CN112969744A - 使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜及其制备方法 - Google Patents

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CN112969744A CN202080005725.3A CN202080005725A CN112969744A CN 112969744 A CN112969744 A CN 112969744A CN 202080005725 A CN202080005725 A CN 202080005725A CN 112969744 A CN112969744 A CN 112969744A
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Abstract

本发明涉及一种使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜及其制备方法,更具体地,涉及一种在基材层的一个表面形成隔热层,所述隔热层包含,由稳定同位素来构成组成前体的元素,并包括具有缺氧的(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3‑n)形态的六方晶系型结构的非放射性稳定同位素钨青铜化合物,借以阻止放射性物质的产生,从源头上阻隔雾度,改善可见光透射率和红外线阻隔率,也可通过钝化膜,解决在使用非放射性稳定同位素钨青铜化合物构成隔热层时可能出现的耐热性、耐久性问题的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜及其制备方法。

Description

使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜及其制备方法,更具体地,涉及一种在基材层的一个表面形成隔热层,上述隔热层被构造成,由稳定同位素来构成组成前体的元素,并包括具有缺氧的(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系型结构的非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物,借以阻止放射性物质的产生,从源头上阻隔雾度,改善可见光透射率和红外线阻隔率,也可通过钝化膜,解决在使用非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)构成隔热层时可能出现的耐热性、耐久性问题的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜及其制备方法。
背景技术
当原子核内部的质子数足够多时,原子核易因库仑斥力而出现不稳定,因此,按照追求稳定化的自然原理,会表现出塌陷成具有更少量质子的原子的倾向。通过这种现象会产生辐射(Radiation),辐射中存在α射线、β射线和γ射线。
可产生辐射的放射性元素包括:天然放射性元素和人工放射性元素,天然放射性元素是自然界中存在的元素,已知的约有60余种(原子序数为81以上),人工放射性元素则是由核反应、核分裂等人工方法制成的,其种类极多。
放射性(Radioactivity)是指释放辐射的能力,具有放射能力的物质被称为放射性物质。当生物体暴露于此类放射性物质时,会引发各种问题。
首先,生命体的很大一部分由水组成,水分子可因辐射而电离,当水分子发生电离后,会以极快的速度产生离子和自由基(Free Radical)。由于离子在自然状态下也大量存在,因此,其危害性不大,而自由基则因活性较大,可能会参与其他分子的结构变形或产生强氧化剂过氧化氢(H2O2),从而引发毒性。其结果是,其会作用于与细胞分裂相关的系统(如:DNA、RNA),从而导致细胞的破坏、变形等。
问题在于,这种辐射在生活环境中随处都在发生。除可实现核能发电的原子序数较大的元素之外,Berylium(Be),Carbon(C),Hydrogen(H),Potassium(K),Radon(Rn)等元素也会产生辐射,因此,生命体在日常生活中不可避免地暴露于大量辐射。
人体每年暴露于自然辐射的量约为3.08mSv,据了解,其中暴露量的45.6%由氡引起,33.8%由感知辐射引起,12.3%则由食物引起。
辐射是指暴露的剂量,其与剂量成正比,其危害性也会随之增加。据报道,达到100mSv以上时,会导致血液检测异常,达到200mSv以上时,会导致胎儿残疾、生殖细胞异常和不孕,达到1Sv以上时,会导致急性辐射综合症,达到2Sv以上,则会导致白内障等。
隔热材料大致可分为有机化合物型隔热材料和无机化合物型隔热材料。
有机化合物型隔热材料具有较高的可见光透射率,但,仅可在近红外线区域内的单个波长(≒950nm)附近发生吸收,实际上很难在人体能感觉到的热能区域附近起到良好的阻隔效果。因此,其遮蔽效果远不如无机化合物型隔热材料。因此,上述有机化合物型隔热材料与无机化合物型隔热材料被混合使用,用作隔热的辅助材料。有机化合物包括六硼化镧(Lanthanum Hexaboride,LaB6)、酞菁(Phthalocyanine,PC)、炭黑(Carbon Black)、钛黑(Titan Black)、金属络合物(Metal Complex)、二亚铵盐(Diimonium Salt)等。其中,实际被广泛使用的有机化合物是金属络合物(Metal Complex)、炭黑(Carbon Black)和二亚铵盐(Diimonium Salt)。
相反,无机化合物型隔热材料则具有较低的可见光透射率,但,相较于有机化合物型隔热材料,却具有更优异的耐久性和高隔热特性。尤其,被用作隔热材料的多为无机氧化物,这种无机氧化物包括:氧化锡锑(ATO)、氧化铟锡(ITO)、二氧化硅(SiO2)、三氧化二铝(Al2O3)、三氧化钼(MoO3)、五氧化二铌(Nb2O5)、五氧化二钒(V2O5)、钨青铜(TungstenBronze)、氧化钨(Tungsten Oxide)。其中尤为常用,实际上又具有良好的红外线阻隔特性的无机氧化物是氧化锡锑(ATO)、氧化铟锡(ITO)和钨青铜(Tungsten Bronze)。
氧化锡锑(ATO)价格要低于氧化铟锡(ITO)且被广泛应用于一般的隔热膜。但是,在近红外线透射峰中,从1500nm到2200nm表现为缓坡的透射曲线,因此,很难达到完美的红外线阻隔效果,因此,为确保高可见光透射率,其投放量只能受限。如果增加氧化锡锑(ATO)溶胶投放量,用以确保高可见光透射率,可见光透射率则会显著下降至40~50%,而无机物含量过度,又会导致隔热涂布层出现刮痕、附着力下降、产生白灼和经时变化。因此,即使是粒径为30nm的氧化锡锑(ATO),在与可见光相比时,其近红外线阻隔特性仍具有局限性,应用范围较窄,很难应用于高性能隔热膜的制备。
相较于氧化锡锑(ATO),氧化铟锡(ITO)则具有更高的可见光透射率和红外线阻隔特性。但是,铟(Indium)在世界范围内是众所周知的高价原料,且在大多数电子工业中,也在开发可代替氧化铟锡(ITO)的材料。此外,在制备隔热膜方面,使用如此昂贵的原料也难免负担过重。因此,迫切需要开发一种可见光透射率高于氧化铟锡(ITO)且具有更高近红外线阻隔特性的材料。
另外,氧化锡锑(ATO)和氧化铟锡(ITO)在进行纳米颗粒无机氧化物合成时,需经过极其严苛的工艺制备而成。尤其,通过Sol-Gel(溶胶-凝胶)法、Autoclave(高压斧)法制备的氢氧化锡锑(ATO(OH))、氢氧化铟锡(ITO(OH))必须经过烧成过程。烧成共进行两次,在空气中300~400℃的条件下,完成一次烧成后,进行二次氢还原烧成。这时,混合氢气(Gas)和惰性气体进行还原烧成,即使投放少量的氧气,也存在引发爆炸的极高可能性,因此,该项操作需谨慎小心,另外,Gas Flow烧成炉又属于高价设备。因此,在制备氧化锡锑(ATO)和氧化铟锡(ITO)时存在稳定性方面的问题,及设备投资过于昂贵的缺点。
钙钛矿钨青铜(Perovskite Tungsten Bronze)是一种宽带隙(Wide Band Gap)氧化物,其形态是将Na等正元素掺杂(Doping)到三氧化钨中,通常具有钙钛矿结构(ABO3)。钨青铜的特征在于,其在波长达到800nm以上时,具有较强的光能吸收性,而在380~780nm的波长范围内则表现出较弱的光能吸收性,因此,其在有透明性需求的领域应用较为活跃。已知的钨青铜化合物约有5万种,尤其,具有红外线阻隔性能的钨青铜化合物以AxW1Oy形态存在,Ax表示碱金属或碱土金属元素,W1表示钨,Oy表示氧。
为使上述无机化合物型隔热材料能够表现出更好的光学特性,可通过煅烧和还原烧成步骤诱发晶体缺陷,但问题在于,如果在此过程的合成过程中使用出乎预料的极高能量(例如:微波合成法),则会生成不需要的放射性物质。
图1示出的是现有隔热膜。其在韩国注册专利公报第10-1470901号(2014.12.03)中公开。
参照图1,上述现有隔热膜(90),包括:以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET,PolyEthylene Terephthalate)或聚碳酸酯(PC,Poly Carbonate)作为主材料的基材层(91);及在上述基材层(91)的顶部沉积有可在反射红外线的同时吸收热量的涂布剂的涂布层(93);及在上述基材层(91)的底部黏着有可选择性遮蔽红外线的粘接剂的粘接层(95);在上述基材层(91)和上述涂布层(93)之间选择性进一步沉积具有可见性和遮蔽性的薄膜之薄膜层(97);及保护热反射膜并在附着前被剥离的保护层(99)。
上述现有隔热膜(90)也使用无机化合物作为隔热材料,但其忽略的一个事实是,因施加到无机化合物中的高能量,可检测出放射性物质。
总而言之,现有的隔热膜(90)本身具有释放辐射的可能性,当人体持续暴露于使用释放辐射的隔热膜(90)的环境中时,会造成体内细胞变形并破坏细胞,同时,也会增加造成突变、生育畸形儿、癌症发病的可能性。
因此,相关行业要求开发一种新型的隔热膜,其在阻隔分布在太阳能下的红外线的同时,还可选择性地去除有害的辐射同位素,既无有害性,又具有耐热性和耐久性、制备工艺简单、无需过高制备成本。
(专利文献1)韩国注册专利公报第10-1470901号(2014.12.03.)
