夾心結(jié)構(gòu)隔熱材料的制備與性能研究.pdf

1、隨著能源危機的加劇，社會對節(jié)能和環(huán)保問題日益關注，對隔熱材料的性能也提出了越來越高的要求。隔熱涂料是隔熱材料的一個重要組成部分，已經(jīng)廣泛應用到了日常生活中。而其中起到功能性作用的材料也得到日新月異地發(fā)展。普通的隔熱材料雖然價格低廉、取材方便，但在其隔熱性能方面尚需要提升。研制一種新型隔熱材料來提高涂層的隔熱效果將對節(jié)能降耗技術的發(fā)展具有重要的意義。本文提出了一種通過多層包覆構(gòu)建夾心結(jié)構(gòu)來提高材料隔熱效率的方法。分別選取了空心玻璃微珠與氧

2、化鋁兩種粉體作為實驗基體，在其表面依次包覆二氧化鈦、二氧化硅和摻銻氧化錫(ATO)，通過對比實驗研究了每層包覆對材料隔熱性能的影響。
　　為了提高二氧化鈦對無機基體的包覆效率以及改善無機粒子在有機物中的分散性，本文首先對無機基體進行表面粗化與硅烷偶聯(lián)劑KH-792的接枝改性。對比了piranha洗液與傳統(tǒng)堿蝕處理的粗化效果，并用FTIR對偶聯(lián)劑改性結(jié)果進行了表征。SEM照片表明piranha洗液處理比堿蝕的粗化效果更好，紅外譜圖顯

3、示基體表面帶有氨基，證明偶聯(lián)劑成功連接到基體表面。
　　二氧化鈦具有極高的折光指數(shù)，對紅外以及可見光都能起到優(yōu)異的反射效果。本文以鈦酸丁酯為鈦源，乙酰丙酮為水解抑制劑，用溶膠-凝膠法在無機基體表面包覆一層二氧化鈦。利用SEM、XRD、FTIR等手段表征分析了處理時間與次數(shù)、煅燒溫度對包覆結(jié)果的影響，并與硫酸鈦液相沉積法進行對比。實驗結(jié)果表明:無機基體在溶膠-凝膠體系中單次處理時間為2h，重復處理三次，煅燒溫度為800℃，粉體表面成

4、功包覆金紅石、銳鈦混合晶型的二氧化鈦;相比硫酸鈦液相沉積法，溶膠-凝膠法的單次包覆效率較低，但均勻度較高。
　　以硅酸鈉為原料，氫氧化鈉溶液為沉淀劑，用化學液相沉積法在二氧化鈦/氧化鋁復合粒子的表面沉淀了一層二氧化硅，一方面用來阻隔二氧化鈦與涂料成膜成分的直接接觸，另一方面構(gòu)建夾心結(jié)構(gòu)來提高材料的隔熱效率。通過SEM、FTIR對包覆樣品進行了表征。紅外圖譜顯示:在1076.46cm-1處出現(xiàn)了Si-O-Si的反對稱特征吸收峰，在4

5、69.26cm-1處出現(xiàn)了Ti-O對稱振動吸收峰與Si-O對稱振動吸收峰相疊加的峰。證明二氧化硅成功包覆到基體表面。
　　摻銻氧化錫(ATO)對紅外區(qū)射線有著極高的反射率，能夠彌補二氧化鈦在近紅外與中紅外交界處反射率降低的缺陷，并且具有導電性，能夠避免靜電積累，穩(wěn)定性好。本文以氯化錫、三氯化銻為原料，氨水為沉淀劑，二氧化硅/二氧化鈦/氧化鋁復合粒子為基體，用化學液相沉積法制備了摻銻氧化錫(ATO)/二氧化硅/二氧化鈦/氧化鋁復合粒

6、子。對所得樣品用SEM、XRD進行表征分析。結(jié)果表明:ATO成功包覆到基體表面，包覆后的基體形貌變化較大，包覆層較厚;X射線衍射譜圖顯示所得ATO包覆層晶型與四方相SnO2的衍射峰位置基本一致，實現(xiàn)了銻的復合摻雜。
　　最后選用E44樹脂作為成膜物，低分子聚酰胺（650#）為固化劑，復合粉體為填料，通過加入各種助劑制得平整、光亮的基本性能良好的隔熱涂層。通過涂膜力學性能分析，該隔熱涂料的臨界顏料體積濃度(CPVC)值在0.0328