概述：在整个建筑能耗中门窗玻璃部分占到30-40%以上，透明隔热玻璃涂料是提高玻璃节能性能的重要新型方式。透明隔热涂料技术要求高，施工应用难度大，是近年来节能涂料领域发展的热点。随着透明隔热涂料标准、节能涂膜玻璃标准、涂膜应用规程以及涂膜节能玻璃门窗图集的完善以及纳米材料技术的发展，透明隔热涂料必将迎来快速发展的春天。
一、透明隔热涂料的主要成分
透明隔热涂料是一种对可见光具有高透过性、对红外线或热辐射具有较好的反射性（或阻隔性）的涂料，该涂料主要有对太阳光具有光谱选择性的半导体金属氧化物微粒和透明树脂组成。
美、日、韩等国家有关透明隔热纳米涂料的研究开展得比较早，研究的重点主要集中在无机功能材料的选择方面如ITO(氧化铟锡)、ATO(锑氧化锡)及氧化锡等。Nanophase Technologies Corporation将半导体纳米材料(ITO、ATO、ZnO、Al2O3、TiO2)首先制成稳定分散的水性或溶剂型浆料，然后再将其应用于涂料中，制得具有隔热、耐磨、紫外屏蔽和隔绝红外线等多功能性纳米涂料，并在多个领域得到广泛的应用。Triton Systems公司生产的Nanotufm Coatings中含有纳米Al2O3，研究表明该透明涂料的耐磨性是传统涂料的4倍，且该涂料还有隔热和耐化学腐蚀性能，可作飞机座舱盖、轿车玻璃和建筑物玻璃的保护涂层。
国内方面，2002年左右南京工业大学赵石林等研制成功了含纳米ATO、ITO粉体的透明隔热涂料。其采用在水中分散好的氧化铟锡（ITO)水浆，以及有机硅树脂成膜剂，通过加入共溶剂并调整体系pH值制得了性能好的透明隔热涂料，该涂料具有良好的光谱选择性，在可见光区具有高的透过性，并能有效阻隔红外光区的热辐射。
近年来纳米材料的制备和分散研究为制备价格适中、性能优良的透明隔热提供了一条新的思路，具有宽能隙的n-型半导体材料如氧化铟锡(ITO)、氧化锡锑(ATO)、掺铝氧化锌(ZAO)等以及各种参杂的半导体氧化物纳米级分散体已经得到批量生产，其在红外光区有高的阻隔率，在可见光区有高的透过率，在紫外区有高的吸收率，因此是理想的透明隔热材料。核心技术是纳米材料的均匀稳定的分散和对不同波段光波的优选复配。
透明树脂（或乳液）是透明隔热涂料的另一种核心成分，一般选用丙烯酸、聚氨酯、有机硅树脂（乳液），形成透明的膜层，长期以来关于玻璃表面用透明涂料的成膜物质的研究较少，目前看来成膜物质的性能对透明隔热涂料的应用至关重要。成膜物质需要具备高透明性、高硬度、良好的附着力、耐冻融性、耐水性等，同时应具有良好的施工性，这样才能适应玻璃的长期使用环境要求。2011年发布的“建筑玻璃用隔热涂料”标准（JG/T338-2011）对透明隔热涂料提出了明确的要求，为透明隔热涂料的推广奠定了基础。
二、隔热原理
透明隔热涂料主要通过阻隔太阳光中红外光部分的辐射热实现隔热功能。红外线的辐射热占太阳光总额能量的接近50%。
透明隔热涂料在玻璃表面涂敷形成均匀的透明涂膜，涂膜中的纳米导电粒子含有一定浓度的电子空穴，而引起自由载流子的吸收，具体表现在太阳光谱中，波长在400～800nm的可见光区，涂膜透过率不受影响；波长在小于400nm的紫外线区，涂膜吸收率为90%左右；波长在800～2500nm的近红外区域， 由于太阳入射光的频率高于涂膜中纳米导电粒子的振动频率，引起了其离子的高反射，对分布于红外波段占43%左右的太阳能量起反射阻隔作用。由此可见，纳米透明隔热涂料对太阳光谱具有选择性，从而表现出具有吸收紫外线，透过可见光，阻隔红外热辐射的综合性能。
三、主要性能指标
透明隔热玻璃涂料的特点是在保证高透光性的前提下，可以阻挡太阳光中的大部分红外光进入室内，从而在炎热天气，可以大大减少太阳光热量进入室内。一般使用该涂料后，与未涂隔热涂料的建筑空间比阳光直射玻璃附近温度相差8~13℃。
理化性能指标
检验项目 |
检测指标 |
备注 |
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附着力(划格法，1 mm)，级 |
0 |
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硬度 |
≥4H |
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耐水性 |
168 h无异常 |
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耐酸雨 |
168 h无异常 |
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耐碱性 |
168 h无异常 |