发明内容
技术问题
本发明旨在解决上述问题,
本发明的目的在于,提供一种隔热膜,其在基材层的一个表面形成由非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物构成的隔热层,以保证无辐射危害性且环保。
本发明的另一个目的在于,提供一种非放射性隔热膜,组成其前体的元素由稳定同位素构成,其在较低温度和较低能量状态下进行合成,以阻止放射性物质的产生。
本发明的另一个目的在于,使非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物形成缺氧的(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系型结构,从而具有相对较小的初级粒径,以避免在制备化合物时出现粒径在烧成过程中增大的问题。
本发明的另一个目的在于,使非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物形成缺氧的(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系型结构,从而从源头上阻隔雾度,以防止成品隔热膜出现因散射现象而显模糊的问题。
本发明的另一个目的在于,提供一种隔热膜,其使非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物形成缺氧的(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系型结构,借以最大限度地发挥无机物隔热材料的光学特性,从而改善可见光透射率和红外线阻隔率。
本发明的另一个目的在于,利用合成条件简单的液相沉淀法,制备非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)水合物,借此,易于控制颗粒的产生及粒度,从而获取具有均匀的纳米大小的颗粒。
本发明的另一个目的在于,在300~600℃的范围内煅烧非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物,从而完全去除羟基和水分子并最小化颗粒的生长,以获取纳米大小的颗粒。
本发明的另一个目的在于,投放惰性气体进行还原烧成,以形成缺氧的(Y)Ax (182 ,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系型结构,在氧空位上更致密地取代非放射性碱金属元素或非放射性碱土金属,以具备红外线吸收特性。
本发明的另一个目的在于,进行还原烧成时不使用有爆炸危险性的氢气,而是使用惰性气体,进而降低操作危险,并使用现有烧成设备,以便于操作的进行。
本发明的另一个目的在于,在非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten bronze)化合物表面形成以选择性反应性为优选,却无异种反应性的有机酸金属螯合物(OrganicAcid Metallic Chelate Compounds),或使其分布在分散溶胶中,以使上述有机酸金属螯合物有效阻隔因残留氧(O,O2)流入而引起的反应,因残留羟基(-OH)而引起的反应,及因残留自由基(Radical)而引起的反应,从而完善非放射性稳定同位素钨青铜(Tungstenbronze)化合物的耐热性、耐久性等问题。
本发明的另一个目的在于,使用回流(Reflux)法制备发挥钝化膜作用的有机酸金属螯合物,以确保在现有设备中,亦可简单制备符合预期目的的化合物。
本发明的另一个目的在于,在以干燥、固化涂布的涂膜为目的而进行热风干燥和紫外线照射时,通过利用热变形温度高、尺寸稳定性优异的聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate)来构成基材层,以解决基材层因暴露于120℃以上的温度可能出现的变形问题。
本发明的另一个目的在于,使分散溶胶中的非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten bronze)化合物的含量达到20~30重量%,以使其表现出充足的光学特性,减少分散时间,从而阻止分散剂的变形。
本发明的另一个目的在于,使分散溶胶中的分散剂含量达到1~10重量%,以获取充足的分散溶胶,以免在干燥涂布表面时,由于尚未干燥的分散剂残留在涂布表面而导致涂布表面出现不良。
本发明的另一个目的在于,使分散溶胶中的有机酸金属螯合物的含量达到5~10重量%,以确保不会明显降低可见光透射率和红外线遮蔽率等光学特性,同时又能大大提高非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten bronze)化合物的耐热性和耐久性。
本发明的另一个目的在于,通过球磨法形成分散溶胶,以使凝聚的溶胶易于分散,并使分散溶胶的形成更为简单且可实现大量生产。
本发明的另一个目的在于,使涂布溶胶中的分散溶胶含量达到40~50重量%,以提升膜的光学特性和涂膜附着力,并提高表面的抗刮性。
本发明的另一个目的在于,使涂布溶胶包括光聚合物(即,借由紫外线照射引起光聚合的低聚物(Oligomer)、单体(Monomer)、光引发剂),以增加涂布溶胶和基材层的结合力,实现涂膜厚度的细微调节。
本发明的另一个目的在于,使涂布在基材层上的涂膜厚度达到3~4μm,以保持光学特性,提高表面的抗刮性,阻止表面发生刮痕,提升与基材层之间的附着力。
本发明的另一目的在于,在隔热层的一个表面构成黏着层,以使薄膜轻松粘接到建筑或车辆等上。
本发明的另一目的在于,在黏着层的一个表面附着离型纸,以使黏着层的一个表面得到离型纸的保护。
技术方案
为实现上述目的,本发明借由具有以下构造的实施例来实现。
依据本发明的一个实施例,本发明的特征在于,包括:基材层,及在上述基材层的一个表面形成的隔热层,上述隔热层包括非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,上述非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物缺氧。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,上述非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物,形成(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系型结构。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,上述(Y)A为非放射性碱金属元素或非放射性碱土金属元素。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,上述(Y)A为(23)Na,(39,41)K,(85)Rb,(133)Cs,(24,25,26)Mg及(42,43,44)Ca中的任一种。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,上述非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物,在300~600℃范围内对非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)水合物进行煅烧,以去除羟基和水分子,形成非晶态。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,上述非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物,在完成上述煅烧之后,借由投放惰性气体的还原烧成,形成缺氧的(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系型结构。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,上述惰性气体包括N2,Ar,Ne和CO3中的任一种或多种。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,上述隔热层还包括钝化膜,其可提高缺氧的非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物的耐热性和耐久性。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,上述钝化膜包括:有机酸金属螯合物。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,上述有机酸金属鳌(Chelate)合物,具有R1-M-R2结构,上述M是Cu,Ag,Zn,Ni,W和Co中的任一种元素,上述R1和R2是低分子型谷氨酸(Glutamic Acid)和高分子型聚天冬氨酸钠(Sodium Poly Aspartate)中的任一种。
依据本发明的另一种实施例,本发明的特征在于,上述基材层为聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate)。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,包括:提供基材层的基材层提供步骤;及在上述基材层提供步骤之后,在上述基材层的一个表面形成包括非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物的隔热层的隔热层形成步骤。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,上述隔热层形成步骤包括:生成非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物的非放射性化合物形成步骤;及在上述非放射性化合物形成步骤之后,在上述非放射性稳定同位素钨青铜(TungstenBronze)化合物上形成钝化膜的钝化膜步骤;及在上述钝化膜步骤之后,在上述基材层形成涂膜的涂布步骤。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,上述非放射性化合物形成步骤包括:借由液相沉淀法合成非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)水合物的合成步骤;及在上述合成步骤之后,在300~600℃范围内对上述非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)水合物进行煅烧,以去除羟基和水分子,形成非晶态的一次煅烧步骤;及在上述一次煅烧步骤之后,为形成缺氧的(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系型结构而投放惰性气体,进行还原烧成的二次还原烧成步骤。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,上述钝化膜步骤包括:制备有机酸金属鳌合物的有机酸金属鳌合物制备步骤;及在上述有机酸金属鳌合物制备步骤之后,形成分散溶胶的分散溶胶形成步骤。