水性隔热涂料主要成膜物的制备及其性能研究

发布时间：2020-05-22 09:27

【摘要】：随着当今社会的不断进步和发展,节能环保材料越来越受到重视,为了提高建筑玻璃节能效果,人们越来越重视水性隔热涂料的研究。通过组分调控和工艺优化制备得到有机硅KH570改性酮-肼交联乳液,进而与硅烷偶联剂KH560混合制备水性隔热涂料成膜物。研究了有机硅KH570对乳液各性能的影响,以及硅烷偶联剂KH560对成膜物漆膜综合性能以及隔热性能的影响。论文重点研究内容如下:(1)本课题根据水性隔热涂料成膜物的性能要求,设计有机硅KH570改性乳液配方、优化乳液合成的工艺条件,完成有机硅改性酮-肼交联乳液的合成。通过FT-IR、TEM、SEM测试,确定了有机硅改性酮-肼交联乳液和水性隔热涂料成膜物结构和形态。(2)通过在聚合物配方中引入有机硅原料以及利用聚合物与硅烷偶联剂杂化形成空间网络结构,引入硅元素降低成膜物导热系数和提高成膜物对紫外光、红外光透过率等复合作用,提高成膜物隔热效率。探究了适宜的KH560添加量使成膜物获得良好的漆膜性能和隔热性能。利用FT-IR、DSC、TGA测试方法证明水性有机硅改性酮-肼交联乳液和水性隔热涂料成膜物的结构。利用TEM,SEM测试,表明了成膜物内部互相交联形成的空间网络结构。通过导热系数仪,光学透过率测试仪和自制隔热效率检测仪测试,证明水性隔热涂料涂膜具有良好的隔热效果。论文采用预乳化半连续滴加法制备了具有核壳结构的有机硅KH570改性酮-肼交联丙烯酸酯乳液。研究了有机硅KH570的添加量对乳液单体转化率,凝胶率,以及乳液粒径的影响。确定了有机硅改性酮-肼交联乳液最佳配方,即乳液配方中有机硅KH570的最佳添加量为11.46%(配方PA6)时,乳液凝胶率为0.27%,转化率为96.22%,乳液平均粒径为100nm。通过FT-IR测试,证明有机硅KH570与(甲基)丙烯酸单体通过双键自由基反应形成了化学键连接。TEM测试显示乳液成膜过程的相互交联,且具有球形的核壳结构。探究了硅烷偶联剂KH560与有机硅改性乳液复合制备水性隔热涂料成膜过物的综合性能和隔热性能。确定了水性隔热涂料成膜物硅烷偶联剂KH560与有机硅改性乳液的最佳配方,即KH560占有机硅改性乳液重量百分数为25.62%(配方P7),漆膜交联度达到54.3%时,漆膜综合性能为:附着力0级,耐乙醇擦拭100次,耐水浸泡36h,硬度为3H,耐5%HCl溶液腐蚀性20h,耐5%NaOH腐蚀性24h,耐摩擦40次,耐水煮合格。通过FT-IR、DSC、TGA测试,证明KH560与有机硅改性酮-肼交联乳液在成膜过程中进行了环氧基与酰胺基反应、酮-肼反应、硅烷偶联剂水解反应、硅羟基缩合反应以及硅羟基与基材所形成的氢键作用。论文还研究了水性隔热涂料成膜物的隔热性能。通过测试其光学透过率,导热系数,隔热效率。确定了水性隔热涂料成膜物硅烷偶联剂KH560与有机硅改性乳液的最佳配方,即KH560占有机硅改性乳液重量百分数为25.62%(配方P7),可见光透射率为77.42%,红外线透射率为56.56%。紫外透过率66.67%,导热系数0.18w/(mK),隔热效率8.94%。TEM显示水性隔热涂料在成膜过程中,通过交联反应和杂化反应,形成了致密的网络结构。SEM显示涂膜表面光滑,内部存在致密的层状交联。
【图文】：

示意图,隔热涂料,示意图

广州大学硕士论文理是阻止或减少热量的传递。空气的热导率小于固体，因此可以实现减小热导率的目的。硅酸盐涂层具有良好的耐高温性[5]，主要用于高温管道，高温设备。阻隔型隔热涂层是通过增大传热阻力来进行热量阻隔的。热量通过对流，，辐射和分子振动进行传导。涂料的导热性是综合的隔热能力的决定因素。这种类型的涂层通常加入轻质骨料，其骨料材料具有低密度，高孔隙率，松散的内部结构和低水分含量的特点，通过粘合剂的作用，将它们组合并直接涂覆到墙壁或设备的表面上，以实现隔热效果。图 1-1 是阻隔型隔热涂层的示意图，热量经过隔热填料传递速度减慢，从而达到阻隔热量的效果。

涂料涂层,反射型,涂层,机理

第一章绪论（4）填料是起作用的主要物质，对涂料的反射性起着重要作用。通过和开发新填料，增加太阳光的反射率，开发新产品来阻挡各种温度产生与阻隔型涂层结合使用，可制备隔热能力不同的产品。（5）白色反射涂层对阳光具有最佳反射率，但在现实生活中，涂料需不同的颜色。添加颜料会极大地改变太阳光的反射性能。进一步可研究颜色都可以有效反射太阳光能量的颜料。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ637

【参考文献】