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透明隔热涂料的制备与性能

作　者: 臧金燕
导　师: 张福强
学　校: 河北工业大学
专　业: 应用化学
关键词: 苯丙乳液氧化锡锑交联反应隔热透过率
分类号: TQ630.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

为解决建筑高能耗的问题，人们逐渐重视对透明隔热涂料的研究。本文以纳米ATO分散液为隔热填料，苯丙乳液为成膜物质制得了具有隔热效果的透明涂料，并研究了乙烯基三乙氧基硅烷（VTES）和环氧树脂（ER）的交联反应及其对涂膜附着力、铅笔硬度、透光率和隔热效果的影响。在苯丙乳液合成的研究中，讨论了聚合温度、乳化剂的组成与用量、引发剂用量、单体组成与丙烯酸用量等因素对乳液粒径及涂膜性能的影响。结果表明，聚合温度为86℃，乳化剂用量为2.5wt%，A-103/OP-10质量比为2:1，引发剂用量为1.6wt%时，苯丙乳液粒径约为78nm。St/BA质量比为1.6:1，丙烯酸用量为3.2wt%时，涂膜硬度为H，附着力为1级，吸水率为12.6%.采用VTES与ER对苯丙乳液进行交联改性。研究了VTES与ER的用量对苯丙乳液的粒径、涂膜性能及乳液黏度的影响。当VTES用量增加到2.0wt%时，乳液粒径约75nm，此时涂膜硬度提高到2H，附着力为0级。随着ER用量升高到7.0wt%时，涂膜吸水率降到了6.5%，乳液黏度升高到了115mPa·s。将纳米ATO分散液与合成的苯丙乳液混合，得到了ATO/苯丙乳液复合隔热涂料，研究了ATO的用量对涂膜性能、透过率以及隔热效果的影响。ATO用量为7.0wt%时，涂膜铅笔硬度为3H，附着力1级，可见光透过率为70.9%，红外屏蔽率达到66.8%.涂膜的隔热效果表明，随着ATO用量增多，ATO/苯丙乳液涂膜与空白玻璃的平衡温差越来越大。当ATO用量为7.0wt%时，与空白玻璃的温差约为9.6℃。实验结果表明：通过上述方法制得的ATO/苯丙乳液涂膜具有较好隔热效果，涂膜硬度与附着力较高，耐水性较强。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-17
  1.1 隔热涂料  9-11
    1.1.1 隔热涂料种类  9-10
    1.1.2 隔热机理  10-11
  1.2 透明隔热涂料的进展  11-12
    1.2.1 国外研究概况  11-12
    1.2.2 国内研究概况  12
  1.3 成膜物质的研究  12-16
    1.3.1 乳液成膜过程  12-13
    1.3.2 苯丙乳液的改性方法  13-16
  1.4 本课题研究内容  16-17
第二章苯丙乳液的合成研究  17-31
  2.1 实验部分  17-18
    2.1.1 主要原料与实验仪器  17-18
    2.1.2 苯丙乳液的制备  18
  2.2 测试与表征  18-20
    2.2.1 苯丙乳液红外光谱测试  18-19
    2.2.2 钙离子稳定性的测定  19
    2.2.3 乳液贮存稳定性的测定  19
    2.2.4 乳液固含量的测定  19
    2.2.5 乳液黏度的测定  19
    2.2.6 乳液粒径的测定  19
    2.2.7 涂膜铅笔硬度的测定  19-20
    2.2.8 涂膜附着力的测定  20
    2.2.9 涂膜吸水率的测定  20
  2.3 结果与讨论  20-30
    2.3.1 苯丙乳液红外光谱分析  20-21
    2.3.2 单体种类的影响  21
    2.3.3 聚合温度对乳液粒径及吸水率的影响  21-22
    2.3.4 乳化剂组成与用量对乳液性能的影响  22-25
    2.3.5 引发剂用量对乳液粒径及吸水率的影响  25-26
    2.3.6 固含量对乳液粒径及黏度的影响  26-27
    2.3.7 单体组成对乳液涂膜性能的影响  27
    2.3.8 丙烯酸用量对乳液性能的影响  27-29
    2.3.9 种子单体用量对乳液粒径及黏度的影响  29-30
  2.4 本章小结  30-31
第三章苯丙乳液的交联改性  31-39
  3.1 主要原料  31
  3.2 硅氧烷改性  31-34
    3.2.1 VTES改性苯丙乳液的反应原理  31-32
    3.2.2 VTES改性苯丙乳液的红外光谱分析  32
    3.2.3 VTES用量对乳液粒径及稳定性的影响  32-33
    3.2.4 VTES用量对涂膜性能的影响  33-34
    3.2.5 VTES用量对涂膜吸水率的影响  34
  3.3 环氧树脂改性  34-38
    3.3.1 环氧树脂改性苯丙乳液的反应原理  34-35
    3.3.2 环氧树脂改性苯丙乳液的红外光谱分析  35-36
    3.3.3 环氧树脂用量对涂膜铅笔硬度及附着力的影响  36
    3.3.4 环氧树脂用量对涂膜吸水率的影响  36-37
    3.3.5 环氧树脂用量对乳液黏度的影响  37-38
  3.4 本章小结  38-39
第四章 ATO/苯丙乳液的复合及其性能  39-47
  4.1 实验部分  39-40
    4.1.1 主要原料  39
    4.1.2 复合涂料的制备  39-40
  4.2 性能测试  40-41
    4.2.1 涂膜隔热性能测试  40-41
    4.2.2 涂膜透光率测试  41
  4.3 结果与讨论  41-45
    4.3.1 ATO用量对涂膜硬度和附着力的影响  41-42
    4.3.2 ATO用量对涂膜透光率的影响  42-43
    4.3.3 ATO对涂膜隔热性能的影响  43-44
    4.3.4 涂膜的基本性能  44-45
  4.4 本章小结  45-47
第五章结论  47-49
参考文献  49-53
攻读学位期间所取得的相关成果  53-55
致谢  55

透明隔热涂料的制备与性能

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