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,在上述有机酸金属鳌合物制备步骤中,使包括过渡金属的前体溶解在有机酸溶剂中,并在60~80℃的条件下搅拌4~5小时使其回流(Reflux)。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,在上述分散溶胶形成步骤中形成的分散溶胶包括:20~30重量%的非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物,1~10重量%的分散剂,及5~10重量%的有机酸金属鳌合物。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,上述涂布步骤包括:形成涂布溶胶的涂布溶胶形成步骤;及在上述涂布溶胶形成步骤之后,在上述基材层上涂布上述涂布溶胶的涂布溶胶涂布步骤;及在上述涂布溶胶涂布步骤之后,对涂有涂布溶胶的基材层进行热风干燥和紫外线固化的干燥固化步骤。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,在上述涂布溶胶形成步骤中形成的涂布溶胶包括:40~50重量%的分散溶胶,40~50重量%的粘合剂,及10~20重量%的有机溶剂。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,上述粘合剂,作为一种光聚合物,其包括:借由紫外线照射而引起光聚合的低聚物(Oligomer)、单体(Monomer)、光引发剂。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,上述有机溶剂包括甲基乙基甲酮(Methyl Ethyl Ketone)、甲苯(Toluene)、乙酸乙酯(Ethyl Acetate)、异丙醇(IsoPropyl Alcohol)、乙基溶纤剂(Ethyl Cellosolve)、异丁醇(Iso butyl Alcohol)、二甲基甲酰胺(Dimethylformamide)、乙醇(Ethanol)、丁基溶纤剂(Butyl Cellosolve)、二甲苯(Xylene)、1-辛醇(1-Octanol)、二甘醇(Diethylene Glycol)、硝基苯(Nitrobenzene)中的任一种或多种。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,上述涂布溶胶涂布步骤,使用微型凹版(Micro Gravure)涂布、刮刀(Knife)涂布和辊对辊(Roll to Roll)涂布中的任一种。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,在上述涂布溶胶涂布步骤中的涂膜厚度为3~4μm。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,上述隔热膜制备方法,在上述隔热层形成步骤之后,还包括:在上述隔热层的一个表面形成黏着层的黏着层形成步骤。
依据本发明的另一个实施例,本发明的特征在于,上述隔热膜制备方法,在上述黏着层形成步骤之后,还包括:在上述黏着层的一个表面附着离型纸的离型纸附着步骤。
发明的效果
本发明借由前述实施例及以下要描述的构造、组合和使用关系,可获得以下效果。
本发明的效果在于,提供一种隔热膜,其在基材层的一个表面形成由非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物构成的隔热层,以保证无辐射危害性且环保。
本发明的效果在于,提供一种非放射性隔热膜,组成其前体的元素由稳定同位素构成,其在较低温度和较低能量状态下进行合成,以阻止放射性物质的产生。
本发明的效果在于,使非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物形成缺氧的(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系型结构,从而具有相对较小的初级粒径,以避免在制备化合物时出现粒径在烧成过程中增大的问题。
本发明的效果在于,使非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物形成缺氧的(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系型结构,从而从源头上阻隔雾度,以防止成品隔热膜出现因散射现象而显模糊的问题。
本发明的效果在于,提供一种隔热膜,其使非放射性稳定同位素钨青铜(TungstenBronze)化合物形成缺氧的(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系型结构,借以最大限度地发挥无机物隔热材料的光学特性,从而改善可见光透射率和红外线阻隔率。
本发明的效果在于,利用合成条件简单的液相沉淀法,制备非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)水合物,借此,易于控制颗粒的产生及粒度,从而获取具有均匀的纳米大小的颗粒。
本发明的效果在于,在300~600℃的范围内煅烧非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物,从而完全去除羟基和水分子并最小化颗粒的生长,以获取纳米大小的颗粒。
本发明的效果在于,投放惰性气体进行还原烧成,以形成缺氧的(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系型结构,在氧空位上更致密地取代非放射性碱金属元素或非放射性碱土金属,以具备红外线吸收特性。
本发明的效果在于,进行还原烧成时不使用有爆炸危险性的氢气,而是使用惰性气体,进而降低操作危险,并使用现有烧成设备,以便于操作的进行。
本发明的效果在于,在非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten bronze)化合物表面形成以选择性反应性为优选,却无异种反应性的有机酸金属螯合物(Organic AcidMetallic Chelate Compounds),或使其分布在分散溶胶中,以使上述有机酸金属螯合物有效阻隔因残留氧(O,O2)流入而引起的反应,因残留羟基(-OH)而引起的反应,及因残留自由基(Radical)而引起的反应,从而完善非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten bronze)化合物的耐热性、耐久性等问题。
本发明的效果在于,使用回流(Reflux)法制备发挥钝化膜作用的有机酸金属螯合物,以确保在现有设备中,亦可简单制备符合预期目的的化合物。
本发明的效果在于,在以干燥、固化涂布的涂膜为目的而进行热风干燥和紫外线照射时,通过利用热变形温度高、尺寸稳定性优异的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PolyethyleneTerephthalate)来构成基材层,以解决基材层因暴露于120℃以上的温度可能出现的变形问题。
本发明的效果在于,使分散溶胶中的非放射性稳定同位素钨青铜(Tungstenbronze)化合物的含量达到20~30重量%,以使其表现出充足的光学特性,减少分散时间,从而阻止分散剂的变形。
本发明的效果在于,使分散溶胶中的分散剂含量达到1~10重量%,以获取充足的分散溶胶,以免在干燥涂布表面时,由于尚未干燥的分散剂残留在涂布表面而导致涂布表面出现不良。
本发明的效果在于,使分散溶胶中的有机酸金属螯合物的含量达到5~10重量%,以确保不会明显降低可见光透射率和红外线遮蔽率等光学特性,同时又能大大提高非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten bronze)化合物的耐热性和耐久性。
本发明的效果在于,通过球磨法形成分散溶胶,以使凝聚的溶胶易于分散,并使分散溶胶的形成更为简单且可实现大量生产。
本发明的效果在于,使涂布溶胶中的分散溶胶含量达到40~50重量%,以提升膜的光学特性和涂膜附着力,并提高表面的抗刮性。
本发明的效果在于,使涂布溶胶包括光聚合物(即,通过紫外线照射引起光聚合的低聚物(Oligomer)、单体(Monomer)、光引发剂),以增加涂布溶胶和基材层的结合力,实现涂膜厚度的细微调节。
本发明的效果在于,使涂布在基材层上的涂膜厚度达到3~4μm,以保持光学特性,提高表面的抗刮性,阻止表面发生刮痕,提升与基材层之间的附着力。
本发明的效果在于,在隔热层的一个表面构成黏着层,以使薄膜轻松粘接到建筑或车辆等上。
本发明的效果在于,在黏着层的一个表面附着离型纸,以使黏着层的一个表面得到离型纸的保护。
附图说明
图1示出的是现有隔热膜。
图2示出的是依据本发明的一个实施例的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜。
图3示出的是依据本发明另一个实施例的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜。
图4示出的是依据本发明又一个实施例的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜。
图5是依据本发明的一个实施例的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法图。
图6是图5的隔热层形成步骤图。
图7是图6的非放射性化合物形成步骤图。
图8是图6的钝化膜步骤图。
图9是图6的涂布步骤图。
图10是依据本发明另一个实施例的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜制备方法图。
图11是依据本发明又一个实施例的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜制备方法图。
图12是按照实施例3的液相沉淀法合成的非放射性稳定同位素氧化钨铯((133)Csx (182,183,184,186)WO(3-n))颗粒的SEM照片。
图13是按照实施例1的液相沉淀法合成的非放射性稳定同位素氧化钨钾((39,41)Kx (182,183,184,186)WO(3-n))颗粒的SEM照片。
图14是显示按照实施例3的液相沉淀法合成的非放射性稳定同位素氧化钨铯((133)Csx (182,183,184,186)WO(3-n))的晶体的XRD图。
具体实施方式
下面将参照附图对依据本发明的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜及其制备方法的优选实施例进行详细地描述。在本发明的以下描述中,如果针对公知功能或构造的详细描述可能不必要地造成本发明要旨不请,则将省略其详细描述。除非另有定义,否则本说明书中的所有术语,均与本发明所属技术应领域的普通技术人员所理解的术语之一般含义相同,如与本说明书所用术语含义发生冲突,则遵循本说明书所用定义。
