超细微粒分散稳定性和表面改性研究

发布时间：2017-04-29 13:05

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【摘要】： 超细粉体由于表面自由能大，不易在液相中均匀分散。其在液相中的分散稳定性直接关系到其应用性能和工业前景，因此超细粉体的分散稳定性及其表面改性的研究是目前超细粉体应用研究的一项重要内容。目前，对超细粉体进行表面改性的方法很多。但在实际应用中，由于各种条件的限制，通常采用物理吸附法及酯化法对其进行表面有机修饰。虽然这样做的人很多，但系统地、规律性地研究表面改性的影响因素很少，修饰后的产品的表征也不完善。 本文讨论了超细氧化铟锡和氧化锡的性质和用途，根据胶体的分散稳定理论，研究了超细氧化铟锡乙醇分散体系的稳定机理，旨在为实际应用中的超细氧化铟锡在乙醇相的稳定分散提供理论指导和参考的操作条件；采用几种表面改性剂对超细氧化锡粒子进行表面改性，对改性粒子进行表征，并对以超细粉体作为添加材料制得的隔热材料进行研究。 本文研究了超细氧化铟锡在乙醇分散体系中的分散性能，以沉降高度、吸光度、透过率为评价指标，考察了pH值、分散剂的种类与用量及分散工艺条件对分散稳定性的影响，对分散稳定性和粒径分布进行了表征；实验结果表明：超细氧化铟锡在乙醇中pH=6时分散性最差，大于或者小于此值分散稳定性均有提高，分散剂KH570分散效果较好，，最佳用量为超细粒子质量的1％左右。考察了高速分散和超声分散对分散稳定性的影响，高速剪切用时较长，超声分散可以在短时间内达到较好的分散效果，在上述最佳配比及分散工艺条件下，超细氧化铟锡分散体系的平均粒径从8.17μm降为0.85μm左右，且粒径分布集中。 本文分别采用了偶联剂法和酯化反应法对超细氧化锡进行表面改性，通过红外光谱分析和亲油化度值的测定考察了硅烷偶联剂KH570和活化剂硬脂酸对超细氧化锡表面改性的工艺条件，研究了超细氧化锡制备透明隔热涂料的制备工艺及对隔热效果影响。结果表明无论用KH570还是硬脂酸改性，粒子表面均有改性剂包覆，且与粒子表面有效键和，得到表面亲油化粒子，用硬脂酸改性效果要明显好于在用KH570改性效果。KH570优化改性工艺条件为：改性剂用量为粉体质量的2％，反应温度为50℃，反应时间30min，在此条件下得到的改性产品亲油化度值为0.37。硬脂酸优化改性工艺条件为：硬脂酸质量为粉体质量10％；硬脂酸浓度为2.67g／L；反应温度为60℃；反应时间为1h。在此条件下，得到的改性产品亲油化度值为0.56，改性后的超细粉体在有机介质中的分散性得到了提高，表面由亲水性变成了亲油性。通过对透明隔热涂料的隔热效果测试表明，该涂料具有明显的隔热效果，在红外灯照射下透明隔热玻璃和普通玻璃之间的底板温差可以达到10℃左右，通过对比不同粉体添加量和不同喷板厚度对隔热效果的影响，得到优化粉体添加量和喷板厚度，综合其效果和成本，适宜条件为添加粉体量为丙烯酸树脂与粉体的质量比200／3，喷板四遍漆。虽然隔热涂料隔热效果比较明显，但与在线CVD工艺技术、高温热解成膜制作的镀膜玻璃相比尚有一定差距。本研究采用真空喷涂技术不完善，因此有待进一步提高。由于隔热涂料的透明性较好，所以研究该透明隔热涂料有很大的实用价值。
【关键词】：氧化铟锡 超细粒子 分散稳定性 表面改性 透明隔热
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：O611.3
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 绪论12-18
• 1.1 选题背景12-13
• 1.2 超细材料的性质和应用13-15
• 1.3 超细粉体的团聚与防止15-16
• 1.4 研究的内容和意义16-18
• 2 超细粒子的分散18-29
• 2.1 超细粒子团聚机理18
• 2.2 超细粒子的分散稳定机理18-23
• 2.2.1 润湿19
• 2.2.2 分散19
• 2.2.3 稳定19-22
• 2.2.4 分散剂的应用和选择22
• 2.2.5 分散性表征22-23
• 2.3 超细粒子的表面改性和表征方法23-29
• 2.3.1 改性方法24-26
• 2.3.2 改性产品测试及表征26-29
• 3 试验研究29-55
• 3.1 超细粉体的制备29-31
• 3.1.1 实验原料与仪器29
• 3.1.2 实验步骤29-31
• 3.2 超细氧化铟锡在分散介质中分散性研究31-41
• 3.2.1 实验原料与仪器31
• 3.2.2 实验内容31-32
• 3.2.3 结果与讨论32-40
• 3.2.4 小结40-41
• 3.3 表面改性研究41-55
• 3.3.1 表面改性剂的选择41-42
• 3.3.2 硅烷偶联剂对超细氧化锡改性研究42-47
• 3.3.3 硬脂酸对超细氧化锡改性研究47-53
• 3.3.4 小结53-55
• 4 隔热涂料的制备研究55-66
• 4.1 实验研究58-60
• 4.1.1 主要原料及试剂58
• 4.1.2 主要实验设备与仪器58
• 4.1.3 隔热涂料隔热效果检测58-59
• 4.1.4 涂料的配制59
• 4.1.5 检测方法59-60
• 4.2 结果与讨论60-65
• 4.2.1 LV板与 CK板的测温比较60-61
• 4.2.2 CK板与 LAN样板测温比较61
• 4.2.3 不添加粉体时喷膜厚度对隔热的影响61-62
• 4.2.4 同一粉体相同添加粉量不同喷膜厚度对隔热的影响62-63
• 4.2.5 同一粉体不同添加粉量相同喷膜厚度对隔热的影响63-64
• 4.2.6 最佳喷膜与镀膜样板的比较64-65
• 4.3 本章小结65-66
• 5 结论66-68
• 参考文献68-74
• 致谢74-75
• 攻读硕士期间发表论文75

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 陈优霞;二氧化硅塑料薄膜开口剂的研制[D];南昌大学;2011年

2 裴志明;高能球磨法制备铜金粉[D];昆明理工大学;2011年

3 胡沛然;基于纤维模板的柔性导电材料制备及其性能研究[D];东华大学;2012年

4 胡金林;铜金粉表面改性的放大试验研究[D];西安理工大学;2008年

5 吴晓鹏;负离子型功能人造石研究[D];华南理工大学;2012年

6 蒋昱东;高能球磨制备铜金粉及其表面改性工艺的研究[D];昆明理工大学;2012年

7 张鹏飞;六硼化镧纳米粉末的制备及隔热性能研究[D];中南大学;2010年

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本文编号：334902