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《江南大学》 2012年
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水性光固化隔热保温涂料的制备与研究

李祥  
【摘要】:随着社会与经济的不断发展,能源与环境问题越来越受到人们的重视,因此节能与环保成为人们研究的热点。建筑与需保温的设备能源消耗在整个能源消耗中所占的比例为40%,而普通的保温材料使用起来很不方便,施工也很困难,因此研发一种可以起到保温隔热的薄层涂料显得很有必要。 本文合成了水性光固化聚氨酯树脂作为保温隔热涂料的成膜剂,其中用丙烯酸改性的环氧树脂、二羟甲基丁酸作为亲水扩链剂,并用季戊四醇三丙烯酸酯作为封端剂,并用有机硅对树脂进行改性。研究了有机硅/环氧树脂的添加量、亲水扩链剂的添加量、中和剂的种类以及中和程度对树脂基本性能的影响,研究结果表明当环氧树脂的添加量为4%、有机硅的添加量为2%、亲水扩链剂的添加量为8%、中和剂为N,N-二甲基乙醇胺以及中和度为80%时,树脂的基本性能较好。 本文以碳酸钙为模板,合成了中空二氧化硅粒子,并在中空二氧化硅粒子表面包覆一层可反射紫外线的二氧化钛,制得兼有阻隔型与反射型的综合型隔热粉体,并研究了制备中空二氧化硅粒子的反应温度、反应时间、TEOS的添加量对中空粒子的形貌、性能的影响以及包覆二氧化钛时的反应温度、煅烧温度对合成隔热粉体的影响,研究结果表明:当反应温度为30℃、反应时间为4h、TEOS的添加量为2mL时,中空二氧化硅粒子的形貌与结构比较稳定,当反应温度为60℃、煅烧温度为600℃时,二氧化钛的包覆效果比较好。 将隔热粉体制得水性分散液,并添加水性光固化聚氨酯树脂制成保温隔热涂料,研究了pH值、分散剂的种类、分散时间、搅拌时间以及研磨时间对粉体分散稳定性的影响,并测试了pH值、煅烧温度、粉体的添加量对涂层的热反射率的影响,同时测试了涂层保温性能。研究结果表明:当选用水性高分子分散剂EFKA-4585、pH值为10、搅拌时间4h、球磨时间2h时,粉体的水分散液比较稳定;当制备粉体时体系的pH值为7、煅烧温度为600℃、粉体的添加量为8%时,涂层的热反射率较好,可以达到85%以上;当粉体的含量为8%、涂层厚度为双层时,涂层的保温效果较好,无光照条件下温差可以达到5.5℃;当粉体的含量为8%、涂层的厚度为8μm时,涂层的隔热效果较好,光照条件下温差可以达到5℃,而且涂层的综合性能较好,具有较好的应用前景。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TQ637

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