图2示出的是依据本发明的一个实施例的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜,参照图2进行描述,本发明的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜(1)包括:基材层(10)和隔热层(30)。
上述基材层(10)是提供涂有隔热层(30)的一个表面,用以支撑后述的隔热层(30)的一种构造。上述基材层(10)可使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PolythyleneTerephthalate)、聚碳酸酯(Polycarbonate)、尼龙(Nylon)、聚丙烯(Polypropylene)等。通常,在上述基材层上涂布隔热层(30)之后,会以干燥、固化涂布的涂膜为目的进行热风干燥和紫外线照射。这时,上述基材层(10)可能会暴露于120℃以上的温度,而仅使用一般的塑料基材,基材层(10)本身则很可能会因高温的热变形温度而发生变形。因此,优选地,由热变形温度高、尺寸稳定性优异的聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate,PET)来构成上述基材层(10)。
上述隔热层(30)是指,形成于上述基材层(10)的一个表面,用以阻止外部日射热和内部辐射热的流入或释放的一种构造。上述隔热层(30)包括非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物。
同位素(Isotope)是指原子序数相同,但质量数(质子数与中子数之和)不同的元素,指构成原子核的中子数不同,但质子数相同且化学性质相同的元素。放射性同位素(Radioactive Isotope)是指,在因某种元素的同位素中的原子核不稳定而将其变更为更稳定状态的过程中,通过释放带能量的颗粒(辐射)来达到放射性衰变(RadioactiveDecay)的同位素,相反,非放射性同位素则指,某种元素的同位素中的原子核稳定,且不会释放辐射的同位素。本发明旨在使用这种非放射性稳定同位素来构成隔热层(30),提供对人体无害且不释放辐射的环保膜。
上述非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物,可形成缺氧的(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系(Hexagonal)型结构。六方晶(Hexagonal ClosePacked,HCP)或六方晶系是指,在晶体学中用三个矢量描述的七个晶系之一,六方晶系具有棱镜形状,以正六边形作为底面,六方晶系型结构被称为密排六方晶格,该结构的特征在于,任何一层的原子都位于其上层或下层的三个原子空隙中。其结果就是,一个原子与其上层的三原子、该层的六原子和下层的三原子发生接触。上述六方晶系型结构中的一个晶胞具有六个原子,配位数为12,原子堆积因子(Atomic Packing Factor,APF)为74%。
诸如氧化锡锑(ATO)、氧化铟锡(ITO)、钨青铜(Tungsten Bronze)之类的无机物隔热材料,如果其初级粒径100nm以内,则在实际制备分散溶胶时,其平均粒度分布在很多时候会达到100nm以上。而具有100nm以上的平均粒度分布的分散溶胶具有雾度,在被制备成膜时,会因散射现象而显模糊。
但,上述(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系(Hexagonal)型结构具有相对较小的初级粒径,因此,制备化合物时不存在粒度在烧成过程中增大的问题。因此,上述(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系(Hexagonal)型结构能在最大化现有无机物隔热材料的光学特性的同时,解决显模糊的外观问题。实际上,上述非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物的粒度为20~30nm,其可从源头上阻隔100nm级别产生的雾度。
在上述(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系(Hexagonal)型结构中,上述(Y)A是具有稳定同位素的非放射性碱金属元素及/或非放射性碱土金属元素,可包括(23)Na,(39,41)K,(85)Rb,(133)Cs,(24,25,26)Mg及(42,43,44)Ca中的任一种或多种元素。在上述(Y)Ax (182 ,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系(Hexagonal)型结构中,上述X表示通过还原烧成掺杂(Doping)到(Y)A中的元素的数量,Y表示A的质量数,(3-n)表示缺氧。
例如,在原子量范围112~151之间,碱金属中的铯(Cesium,Cs)有40个已知的同位素,存在于自然界的铯几乎都是质量数为133的133Cs,上述133Cs的特征又在于,其为唯一一个不产生辐射的非放射性稳定同位素。因此,在形成上述隔热层(30)时可使用133Cs,这时,上述Ax可被视作133Cs。
另外,自然界中存在的钨(Tungsten,W)是不产生辐射的非放射性稳定同位素,其存在182W,183W,184W,186W,这些可在形成上述隔热层(30)时使用,这时,上述(182,183,184,186)W可被视作182W,183W,184W,186W。
上述非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物可借由液相沉淀法合成。根据液相沉淀法,使所需元素的前体轻松溶解在溶剂中,再投放一定量的与溶解的反应物相反的酸值(pH),便会产生沉淀和析出,且在此过程中,可通过调节温度、溶剂、滴加的材料和反应时间等方式来合成所需的无机化合物。这时,对反应器没有特别限制,对热源设备亦无任何限制,可充分应用现有设备。
借由液相沉淀法合成的非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)水合物,以具有羟基(-OH)的状态存在,因此,为完全去除羟基和水分子,需经过一次煅烧(Calcine)。
煅烧是指,对某种材料进行高温加热,以去除其部分或全部挥发成分的一项操作,其可进行以下反应。
(Y)Ax (182,183,184,186)W1O3(nH2O,-OH)→(Y)Ax (182,183,184,186)W1O3+(nH2O)vapor
优选地,上述一次煅烧的温度保持在300~600℃范围内。煅烧温度低于300℃时,无法完全去除羟基(-OH)和水分子,很可能造成羟基和水分子的残留,而羟基和水分子发生残留,则无法形成前述的六方晶系型结构。另外,煅烧温度超过600℃时,颗粒会继续生长,以致无法获取纳米大小的颗粒,并致成品产生雾度。因此,优选地,上述一次煅烧的温度可保持在400~600℃范围内,更优选地,可保持在400~500℃范围内。
上述非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物的晶体缺陷可借由二次还原烧成(Reduction Firing)来诱发。
还原烧成是指,当燃烧过程中的空气供应不足时,会导致不完全燃烧,以使二氧化碳或燃料分解产物中的氢对被加热物产生还原作用的一种烧成方法,其可进行以下反应。
(Y)Ax (182,183,184,186)W1O3(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)+(nO,nO2,nNO,nNO3…)gas
优选地,上述二次还原烧成不使用有爆炸危险性的氢气,而是投放无爆炸危险性的惰性气体(包括N2,Ar,Ne,CO3中的任一种或多种)并使其还原,借以达到金属氧化物的缺氧现象。如果使用氢气,则不但需要昂贵的特殊设备用以注入气体,而且,当不满足氢气的注入条件时,还可能因少量的氧气而引发大爆炸,因此,这样做的目的旨在降低操作风险,便于现有烧成设备的使用。这种借由二次还原烧成形成的粉末可呈深蓝色。
上述非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物是非放射性稳定同位素,为达到形成无有害性的环保化合物的目的,要以低于一般烧成和煅烧温度的温度进行,从而形成存在相对缺氧缺陷的稍弱的晶体结构,因而可能会存在耐热性、耐久性等问题。
但,这种耐热性、耐久性等问题可通过钝化膜(Passivation Film)解决。
钝化膜是指,以丧失普通化学反应的状态存在的金属氧化膜。具体来讲,在非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物表面形成以选择性反应性为优选,但无异种反应性的有机酸金属螯合物(Organic Acid Metallic Chelate Compounds),或使其分布在分散溶胶中,以使上述有机酸金属螯合物有效阻隔因残留氧(O,O2)流入而引起的反应,因残留羟基(-OH)而引起的反应,及因残留自由基(Radical)而引起的反应,从而完善非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物的耐热性、耐久性等问题。
(Y)Ax (182,183,184,186)W1O3(3-n)+R1-M-R2
发挥钝化膜作用的上述有机酸金属螯合物,如以上反应所示,其可具有R1-M-R2结构,上述R1,R2可分别为有机酸的主体,即低分子型谷氨酸(Glutamic Acid)和高分子型聚天冬氨酸钠(Sodium Poly Aspartate)中的任一种,上述R1,R2可相同或不同。优选地,上述M可为过渡金属Cu,Ag,Zn,Ni,W和Co中的任一种。
上述有机酸金属螯合物可借由回流法(Reflux Method)制备。具体来讲,可通过使含有上述Cu,Ag,Zn,Ni,W和Co中的一种元素的前体溶解在溶剂中,在60~80℃的反应温度下,并在4~5小时的反应时间内搅拌(Agitation),使其回流(Reflux)来制备。
图3示出的是依据本发明另一个实施例的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜,与图2所示实施例的区别仅在于,图3所示实施例添加了一个黏着层(50),因此,以下仅就上述黏着层(50)进行描述。
上述黏着层(50)是指,形成于上述隔热层(30)的一个表面的一种构造。上述黏着层(50)是可将包括上述隔热层(30)的隔热膜(1)轻松粘接到建筑或车辆等上的一种构造。上述黏着层(50)的黏着性主要依赖于高分子链的分子量、分子量分布或分子结构的存在量,尤其,取决于分子量,因此,优选地,丙烯酸类共聚物(Acrylic Copolymer)的重均分子量为80万~20万。另一方面,优选地,在丙烯酸类共聚物中,包括90~99.9重量%的甲基丙烯酸酯单体(具有碳原子数1~12的烷基)。其原因在于,如果上述甲基丙烯酸酯单体在丙烯酸类共聚物中不足99.9重量%,则存在初始黏着力下降的问题,而超过99.9重量%时,又会因凝聚力下降而出现耐久性方面的问题。
