соосаждение и гомогенное осаждение. При изготовлении теплозащитных пленок производители используют различные нанокерамические материалы, а также способы их интеграции с базовым полиэстером.

Indium Tin Oxide (ITO) - среди всех нанокристаллических материалов, используемых в массовом производстве оконных пленок, оксид индия и олова обеспечивает наивысшее снижение тепла и максимальное пропускание видимого света при высоких температурах. В странах со строгими правилами тонирования автомобилей Indium Tin Oxide остается единственным возможным материалом с высокой теплозащитой. Antimony Tin Oxide (ATO) - оксид сурьмы и олова был успешно синтезирован и массово произведен японскими производителями в конце 1990-х и начале 2000-х годов. Сегодня Antimony Tin Oxide является наиболее широко используемым керамическим наполнителем из-за существенно более низкой стоимости, чем Titanium Nitride, учитывая то же снижение температуры. Titanium Nitride (TiN) - нитрид титана был самым ранним типом керамической пленки в отрасли. Обычно наносимый на пленки спаттерным методом, Titanium Nitride был и является самой популярной теплозащитной пленкой с высокой степенью отражения тепла, но его использование остается ограниченным из-за высокой стоимости. Ожидается, что Advanced Borides - продвинутые улучшенные бориды (бинарные соединения бора с металлами) станут следующим поколением наноматериалов для оконных пленок. Новые Advanced Borides значительно увеличат диапазон волн для отражения инфракрасного излучения, а текущие испытания на атмосферостойкость показали возможность длительной эксплуатации. Появился инновационный материал оксид вольфрама цезия, применение которого позволяет неорганическим красителям и керамике создавать пленку с высоким теплоотражением, обеспечивая при этом низкую мутность и блики по сравнению с другими химвеществами, отводящими тепло. Специальная технология измельчения Nano Tungsten Oxide Powder, уменьшающая размер частиц до 10 нм способствует прозрачности конечного продукта. Такая эффективная смесь находится между двумя слоями полиэстера высокой четкости.

Другие пленки изготавливаются из полиэстера, «пропитанного» нанокерамикой. Технология дисперсии и полимеризации наноразмерных оксидов металлов отличается от обычного нанесения смеси на поверхность готового полиэстера тем, что нанопорошковая суспензия смешивается с исходными частицами PET во время процесса экструзии, формирования пленки. В отличие от послойной структуры пленок, где керамика добавляется в клей между чистым РЕТ, пленки на основе полиэстера с такими встроенными свойствами несколько дешевле в производстве, имеются некоторые визуальные искажения. Однослойное изделие имеет максимальные теплозащитные характеристики и стабильность в работе при невысокой стоимости.

Новая технология ультрафиолетового отверждения нанокерамики на поверхности чистого полиэстера. В покрытии используются ультратонкие керамические наночастицы и жидкий органический полимер, содержащий фотоинициаторы, смесь быстро затвердевает под УФ облучением. Отверждение керамики ультрафиолетом