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多功能隔热节能涂料研究与应用

作　者: 孔祥永
导　师: 姚伯龙
学　校: 江南大学
专　业: 材料学
关键词: UV固化水性聚氨酯涂料纳米功能粉体透明隔热
分类号: TQ637
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文围绕当前环境保护、建筑节能紧迫形势的需要,主要对适于建筑玻璃用的节能隔热、快速涂装的高性能纳米透明隔热涂料体系进行了研究。本文研究的主要内容为:一是选择制备适宜的涂料体系;二是研究制备节能隔热纳米功能材料。UV固化水性聚氨酯结合了UV固化的优点和水性聚氨酯的优点,是适于建筑玻璃用的高性能成膜物。本文用季戊四醇与丙烯酸直接酯化制备季戊四醇二丙烯酸酯单体,研究了二者不同摩尔比对单体结构的影响,得到了最佳配比;通过FTIR和¹HNMR谱证实了单体的结构。将季戊四醇二丙烯酸酯作为扩链剂,在聚氨酯分子链上引入双键,制得高性能UV固化水性聚氨酯预聚物。对研制的UV固化水性聚氨酯涂料进行了基本性能测试。本文以SnC1₄·5H₂O、CrC1₃·6H₂O和InCl₃·4H₂O为主要原料,采用共沉淀法制得了具有隔热性能的纳米功能粉体。运用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）对制得的纳米功能粉体进行表征,分析了铬掺杂量、铟掺杂量、煅烧温度对纳米功能粉体的影响。分析结果显示,纳米功能粉体和SnO₂一样都是四方相金红石结构,Cr、In原子的掺杂并没有改变SnO₂的晶格结构,粉体形貌均一,粒径约20-30nm;二元纳米功能粉体中,随着Cr掺杂量的不断增加,XRD衍射峰强度逐渐减弱,粉体晶粒逐渐变小;三元纳米功能粉体中,固定铟的掺杂量不变,随着铬掺杂量的不断增加,粉体的XRD衍射峰强度逐渐减弱然后增强,粉体晶粒逐渐减小然后变大,固定铬的掺杂量不变,随着铟掺杂量的不断增加,粉体的衍射峰强度逐渐减弱然后逐渐增强,粉体晶粒逐渐减小然后逐渐增大。随着煅烧温度不断升高,二元纳米功能粉体XRD衍射峰的强度逐渐增加,晶粒尺寸逐渐增大。将纳米功能粉体分散在去离子水中制备纳米功能粉体水分散液,分析了不同的分散方法对水分散液的影响。该纳米功能粉体水分散液的适宜制备方法为:使用分散剂EFKA4550,调节体系pH值为9-10,以超声分散30min后,再球磨分散3h。其粒子在水中均匀分散,平均粒径为20-30nm。研制的UV固化水性聚氨酯预聚物,与分散稳定的纳米功能粉体水分散液复合,制备了UV固化水性聚氨酯透明隔热涂料,采用自制的隔热测试装置测试涂料的隔热性能。综合涂膜的性能、成本等因素考虑,选择纳米功能粉体含量4%,涂膜厚度15μm。涂膜玻璃的可见光透过率达76%。平衡时,涂膜玻璃的装置内腔温度比空白玻璃的低10℃左右,涂膜具有很好的硬度、耐磨性等基本性能。该涂料作为一种新型的节能环保涂料,符合当前涂料行业的发展趋势,具有较好的实用价值和应用前景。

多功能隔热节能涂料研究与应用

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