图4示出的是依据本发明又一个实施例的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜。与图3所示实施例的区别仅在于,图4所示实施例添加了一个离型纸(70),因此,以下仅就上述离型纸(70)进行描述。
上述离型纸(70)是形成于上述黏着层(50)的一个表面,用以保护上述黏着层(50)的外表面的一种构造。优选地,上述离型纸(70)在PET基材上使用经过硅酮涂布处理的薄膜。其原因在于,如果未经过硅酮涂布处理,在玻璃上进行成品隔热膜的施工时,则可能出现上述离型纸(70)无法与黏着层(50)分离的问题。
图5是依据本发明的一个实施例的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法图,下面参照图5,对使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法(S1)进行描述。为避免重复描述,在此将省略前述使用非放射性稳定同位素的隔热膜(1)的相关描述,或简化记述。
依据图5所示实施例,本发明的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法(S1)包括:基材层提供步骤(S10),及隔热层形成步骤(S30)。
上述基材层提供步骤(S10)是指,提供将要结合上述隔热层(30)的上述基材层的步骤。上述基材层(10)可由热变形温度高、尺寸稳定性优异的聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate,PET)构成。
上述隔热层形成步骤(S30)是指,在上述基材层提供步骤之后,在上述基材层(10)的一个表面形成上述隔热层(30)的步骤。上述隔热层(30)包括非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物,上述非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物可形成缺氧的(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系(Hexagonal)型结构。在上述(Y)Ax (182 ,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系(Hexagonal)型结构中,上述(Y)A是具有稳定同位素的非放射性碱金属元素及/或非放射性碱土金属元素,可包括(23)Na,(39,41)K,(85)Rb,(133)Cs,(24,25,26)Mg及(42,43,44)Ca中的任一种或多种元素。图6是图5的隔热层形成步骤图,参照图6,上述隔热层形成步骤(S30)包括:非放射性化合物形成步骤(S31),钝化膜步骤(S30)及涂布步骤(S35)。
上述非放射性化合物形成步骤(31)是指,生成六方晶系(Hexagonal)型非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物的步骤。图7是图6的非放射性化合物形成步骤图,参照图7,上述这种非放射性化合物形成步骤(S31)包括:合成步骤(S311),一次煅烧步骤(S313)及二次还原烧成步骤(S315)。
上述合成步骤(S311)是合成非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)水合物的步骤,优选地,其可借由液相沉淀法完成。利用合成条件简单的液相沉淀法,制备非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)水合物,借此,易于控制颗粒的产生及粒度,从而获取具有均匀的纳米大小的颗粒。
结合具体例子进行描述,非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)水合物,是将仅由钨(W1)稳定同位素(182W,183W,184W,186W)构成的氯化物(WCl2)、钨酸(H2WO4)、二水钨酸钠(Na2WO4·2H2O)、异丙醇钨(C18H42O6W)、硒化钨(H2Se2W)、碲化钨(WTe2)、硼化钨(BH2W)中的30重量%的白色粉末二水钨酸钠(Na2WO4·2H2O);及仅由相当于(Y)Ax的正元素((Y)Na,(Y)K,(Y)Rb,(Y)Cs,(Y)Mg和(Y)Ca)中的钾稳定同位素(39K(93.3%,41K(6.7%))构成的氢氧化钾(KOH),氯化钾(KCI),碳酸钾(KCO3)中的15重量%的碳酸钾(KCO3);连同蒸馏水一起投放到四口烧瓶反应器中后,使用加热罩(Heating Mantle)保持80℃并缓慢搅拌3小时,将其完全解离为无色透明液体,再将50重量%的有机酸富马酸(Fumaric Acid)作为滴加材料解离在蒸馏水中,并使用滴液漏斗(Dropping Funnel)以恒定速度在之前溶解有前体的烧瓶反应器中滴加20分钟,这样,无色透明的溶液就会逐渐形成黄色粘稠液体。经过一定时间的熟化后结束反应,洗涤过滤器和副产物,便可获得45重量%的灰白色反应物。
上述一次煅烧步骤(S313)是在上述合成步骤(S311)之后,去除合成的非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)水合物中的羟基(-OH)和水分子,并在300~600℃范围内进行煅烧,以形成非晶态的步骤,其可用以下反应来表示。
(Y)Ax (182,183,184,186)W1O3(nH2O,-OH)→(Y)Ax (182,183,184,186)W1O3+(nH2O)vapor
借由液相沉淀法合成的非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)水合物以具有羟基(-OH)的状态存在,因此,为完全去除羟基和水分子,需经过一次煅烧(Calcine)。优选地,上述一次煅烧的温度保持在300~600℃范围内。煅烧温度低于300℃时,无法完全去除羟基(-OH)和水分子,很可能造成羟基和水分子的残留,而羟基和水分子发生残留,则无法形成前述的六方晶系型结构。另外,煅烧温度超过600℃时,颗粒会继续生长,以致无法无法获得纳米大小的颗粒,并致成品产生雾度。因此,优选地,上述一次煅烧的温度可保持在400~600℃范围内,更优选地,可保持在400~500℃范围内。通过上述一次煅烧步骤(S313),可完全去除非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)水合物中的羟基和水分子,最小化颗粒的生长,获取纳米大小的颗粒。
上述二次还原烧成步骤(S315)是在上述一次煅烧步骤(S313)之后,在投放惰性气体的条件下进行还原烧成,以达到非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物之缺氧目的步骤,其可用以下反应来表示。
(Y)Ax (182,183,184,186)W1O3(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)+(nO,nO2,nNO,nNO3…)gas
在上述二次还原烧成步骤(S315)中适用的惰性气体包括N2,Ar,Ne和CO3中的任一种或多种。上述非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物的晶体缺陷可借由上述二次还原烧成步骤来诱导。上述二次还原烧成不使用有爆炸危险性的氢气,而是投放无爆炸危险性的惰性气体(包括N2,Ar,Ne,CO3中的任一种或多种)并使其还原,借以达到金属氧化物的缺氧现象。如果使用氢气,则不但需要昂贵的特殊设备用以注入气体,而且,当不满足氢气的注入条件时,还可能因少量的氧气而引发大爆炸,因此,这样做的目的旨在降低操作风险,便于现有烧成设备的使用。这种借由二次还原烧成形成的粉末可呈深蓝色。
上述钝化膜步骤(S33)是指,在上述非放射性化合物形成步骤(S31)之后,为提高耐热性和耐久性而在上述非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物上形成钝化膜的步骤。上述非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)是非放射性稳定同位素,为达到形成无有害性的环保化合物的目的,要以低于一般烧成和煅烧温度的温度进行,从而形成存在相对缺氧缺陷的稍弱的晶体结构,因而可能会存在耐热性、耐久性等问题。因此,这种耐热性、耐久性等问题可通过钝化膜(Passivation Film)解决。钝化膜是指,以丧失普通化学反应的状态存在的金属氧化膜。具体来讲,在非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物表面形成以选择性反应性为优选,但无异种反应性的有机酸金属螯合物(Organic Acid Metallic Chelate Compounds),或使其分布在分散溶胶中,以使上述有机酸金属螯合物有效阻隔因残留氧(O,O2)流入而引起的反应,因残留羟基(-OH)而引起的反应,及因残留自由基(Radical)而引起的反应,从而完善非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物的耐热性、耐久性等问题。
(Y)Ax (182,183,184,186)W1O3(3-n)+R1-M-R2
发挥钝化膜作用的上述有机酸金属螯合物,如以上反应所示,其可具有R1-M-R2结构,上述R1,R2可分别为有机酸的主体,即低分子型谷氨酸(Glutamic Acid)和高分子型聚天冬氨酸钠(Sodium Poly Aspartate)中的任一种,上述R1,R2可相同或不同。优选地,上述M可为过渡金属Cu,Ag,Zn,Ni,W和Co中的任一种。上述有机酸金属螯合物可借由回流法(RefluxMethod)制备。具体来讲,可使含有上述Cu,Ag,Zn,Ni,W和Co中的一种元素的前体溶解在溶剂中,在60~80℃的反应温度下,并在4~5小时的反应时间内搅拌(Agitation),使其回流(Reflux)来制备。使用回流(Reflux)法制备发挥钝化膜作用的有机酸金属螯合物,以确保在现有设备中,亦可简单制备符合预期目的的化合物。图8是图6的钝化膜步骤图,参照图8,上述这种钝化膜步骤(S33)包括:有机酸金属鳌合物制备步骤(S331);及分散溶胶形成步骤(S333)。
上述有机酸金属螯合物制备步骤(S331),是制备有机酸金属螯合物的步骤,上述有机酸金属螯合物可借由回流(Reflux)法制备。具体来讲,可使含有过渡金属选择群中的一种元素的前体溶解在溶剂中,在60~80℃的反应温度下,并在4~5小时的反应时间内搅拌,使其回流(Reflux)来制备。根据上述回流法,在现有设备中亦可简单制备发挥钝化膜作用的有机酸金属螯合物。
