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水性复合型外墙隔热保温涂料的研究

作　者: 王晓伟
导　师: 宋申华；唐国翌
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 材料学
关键词: 外墙隔热涂料氧化锆堇青石空心微珠复合粉体相变储能微胶囊
分类号: TQ630.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着经济的不断发展,能源和环境污染问题已经日益凸显,我国“十一五”规划以来,国家也在不断地出台节能减排的一系列政策措施。隔热保温技术是利用降低热传递的阻隔原理,减少太阳光吸收的原理,减少外界太阳能量的侵入来达到隔热的目的。因而在能源有效利用和节能领域成为近年的研究热点之一。外墙隔热保温涂料是目前研究最多的一类,然而直接制约其应用的关键问题是单一使用时隔热效果不好,解决这一问题的主要方法之一就是采用复合型隔热保温技术。本课题采用涂料制备中的色浆法,以物理化学性质稳定、价格低廉的堇青石和氧化锆作为近红外辐射功能填料,市场上广泛应用、化学稳定性良好的金红石型钛白粉为颜料,制备了复合型外墙隔热保温涂料。并研究了实验室自制的相变储能微胶囊材料、氧化锆包覆堇青石复合粉体以及空心微珠在外墙隔热保温涂料中的隔热效果。通过扫描电子显微镜、激光粒度仪、差示扫描量热分析对相变储能微胶囊进行了分析,证明所制备的微胶囊形貌为近球形,粒径均匀,且具有良好的储能(热)效果。采用SEM对制备的氧化锆包覆堇青石进行了形貌分析,通过SEM观察到在片状的堇青石表面生长了一层近球形的氧化锆,复合粉体在进行强力超声的条件下,氧化锆没有出现脱落现象,说明其同堇青石结合很好。重点测试了氧化锆、堇青石、钛白粉、空心微珠等在隔热保温涂料中的含量与隔热效果之间的关系。另外,将实验室所制备的相变储能微胶囊材料、氧化锆包覆堇青石复合粉体分别作为隔热保温涂料的功能填料,研究了其隔热效果,并将复合粉体的隔热效果与单一粉体进行了比较。研究结果表明,当氧化锆和堇青石复配作为功能填料时,与颜料钛白粉的比例为2:1时,隔热效果较好;空心微珠作为功能填料时,空心微珠在粉体中的质量分数为10wt%时,隔热效果最佳;实验室自制的相变储能微胶囊材料和氧化锆包覆堇青石复合粉体单独添加时,2mm厚干膜隔热性能与空白试样的温差达到15℃以上;而且氧化锆包覆堇青石复合粉体的隔热效果比二者复配效果要好,可以作为理想的功能填料。本课题对阻燃剂氢氧化镁在外墙隔热保温涂料中的应用进行了初步的探索,制备了涂料干膜,对其阻燃性能和抑烟效果进行了分析,研究表明当氢氧化镁含量在粉体中达到30wt%的时候,涂层隔热性能降低不到2℃的情况下,干膜具有明显的阻燃抑烟的效果。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-21
  1.1 引言  10-11
  1.2 建筑涂料的现状和发展趋势  11-14
    1.2.1 建筑涂料的现状  11-12
    1.2.2 建筑涂料的发展趋势  12-14
  1.3 建筑隔热涂料的分类和原理  14-17
    1.3.1 阻隔性隔热涂料  15
    1.3.2 反射性隔热涂料  15-16
    1.3.3 辐射性隔热涂料  16-17
    1.3.4 复合型隔热涂料  17
  1.4 隔热保温涂料现状和存在的问题  17-19
    1.4.1 国内外现状  17-19
    1.4.2 存在问题  19
  1.5 复合粉体在涂料中的应用  19-20
  1.6 本课题的研究目的和主要内容  20-21
第2章原材料设备检测方法  21-24
  2.1 实验仪器及试剂  21-22
  2.2 实验原料分析  22-24
    2.2.1 XRD分析  22
    2.2.2 SEM分析  22-23
    2.2.3 激光粒度仪分析  23
    2.2.4 红外分析  23-24
第3章原材料的选择与实验研究  24-32
  3.1 乳液助剂的选择标准  24-26
    3.1.1 乳液的选择  24
    3.1.2 助剂的选择  24-26
  3.2 颜料的选择标准  26-27
  3.3 功能填料的选择标准  27-28
  3.4 复合粉体的选择与实验  28-31
    3.4.1 微胶囊相变储能复合材料  28-30
    3.4.2 纳米氧化锆包裹堇青石复合材料  30-31
  3.5 本章小结  31-32
第4章隔热保温涂料的配制与性能分析  32-43
  4.1 涂料的制备工艺  32
  4.2 涂料性能与测定  32-34
  4.3 涂料隔热性能的测定  34-41
    4.3.1 颜料对于隔热性能的影响  36-37
    4.3.2 功能填料对涂料性能的影响  37-41
  4.4 本章小结  41-43
第五章涂料阻燃性能的初步探索  43-47
结论  47-49
参考文献  49-53
攻读硕士期间发表的学术论文  53-55
致谢  55

水性复合型外墙隔热保温涂料的研究

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