保温隔热中空微球的制备及其在聚丙烯酸酯中的应用研究

发布时间：2020-05-24 01:49

【摘要】：聚丙烯酸酯因经济适用,成膜性能好而备受关注,但是纯聚丙烯酸酯薄膜的保温隔热性能一般。中空TiO_2微球及双壳层中空SiO_2@TiO_2微球由于具有大的比表面积,较强的红外线反射能力,良好的空腔结构等优点得到了广泛的研究。然而,目前将中空TiO_2微球及双壳层中空SiO_2@TiO_2微球应用在玻璃涂层领域,以提高玻璃涂层保温隔热性能的研究鲜见报道。本论文分别采用无模板法、硬模板法制备中空TiO_2微球,同时,采用硬模板法制备双壳层中空SiO_2@TiO_2微球,考察反应条件对三种中空微球形貌的影响。并通过共混的方式将上述三种中空微球分别引入至聚丙烯酸酯乳液中,获得三种聚丙烯酸酯/中空微球复合乳液,以复合乳液所成薄膜的导热系数、光反射性能、抗紫外性能及力学性能为主要指标,优化中空微球的制备工艺。通过上述研究,获得了如下结果:采用无模板法成功制备了中空TiO_2微球,其粒径约为1μm,壳层存在大量的介孔结构。当钛源为钛酸四丁酯,钛源用量为1.43%,反应时间为5 h,反应温度为220℃,且中空TiO_2微球的引入量为3%时,中空TiO_2微球对聚丙烯酸酯薄膜的综合性能提升最大。其中,导热系数、紫外透过率分别降低了17.32%、52.14%,光反射率、抗张强度、断裂伸长率分别提升了580.51%、13.03%及17.79%。采用硬模板法成功制备了中空TiO_2微球,其粒径在40~350 nm范围内均可控,且其壳层存在大量的介孔结构。当钛源为钛酸四丁酯,三乙醇胺用量为2 mmol,氨水用量为272 mmol,反应温度为80℃,反应时间为8 h,且中空TiO_2微球的引入量为1%时,中空TiO_2微球对聚丙烯酸酯薄膜的综合性能提升最大。其中,导热系数、紫外透过率分别降低了25.83%、61.37%,光反射率、抗张强度、断裂伸长率分别提高了587.51%、70.43%及135.10%。采用硬模板法成功制备了双壳层中空SiO_2@TiO_2微球,其粒径在70~420nm范围内均可控,且壳层存在大量的介孔结构。当硅源用量为1.3%,模板粒径为300 nm,且双壳层中空SiO_2@TiO_2微球的引入量为3%时,双壳层中空SiO_2@TiO_2微球对聚丙烯酸酯薄膜的综合性能提升最大。其中,导热系数、紫外透过率分别降低了32.74%、98.15%,光反射率、抗张强度、断裂伸长率分别提高了771.40%、38.30%及17.96%。三种中空微球改性聚丙烯酸酯乳液所成复合薄膜及其玻璃涂层的综合性能为:双壳层中空SiO_2@TiO_2微球最优,模板法制备的中空TiO_2微球次之,无模板法制备的中空TiO_2微球最差。
【图文】：

保温隔热,涂料,机理

料的分类量传递的方式：热传导、热对流和热辐射三种传递类型：反射型、阻隔型、辐射型和复合型。这四种。隔热涂料隔热涂料是指通过在涂料体系中添加导热系数较低导，从而实现保温隔热的目的，其中保温隔热效果料的导热系数越低，保温隔热效果越好。空气的导然界中导热系数最低的材料之一[6]，因此采用中空结空气的特点来制备阻隔型的保温隔热涂料是主要手用最多的填料为中空陶瓷微珠或者中空玻璃微珠等的隔热机理。当照射在物体上的热量通过导热系数减慢，因此物体内部温度的上升速率就会比较缓慢

对比图,涂料,保温隔热,反射型

保温隔热中空微球的制备及其在聚丙烯酸酯中的应用研究-2007)要求：此类隔热涂料的半球发射率不小于 83%，太阳反射比不隔热涂料能对太阳光中的紫外线和红外线产生非常高的反射能力热量聚积在物体表面，从而有效的避免物体表面温度升高，确保的夏天物体内部空间的温度也比较低。外光（200~400 nm）的能量约占到太阳光总能量的 5%左右，，可见光量占太阳光总能量的 45%左右，近红外光（720~2500 nm）占到太右[10]。由于可见光的透过率涉及到涂料的透明性，因此研究对近填料是制备反射型保温隔热涂料的主要方向。2 是反射型保温隔热涂料的隔热机理。与普通涂料不同的是，当太保温隔热涂层后，先发生第一次反射，进入涂层中的大部分热量较高反射能力的填料进行二次反射及散射最后被拒于涂层之外，，从而达到保温隔热的目的。
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ630.4

【参考文献】