上述分散溶胶形成步骤(S333)是指,在上述有机酸金属螯合物制备步骤(S331)之后,形成分散溶胶的步骤。上述分散溶胶可包括:非放射性稳定同位素钨青铜(TungstenBronze)化合物、分散剂、有机酸金属螯合物和溶剂(有机溶剂)。
优选地,上述分散溶胶中的上述非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物的含量为20~30重量%。原因在于,如果上述非放射性稳定同位素钨青铜(TungstenBronze)化合物的含量不足20重量%,在形成成品涂膜时,则无法凭低厚度表现出足够的光学特性,而当上述非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物的含量超过20重量%时,则由于固形粉过高而需要相对大量的分散时间,以达到所需的纳米分散溶胶的粒度。分散时间变长,会导致分散剂的变形,以致下一道工序(即,涂布溶胶制备)出现问题。为制备后述的涂布溶胶,需包括高分子粘合剂,但,在混合经过量的分散时间制备的分散溶胶和上述高分子粘合剂时,会降低彼此的相容性,并出现由于层的分离、微震和经时变化而导致的凝胶化等问题。
优选地,上述分散溶胶中的上述分散剂的含量为1~10重量%。当上述分散剂不足1重量%时,则无法获取充足的分散溶胶,当上述分散剂超过10重量%时,在干燥涂布表面时,会因残存在涂布表面上的未干燥的分散剂而导致涂布表面出现不良。
优选地,上述分散溶胶中的上述有机酸金属螯合物的含量为5~10重量%。当上述有机酸金属螯合物的含量不足5重量%时,则无法正常表现出钝化膜现象,以致无法大大提高非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物的耐热性和耐久性,当上述有机酸金属螯合物的含量超过10重量%时,则会降低非放射性稳定同位素钨青铜(TungstenBronze)化合物之光学特性中的可见光透射率,难以制备高效的隔热膜。
薄膜必须能够透射可见光,但由于上述非放射性稳定同位素钨青铜(TungstenBronze)化合物呈凝聚形态,因此,优选地,分散其颗粒。上述分散溶胶形成步骤(S333)可借由既简单又易于大量生产的球磨(Ball Mill)法来分散颗粒,以形成分散溶胶。
具体来讲,将呈凝聚状态的非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物粉末、溶剂(有机溶剂)、分散剂等投放到圆柱形分散器中,锆珠的布氏压痕直径(Zirconium Bid)是在投放量达到圆柱形分散器的60%以上之后,通过以恒定速度旋转上述圆柱形分散器形成的。这时,圆柱形分散器内部的所有内容物都开始旋转,尤其是,锆珠直接向欲分散的凝聚粉末传递表面冲击力和表面剪切力,以施加物理能量,并诱导表面研磨(Grinding),一定时间过后,便会分散成尺寸小于初级粒径的纳米颗粒,最终表现出光学特性。
最终,在上述分散溶胶形成步骤(S333)中,使化合物的凝聚得以分离,并使可提高非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物的耐热性和耐久性的有机酸金属螯合物以液相状态分布或形成在表面上。
上述涂布步骤(S35)是指,在上述钝化膜步骤(S33)之后,在上述基材层(10)上形成涂膜的步骤。图9是图6的涂布步骤图,参照图9,上述这种涂布步骤(S35)包括:涂布溶胶形成步骤(S351),涂布溶胶涂布步骤(S353),干燥固化步骤(S355)。
上述涂布溶胶形成步骤(S351)是形成涂布溶胶的步骤,上述涂布溶胶可包括:分散溶胶、粘合剂、有机溶剂。
优选地,上述涂布溶胶中的上述分散溶胶的含量为40~50重量%。上述分散溶胶的含量不足40重量%时,薄膜的光学特性会下降,上述分散溶胶的含量超过50重量%时,粘合剂的比例会降低,可能导致涂膜附着力下降或表面抗刮性下降。更有选地,可由40~50重量%的上述分散溶胶,40~50重量%的上述粘合剂,10~20重量%的上述有机溶剂构成。
在上述涂布溶胶中,上述粘合剂易于结合基材(即塑料薄膜)且可调节涂膜的厚度。上述粘合剂,作为一种光聚合物,可由借由紫外线照射而引起光聚合的低聚物(Oligomer)、单体(Monomer)、光引发剂构成。
在上述涂布溶胶中,上述有机溶剂可包括甲基乙基甲酮(Methyl Ethyl Ketone)、甲苯(Toluene)、乙酸乙酯(Ethyl Acetate)、异丙醇(Iso Propyl Alcohol)、乙基溶纤剂(Ethyl Cellosolve)、异丁醇(Iso butyl Alcohol)、二甲基甲酰胺(Dimethylformamide)、乙醇(Ethanol)、丁基溶纤剂(Butyl Cellosolve)、二甲苯(Xylene)、1-辛醇(1-Octanol)、二甘醇(Diethylene Glycol)、硝基苯(Nitrobenzene)中的任一种或多种。
上述涂布溶胶涂布步骤(S353)是指,在上述涂布溶胶形成步骤(S351)之后,在上述基材层(10)上涂布上述涂布溶胶的步骤。优选地,上述涂布溶胶涂布步骤,使用微型凹版(Micro Gravure)涂布、刮刀(Knife)涂布和辊对辊(Roll to Roll)涂布中的任一种,更优选地,可使用在进行大面积涂布时呈现最平坦的涂膜表面、生产率相对较高的微型凹版涂布。
优选地,涂布的涂膜厚度为3~4μm。涂布的涂膜厚度不足3μm时,无法表现出光学特性并具有表面抗刮性下降的缺点,涂布的涂膜厚度超过4μm时,会形成坚硬的涂布层,致使表面产生刮痕,其与基材层(10)之间的附着力也会因此下降。
上述干燥固化步骤(S355)是指,在上述涂布溶胶涂布步骤(S353)之后,涂布溶胶对涂布的基材层(10)进行热风干燥和紫外线固化的步骤。
图10是依据本发明另一个实施例的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜制备方法图,图10所示实施例的特征在于,其在前述图5所示实施例中的上述隔热层形成步骤(S10)之后,添加了一个黏着层形成步骤(S50),因此,以下将就上述黏着层形成步骤(S50)进行描述。
上述黏着层形成步骤(S50)是指,在上述隔热层形成步骤(S30)之后,在上述隔热层(30)的一个表面上形成黏着层(50)的步骤。上述黏着层(50)的黏着性主要依赖于高分子链的分子量、分子量分布或分子结构的存在量,尤其,取决于分子量,因此,优选地,丙烯酸类共聚物(Acrylic Copolymer)的重均分子量为80万~20万。另一方面,优选地,在丙烯酸类共聚物中,包括90~99.9重量%的甲基丙烯酸酯单体(具有碳原子数1~12的烷基)。其原因在于,如果上述甲基丙烯酸酯单体在丙烯酸类共聚物中不足99.9重量%,则存在初始黏着力下降的问题,而超过99.9重量%时,又会因凝聚力下降而出现耐久性方面的问题。隔热膜(1)可借由上述黏着层(50)轻松粘接到建筑或车辆等上。
图11是依据本发明又一个实施例的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜制备方法图。图11所示实施例的特征在于,其在图10所示实施例的上述黏着层形成步骤(S50)之后,添加了一个离型纸附着步骤(S70)。
上述离型纸附着步骤(S70)是指,在上述黏着层形成步骤(S50)之后,在上述黏着层(50)的一个表面附着离型纸(70)的步骤。上述离型纸(70)是形成于上述黏着层(50)的一个表面,用以保护上述黏着层(50)的外表面的一种构造。优选地,上述离型纸(70)在PET基材上使用经过硅酮涂布处理的薄膜。其原因在于,如果未经过硅酮涂布处理,在在玻璃上进行成品隔热膜的施工时,则可能出现上述离型纸(70)无法与黏着层(50)分离的问题。通过上述离型纸附着步骤(S70),上述黏着层(50)的一个表面可得到上述离型纸(70)的保护。
以下,将结合具体实施例描述当使用非放射性稳定同位素钨青铜(TungstenBronze)化合物构成隔热膜时,可改善放射性稳定性、可见光透透射率和红外线遮蔽率,并可通过钝化膜提高非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物的耐热性和耐久性。
(1)准备试样
1)实施例1
-非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物的生成
将30重量%的白色粉末二水钨酸钠(Na2WO4·2H2O),及15重量%的碳酸钾(KCO3)连同蒸馏水一起投放到四口烧瓶反应器中后,使用加热罩(Heating Mantle)保持80℃并缓慢搅拌3小时,将其完全解离为无色透明液体,再将50重量%的有机酸富马酸(FumaricAcid)作为滴加材料解离在蒸馏水中,并使用滴液漏斗(Dropping Funnel)以恒定速度在之前溶解有前体的烧瓶反应器中滴加20分钟,这样,无色透明的溶液就会逐渐形成黄色粘稠液体。经过一定时间的熟化后结束反应,洗涤过滤器和副产物,便可获得45重量%的灰白色反应物。获取按上述方法所得、呈水化物状态的氧化钨钾之后,为完成一次煅烧,在400℃的温度条件下进行了一小时的煅烧。而后获得的非放射性稳定同位素氧化钨钾,为达到晶格缺陷和六方晶系(Hexagonal)型晶体的目的,在使电炉内部充满氮(N2)气并在600℃的温度条件下保持2小时后,使其自然冷却,结束二次煅烧,便获取到蓝色的非放射性稳定同位素氧化钨钾((39,41)Kx (182,183,184,186)WO(3-n))
-生成有机酸金属螯合物
有机酸金属螯合物的前体,是在回流(Reflux)反应器中投放30重量%的氯化锌铵和乙醇(Ethanol),经搅拌后形成的无色透明液态,这时,投放40重量%的低分子谷氨酸(Glutamic Acid),在保持60℃的反应温度下搅拌4小时,形成灰白色粘稠液,反应结束后,洗涤过滤器和副产物对其进行干燥,便获取到灰白色粉末的有机酸金属螯合物。
-制备分散溶胶
为将以这种方式获取的粉末制备成分散溶胶状态,添加20重量%的((39,41)Kx (182 ,183,184,186)WO(3-n))粉末,5重量%的有机酸螯合锌,0.5重量%的分散剂,74.5重量%的有机溶剂,再添加达到整体体积60%的布氏压痕直径为0.5mm的锆珠,进行球磨。这时,进行分散的时间达72小时。
-制备涂布溶胶
在50重量%的光聚合物粘合剂中,添加40重量%的分散溶胶后,再投放10重量%的有机溶剂甲基乙基甲酮(Methyl Ethyl Ketone,MEK),以完成涂布溶胶。
-形成涂膜
将完成的涂布溶胶涂布在基材层PET薄膜上,使涂膜厚度达到3~4μm。
-形成黏着层并附着离型纸
在涂有隔热层的背面形成厚度为6~7μm的黏着层,使其与离型纸层压,以完成成品隔热膜。
-准备隔热膜
准备实施例1时,是将上述隔热膜切割为长145mm x宽145mm。
2)实施例2
准备实施例2时,是在非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物粉末的合成过程中,使用仅由钠稳定同位素(23Na)构成的15重量%的碳酸钠(Na2CO3)取代实施例1中添加的起始原料碳酸钾(KCO3),除此之外,其余准备条件均与实施例1相同。