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耐温变性 |
无异常 |
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耐燃烧性 |
燃烧速率不大于100mm/min |
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颜色均匀性 |
△Eab≤3.0 |
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耐紫外线老化性 |
外观 |
不起泡、不剥落、无裂纹、无明显变色 |
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粉化，级 |
0 |
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附着力，级 |
0 |
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隔热温差，℃ |
8~13℃ |
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光学性能指标
检验项目 |
标准要求 |
备注 |
红外线阻隔率（%） |
≥70 |
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紫外线阻隔率（%） |
≥60 |
根据国家标准，无要求根据客户需求，可生产 |
可见光透过率（%） |
60-80 |
Low-E玻璃随着节能效果的提高，可见光透过率逐步降低 |
四、节能涂膜玻璃的生产工艺
将透明隔热涂料应用于玻璃表面，可以制成隔热节能涂膜玻璃。但涂料的涂膜工艺至关重要。长期以来涂膜玻璃的生产工艺一直是制约涂膜节能玻璃推广的重要因素。江苏晨光涂料公司与南京工业大学合作最早从事规模化生产工艺实践，北京首创纳米科技公司、北京建工技术公司等通过承担重大科技计划项目研制出了全自动涂膜玻璃生产线，实现了节能涂膜玻璃的规模化生产。设备采用自动打印喷涂、快速加热固化工艺。北京首创纳米公司生产的X2透明隔热涂料产品质量稳定高效，产品在北京、江苏等地得到了很多示范应用，通过了江苏省住建厅的认证，获得国内第一张“纳米涂膜节能玻璃产品推广证”，该产品技术也已列入北京市建筑节能地方规范。相对于LOW-E镀膜玻璃的生产线，自动涂膜玻璃生产线的成本只有几十分之一。
利用透明隔热涂料进行现场玻璃涂膜加工处理是实现既有建筑门窗玻璃节能改造的重要手段，长期以来现场施工工艺一直是制约隔热涂料推广发展的主要因素。目前已经取得重要突破，基本实现了现场施工的一整套专用设备和施工验收规范，2016年“建筑玻璃膜应用技术规范”已经正式发布实施。
常用的淋涂施工工艺
五、节能涂膜玻璃的应用
透明隔热涂料一个重要的应用是在汽车上。夏天太阳辐射给汽车车内造成很大的热量，大大增加了空调的能耗，增加了汽车的油耗，给汽车行驶带来安全隐患和能源浪费，特别是出租车、公共汽车，目前的配置均不能很好地解决这些问题。
透明隔热涂料涂在汽车玻璃上可有效阻隔太阳光中的辐射热量，降低车内温度，降低汽车空调能耗。
（1）车辆停放过程
下图为两辆车对比实验，1为普通车，2为使用透明隔热涂料车，时间段10:00—15:30，室外晴天，最高气温31℃，测试两辆车停放时车内温度。通过实验，使用透明隔热涂料车内温度要比普通车低6℃左右。
1普通车 2使用透明隔热涂料车
（2）车辆行驶过程
实验中，采用在汽车空调线路中接入电流电压表的方式，分别得到车辆在行驶模式下初始阶段（0～1200s）、降温阶段（1200～2400s）、稳定阶段（2400～3600s）这三个时间段空调功率的情况，测试结果如下表所示：
从以上数据可见，通过采用生态隔热玻璃涂料，空调感应到更低的温度后，会相应调整到低位的运行功率，在更节能的状态下运行，大幅减少空调热负荷，降低电能消耗，减少了空调的工作时间，延长其使用寿命。
在炎热夏季的模拟环境中，纳米隔热玻璃与普通玻璃相比，带来空调能耗降低幅度最大达到23%，提高整车的续航里程达1.5%，同时驾乘者的舒适性得到显著提升。纳米隔热玻璃还可实现对电磁波全波段无障碍“零屏蔽”，不干扰车内手机信号收发、车联网技术及智能导航等无线通讯系统使用，使驾乘者拥有更畅通的车内通信体验。
能耗及续航测试：空调能耗降幅高达24%，续航里程延长4.6Km。
透明隔热涂料近年来发展很快，节能涂膜玻璃由于具有良好的节能效果和优异的性价比必将在未来的建筑节能领域具有光明的发展前景。
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