低表面能透明隔熱涂料的制備及其性能研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)變，環(huán)境不斷惡化，極端氣候頻繁出現(xiàn)，造成我國(guó)南方大部分地區(qū)平均每年持續(xù)高溫天氣在24～27天或以上。高溫不僅會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成較大影響，同時(shí)使人體感到不適，工作效率降低，還可引發(fā)中暑、患腸道疾病和心腦血管等病癥。降溫制冷設(shè)備的使用會(huì)造成能源大量消耗，因此針對(duì)降低夏季室內(nèi)氣溫的低能耗透明隔熱涂料應(yīng)運(yùn)而生。
　　針對(duì)目前透明隔熱涂料普遍存在耐污性能不足、有機(jī)揮發(fā)物質(zhì)過(guò)多等問(wèn)題，本文通過(guò)分析透明隔熱涂料透明隔熱機(jī)理

2、及其耐沾污機(jī)理，選擇氧化錫銻(ATO)作為功能填料，并通過(guò)聚合熱解法制備出納米級(jí)ATO半導(dǎo)體材料;選用水為反應(yīng)介質(zhì)，丙烯酸系和氟單體為反應(yīng)單體，制備出具有低表面能疏水結(jié)構(gòu)的乳液—含氟聚丙烯酸酯乳液，作為低表面能透明隔熱涂料用成膜基體;采用機(jī)械攪拌與化學(xué)添加劑相結(jié)合的方法將兩者混合為均相體系。選用噴涂法將該涂料均勻的在建筑物玻璃表面成膜，預(yù)期在一定程度上降低室內(nèi)氣溫，緩解高溫給人類帶來(lái)的不便，降低能耗，同時(shí)有效提高涂層的耐沾污性能，降低有

3、機(jī)揮發(fā)物質(zhì)(VOC)排放量。
　　首先，對(duì)比分析聚合熱解法及化學(xué)共沉淀法制備ATO的優(yōu)劣，選擇較佳的ATO制備方法，研究不同銻摻量對(duì)ATO性能的影響，通過(guò)單因素及正交試驗(yàn)對(duì)其水漿料的制備工藝進(jìn)行探討。結(jié)果表明:聚合熱解法制備ATO工藝更簡(jiǎn)單、流程更簡(jiǎn)潔、所需時(shí)間更短，粉體粒徑更小、粒徑分布更加均勻、約為50nm，且不易發(fā)生團(tuán)聚，分散更加均勻，電導(dǎo)率更大;當(dāng)ATO的組成為摩爾比Sn∶Sb=11∶1時(shí)，ATO粒徑最小，約為30～50n

4、m;制備納米ATO水漿料的最佳制備工藝條件為:機(jī)械分散時(shí)間為3.5h，化學(xué)分散劑用量為2.1％，分散盤(pán)轉(zhuǎn)速為1050rpm。
　　其次，選用賦予樹(shù)脂柔韌性的丙烯酸丁酯(BA)、賦予樹(shù)脂硬度的甲基丙烯酸甲酯(MMA)及具有疏水性的甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)等作為主要單體，應(yīng)用種子-半連續(xù)法合成含氟聚丙烯酸酯乳液基體，并對(duì)乳液涂膜的基本性能作出評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:當(dāng)含氟聚丙烯酸酯乳液中成膜助劑乙二醇丁醚添加量為8％時(shí)，自然干燥條件

5、下具有良好的成膜效果;聚丙烯酸酯乳液涂膜對(duì)紫外光的透過(guò)率最低為40％，可見(jiàn)光透過(guò)率最高達(dá)80％以上，具有良好的透明性同時(shí)也可有效阻擋紫外光;涂膜附著力等級(jí)為1級(jí)，具有較好的附著力;其與水的接觸角平均為93.23°，與二甲基硅油的接觸角平均為60.03°，表明具有較好的疏水疏油性能，使污染物不易附著于其表面，具有一定的耐沾污功能。
　　再次，采用自制含氟聚丙烯酸酯乳液為成膜基體、納米級(jí)半導(dǎo)體材料ATO為功能填料，通過(guò)臨界顏料體積濃度

6、(CPVC)原理設(shè)計(jì)涂料配方。配制一系列不同PVC的涂料，測(cè)試其密度及光澤度;測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)涂料的PVC約為0.6時(shí)，此時(shí)涂料密度最大，為1.01397051 g/cm3，光澤度最低，為35.6，即涂料的CPVC約為0.6。研究不同機(jī)械手段對(duì)涂料貯存穩(wěn)定性的影響，結(jié)果表明:多功能分散研磨機(jī)制備低表面能透明隔熱涂料貯存穩(wěn)定性較好，既無(wú)結(jié)皮，也不產(chǎn)生聚沉大顆粒，且粘度變化小于15％。
　　最后，將低表面能透明隔熱涂料經(jīng)噴槍均勻噴涂在

7、規(guī)格為16×16cm的玻璃板上，涂膜厚度約為20μm。采用自制隔熱測(cè)試裝置系統(tǒng)測(cè)試其隔熱性能、可見(jiàn)-紅外-近紅外分光光度計(jì)分析其透明性能及隔熱性能、沖水裝置測(cè)試其耐沾污性、氣相色譜分析技術(shù)定性定量檢測(cè)其VOC含量。結(jié)果表明:系統(tǒng)內(nèi)部溫度在30℃以上時(shí)透明隔熱涂料涂膜具有明顯隔熱效果。在300W碘鎢燈照射條件下，涂覆涂層的試驗(yàn)箱內(nèi)部溫度最大降溫值約1.5℃，在1000W碘鎢燈照射條件下，涂覆涂層的試驗(yàn)箱內(nèi)部溫度最大降溫值約2.5℃;涂層可