即,在组成非放射性稳定同位素氧化钨钾((39,41)Kx (182,183,184,186)WO(3-n))时,将正元素从现有的碳替换为钠之后投放,以形成非放射性稳定同位素氧化钨钠((23)Kx (182 ,183,184,186)WO(3-n))。
3)实施例3
准备实施例3时,是在非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物粉末的合成过程中,使用仅由铯稳定同位素(133Cs)构成的15重量%的碳酸铯(Cs2CO3)取代实施例1中添加的起始原料碳酸钾(KCO3),除此之外,其余准备条件均与实施例1相同。
即,在组成非放射性稳定同位素氧化钨钾((39,41)Kx (182,183,184,186)WO(3-n))时,将正元素从现有的碳替换为铯之后投放,以形成非放射性稳定同位素氧化钨铯((133)Csx (182 ,183,184,186)WO(3-n))。
4)实施例4
准备实施例4时,是在非放射性稳定同位素氧化钨钾化合物((39,41)Kx (182,183,184,186)WO(3-n))粉末的合成过程的还原烧成步骤中,投放氩气取代实施例1中投放的氮气,并在有机酸金属螯合物粉末合成过程中,投放30重量%的氯化铜取代30重量%的氯化锌铵,除此之外,其余准备条件均与实施例1相同。
即,在非放射性稳定同位素氧化钨钾化合物((39,41)Kx (182,183,184,186)WO(3-n))的还原烧成步骤中,投放氩气,用以取代现有的氮气,投放的有机酸金属螯合物也从现有的锌替换为铜。
5)实施例5
准备实施例5时,不同于实施例1的是,在非放射性稳定同位素氧化钨钾化合物((39,41)Kx (182,183,184,186)WO(3-n))的分散溶胶制备过程中,含20重量%的还原烧成的粉末,9重量%的螯合锌,1.0重量%的分散剂和70重量%的有机溶剂,使最终分散溶胶固形粉达到30重量%,除此之外,其余准备条件均与实施例1相同。
即,增加固形粉的重量,使有机酸螯合锌从现有的5重量%增至10重量%。
6)实施例6
准备实施例6时,不同于实施例1的是,在非放射性稳定同位素氧化钨钾化合物((39,41)Kx (182,183,184,186)WO(3-n))的分散溶胶制备过程中,含29重量%的还原烧成的粉末,1.0重量%的分散剂和70重量%的有机溶剂,使最终分散溶胶固形粉达到30重量%,除此之外,其余准备条件均与实施例1相同。
即,去除了实施例1的分散溶胶中包括的有机酸螯合锌。
7)比较例1
准备比较例1时,是将非放射性稳定同位素(39,41)Kx替换为放射性同位素(40)Kx后投放,以合成氧化钨钾((40)Kx (182,183,184,186)WO(3-n))粉末,除此之外,其余准备条件均与实施例1相同。
即,在组成非放射性稳定同位素((39,41)Kx (182,183,184,186)WO(3-n))时,将碱金属元素中现有的非放射性同位素(39,41)Kx替换为放射性同位素(40)Kx后投放。
8)比较例2
准备比较例2时,是将非放射性稳定同位素(23)Na替换为放射性同位素(24)Na后投放,在进行一次煅烧时,应用微波炉的高功率(2,450MHz)取代现有的电炉,以合成非放射性氧化钨钠((24)Nax (182,183,184,186)WO(3-n))粉末,除此之外,其余准备条件均与实施例2相同。
即,在组成非放射性稳定同位素((23)Nax (182,183,184,186)WO(3-n))时,是将非放射性稳定同位素(23)Na替换为放射性同位素(24)Na后投放,并在一次煅烧中使用微波炉的电介质加热方式取代现有的加热方式。
(2)测试1–观察粒度
-测试目的
测量依据本发明的非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物的粒度。
-测试条件
颗粒观察照片为HITACHI(JAPAN)S-2400SEM(Scanning Electron Microscope)图像,是以15kw,×50k~×100kw倍的倍率拍摄的。
-结果考察
图12是按照实施例3的液相沉淀法合成的非放射性稳定同位素氧化钨铯((133)Csx (182,183,184,186)WO(3-n))颗粒的SEM照片,参照图12可知,实施例3中的小颗粒呈聚集状态,但,据观察结果显示,单个颗粒的大小为20~30nm,并可确认到,颗粒形状呈均匀的球(Spherical)状。
相反,图13是按照实施例1的液相沉淀法合成的非放射性稳定同位素氧化钨钾((39,41)Kx (182,183,184,186)WO(3-n))颗粒的SEM照片,参照图13可知,实施例1中的粒度约为100~200nm且颗粒形状不固定。
即,由此可知,在组成非放射性稳定同位素((39,41)Kx (182,183,184,186)WO(3-n))时,将现有的钾替换为铯投放后生成的非放射性稳定同位素((133)Csx (182,183,184,186)WO(3-n))在粒度和颗粒形状方面,表现出更为良好的结果,因此,在通过从源头上阻隔雾度来防止成品隔热膜因散射现象而显模糊的问题方面,用铯来构成正元素,显得更为有利。
(3)-测试2–观察XRD结晶性
-测试目的
确认依据本发明的非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物的六方晶系(Hexagonal)型结晶性。
-测试条件
观察XRD时,是使用PHILIPS(Netherlands),X'Pert-MPD System进行的测量。
-结果考察
图14是显示按照实施例3的液相沉淀法合成的非放射性稳定同位素氧化钨铯((133)Csx (182,183,184,186)WO(3-n))的晶体的XRD图,参照图14可确认到,XRD值是从0.0.2面到2θ23.6,从0.2.0面到2θ28.12,从1.1.2面到2θ33.82,从2.0.2面到2θ36.91的值,非放射性稳定同位素氧化钨铯((133)Csx (182,183,184,186)WO(3-n))具有六方晶系(Hexagonal)型结晶性。
即,非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物在形成缺氧的(Y)Ax (182 ,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系型结构后,开始具有相对较小的初级粒径,因此,在制备化合物时,就不会出现粒度在烧成过程中增大的问题,同时,还可借由小颗粒从源头上阻隔雾度,从而提供防止成品隔热膜出现因散射现象而显模糊的问题的隔热膜。
(4)测试3–观察光学特性,及耐久性和生活辐射
-测试目的
*比较非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物的制备过程中的可见光、红外线透射和雾度特性,并观察耐久性和生活辐射,以评估其作为生活环保隔热材料的性能。
-测试条件
观察可见光、红外线透射和雾度时,是使用JASCO(JAPAN)650UV/VISSpectrometer在空气中设置Basline后进行的测量,观察耐热和耐久性时,是使用热风干燥剂(SH-DO-149FG)将其置于120℃的温度条件下72小时,对其光学特性进行重新测量,以显示变化率,观察生活辐射时,是使用RD-200【Radon EYE,脉冲型电离室,灵敏度:0.5cpm/pci/l,测量范围:0.1~99.99pci/l(3700Bq/m3)】,测量一个原子核塌陷1秒钟所释放的放射能的强度,即贝克勒尔(Becquerel:Bq/m3)强度。
-结果考察
测试结果如下表1所示。(可见光透射率显示为400~780nm的透射率,红外线遮蔽率显示为从透射率780~2000nm中减去100得出的值,雾度显示为用漫透射率(Is)除以总透光率(Is+Ir)得出的百分比)
【表1】
Figure BDA0003024370530000381
以下,将参照表1进行描述。
结合实施例1和比较例1来看,比较例1不同于实施例1的点仅在于:其在组成非放射性稳定同位素氧化钨钾((39,41)Kx (182,183,184,186)WO(3-n))时,将碱金属元素中现有的非放射性稳定同位素(39,41)K替换为放射性同位素(40)K之后投放,测试结果表明,相较于使用非放射性稳定同位素的实施例1,使用放射性同位素的比较例1表现出更高的贝克勒尔强度,在隔热膜周围释放大量的辐射。因此,在构成隔热膜时使用非放射性稳定同位素,在阻止放射性物质生成方面更为有利。不仅如此,在使用非放射性稳定同位素的实施例1中,雾度值仅为0.72%,相反,比较例1中的雾度值却高达1.55%,因此,可确认的是,使用非放射性稳定同位素时,可借由相对较小的粒度而阻隔雾度。
结合实施例2和比较例2来看,比较例2不同于实施例2的点仅在于,其将非放射性稳定同位素(23)Na替换为放射性同位素(24)Na后投放,并在一次煅烧时,应用微波炉的高功率(2,450MHz)取代现有的电炉,以合成非放射性氧化钨钠((24)Nax (182,183,184,186)WO(3-n))粉末,测试结果表明,在使用非放射性稳定同位素的实施例2中,贝克勒尔强度为51.8Bq/m3,只检测出相对较少的辐射,而在使用放射性同位素的比较例2中,贝克勒尔强度则高达225.7Bq/m3,因此,通过使用非放射性稳定同位素,可构成释放少量辐射的环保隔热膜。另外,相较于比较例2,实施例2表现出更低的雾度值,因此,可确认的是,使用非放射性稳定同位素,可防止成品隔热膜出现因散射现象而显模糊的问题。
分析其原因在于,比较例2在进行一次煅烧时,应用微波炉的高功率(2,450MHz)取代现有的电炉,由于高能量的存在,在煅烧过程中会因极性材料分子中的偶极子旋转和振动等的摩擦热而产生热能,另外,每秒钟达数十亿次的极性变化迫使分子和原子处于不稳定状态,放射性同位素又会促成分子间或原子间生成人工能量,以致生成瞬时或微量的放射性同位素,当材料内部的能量达到1000℃以上时会产生颗粒凝聚,粒度也会因此而变大,从而导致成品薄膜的雾度值变大。
比较上述实施例3和实施例1,两者区别在于,实施例3在非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物中使用铯(133Cs)作为正元素,实施例1则使用钾((39,41)K)作为正元素。
其结果证实,实施例3的贝克勒尔强度要低于实施例1,生活辐射稳定性更高,另外,在使用铯(133Cs)作为正元素时,要比使用钾((39,41)K)时的可见光透射率高,尤其,还可大大提高红外线遮蔽率,在热性和耐久性方面的效果也相对优异。
比较上述实施例3和上述实施例2,两者区别在于,实施例3在非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物中使用铯(133Cs)作为正元素,实施例2则使用钠(23Na)构成正元素。
其结果表明,如表1所示,相较于使用钠(23Na),使用铯(133Cs)作为正元素时,在改善光学特性方面更为有利。在耐热性和耐久性方面也表现出相对差异,此种情况下,也是使用铯(133Cs)作为正元素更为有利。
比较上述实施例3和实施例4,两者区别在于,实施例3在非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物的还原烧成步骤中使用氮气,并使用铅作为有机酸金属螯合物,上述实施例4则在上述还原烧成步骤中使用氩气,并使用铜作为有机酸金属螯合物。
其结果表明,相较于实施例3,实施例4的可见光透射率和红外线遮蔽率有所下降,耐热性和耐久度也有所下降。
比较上述实施例3和上述实施例5,两者区别在于,实施例3中的有机酸螯合锌的含量为5重量%,而实施例5中的有机酸螯合锌含量则为10重量%。
其结果证实,如果有机酸金属螯合物的含量过高,光学特性则表现出有下降趋势,但在保持耐热性和耐久性方面则表现优异。
比较上述实施例3和上述实施例6可知,实施例3包括有机酸螯合锌,而实施例6中则去除了这种有机酸螯合锌,在未添加有机酸螯合锌的实施例6中,虽表现出优异的可见光透射率,但在耐热性和耐久性方面却出现较大问题。
即,由此可知,为达到完善具有优异光学特性的非放射性稳定同位素钨青铜(Tungsten Bronze)化合物的耐热性和耐久性的目的,需添加有机酸金属螯合物,以阻止因残留氧(O,O2)流入而引起的反应,因残留羟基(-OH)而引起的反应,及因残留自由基(Radical)而引起的反应等。
以上的详细描述旨在举例说明本发明。另外,上述内容示出、描述的是本发明的优选实施方式,而本发明亦可用于其他各种组合、变更和环境。即,可在本说明书中公开的发明概念范围内;及与所述公开内容均等的范围及/或本领域的技术或知识范围内进行变更或修改。所述实施例描述的是旨在实现本发明技术思想的最佳状态,而在本发明的具体应用领域和用途中,也可根据需要进行各种变更。因此,本发明的上述详细描述仅为公开的实施状态,而非用于限定本发明。另外,还应理解为,所附权利要求书也包括其他实施状态。

Claims (30)

1.一种使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜,其特征在于,包括:基材层,及在所述基材层的一个表面形成的隔热层,所述隔热层包括非放射性稳定同位素钨青铜化合物。
2.如权利要求1所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜,其特征在于,所述非放射性稳定同位素钨青铜化合物缺氧。
3.如权利要求2所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜,其特征在于,所述非放射性稳定同位素钨青铜化合物,形成(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系型结构。
4.如权利要求3所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜,其特征在于,所述(Y)A为非放射性碱金属元素或非放射性碱土金属元素。
5.如权利要求4所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜,其特征在于,所述(Y)A为(23)Na,(39,41)K,(85)Rb,(133)Cs,(24,25,26)Mg及(42,43,44)Ca中的任一种。
6.如权利要求3所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜,其特征在于,所述非放射性稳定同位素钨青铜化合物,在300~600℃范围内对非放射性稳定同位素钨青铜水合物进行煅烧,以去除羟基和水分子,形成非晶态。
7.如权利要求6所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜,其特征在于,所述非放射性稳定同位素钨青铜化合物,在完成所述煅烧之后,借由投放惰性气体的还原烧成,形成缺氧的(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系型结构。
8.如权利要求7所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜,其特征在于,所述惰性气体包括N2,Ar,Ne和CO3中的任一种或多种。
9.如权利要求2所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜,其特征在于,所述隔热层还包括钝化膜,其可提高缺氧的所述非放射性稳定同位素钨青铜化合物的耐热性和耐久性。
10.如权利要求9所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜,其特征在于,所述钝化膜包括:有机酸金属螯合物。
11.如权利要求10所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜,其特征在于,所述有机酸金属鳌合物,具有R1-M-R2结构,所述M是Cu,Ag,Zn,Ni,W和Co中的任一种元素,所述R1和R2是低分子型谷氨酸和高分子型聚天冬氨酸钠中的任一种。
12.如权利要求1所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜,其特征在于,所述基材层为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
13.一种使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法,其特征在于,包括:提供基材层的基材层提供步骤;及在所述基材层提供步骤之后,在所述基材层的一个表面形成包括非放射性稳定同位素钨青铜化合物的隔热层的隔热层形成步骤。
14.如权利要求13所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法,其特征在于,所述非放射性稳定同位素钨青铜化合物缺氧。
15.如权利要求14所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法,其特征在于,所述非放射性稳定同位素钨青铜化合物,形成(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系型结构。
16.如权利要求15所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法,其特征在于,所述(Y)A为非放射性碱金属元素或非放射性碱土金属元素。
17.如权利要求16所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法,其特征在于,所述(Y)A为(23)Na,(39,41)K,(85)Rb,(133)Cs,(24,25,26)Mg及(42,43,44)Ca中的任一种。
18.如权利要求15所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法,其特征在于,所述隔热层形成步骤包括:生成非放射性稳定同位素钨青铜化合物的非放射性化合物形成步骤;及在所述非放射性化合物形成步骤之后,在所述非放射性稳定同位素钨青铜化合物上形成钝化膜的钝化膜步骤;及在所述钝化膜步骤之后,在所述基材层形成涂膜的涂布步骤。
19.如权利要求18所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法,其特征在于,所述非放射性化合物形成步骤包括:借由液相沉淀法合成非放射性稳定同位素钨青铜水合物的合成步骤;及在所述合成步骤之后,在300~600℃范围内对所述非放射性稳定同位素钨青铜水合物进行煅烧,以去除羟基和水分子,形成非晶态的一次煅烧步骤;及在所述一次煅烧步骤之后,为形成缺氧的(Y)Ax (182,183,184,186)W1O(3-n)形态的六方晶系型结构而投放惰性气体,进行还原烧成的二次还原烧成步骤。
20.如权利要求18所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法,其特征在于,所述钝化膜步骤包括:制备有机酸金属鳌合物的有机酸金属鳌合物制备步骤;及在所述有机酸金属鳌合物制备步骤之后,形成分散溶胶的分散溶胶形成步骤。
21.如权利要求20所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法,其特征在于,在所述有机酸金属鳌合物制备步骤中,使包括过渡金属的前体溶解在有机酸溶剂中,并在60~80℃的条件下搅拌4~5小时使其回流。
22.如权利要求20所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法,其特征在于,在所述分散溶胶形成步骤中形成的分散溶胶包括:20~30重量%的非放射性稳定同位素钨青铜化合物,1~10重量%的分散剂,及5~10重量%的有机酸金属鳌合物。
23.如权利要求18所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法,其特征在于,所述涂布步骤包括:形成涂布溶胶的涂布溶胶形成步骤;及在所述涂布溶胶形成步骤之后,在所述基材层上涂布所述涂布溶胶的涂布溶胶涂布步骤;及在所述涂布溶胶涂布步骤之后,对涂有涂布溶胶的基材层进行热风干燥和紫外线固化的干燥固化步骤。
24.如权利要求23所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法,其特征在于,在所述涂布溶胶形成步骤中形成的涂布溶胶包括:40~50重量%的分散溶胶,40~50重量%的粘合剂,及10~20重量%的有机溶剂。
25.如权利要求24所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法,其特征在于,所述粘合剂,作为一种光聚合物,其包括:借由紫外线照射而引起光聚合的低聚物、单体、光引发剂。
26.如权利要求24所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂包括甲基乙基甲酮、甲苯、乙酸乙酯、异丙醇、乙基溶纤剂、异丁醇、二甲基甲酰胺、乙醇、丁基溶纤剂、二甲苯、1-辛醇、二甘醇、硝基苯中的任一种或多种。
27.如权利要求23所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法,其特征在于,所述涂布溶胶涂布步骤,使用微型凹版涂布、刮刀涂布和辊对辊涂布中的任一种。
28.如权利要求23所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法,其特征在于,在所述涂布溶胶涂布步骤中的涂膜厚度为3~4μm。
29.如权利要求13至28中任一项所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法,其特征在于,在所述隔热层形成步骤之后,还包括:在所述隔热层的一个表面上形成黏着层的黏着层形成步骤。
30.如权利要求29所述的使用非放射性稳定同位素的环保隔热膜的制备方法,其特征在于,在所述黏着层形成步骤之后,还包括:在所述黏着层的一个表面附着离型纸的离型纸附着步骤。
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