夹层玻璃用EVA隔热材料的制备及性能研究

摘要

在建筑节能中，使用隔热保温的夹层玻璃是一条有效的途径。最简单的夹层玻璃结构为玻璃/高分子中间膜/玻璃。在玻璃材质一定时，夹层玻璃的隔热效果完全取决于中间膜材料的隔热性能。
　　 聚乙烯醇缩丁醛（PVB）是制备夹层玻璃中间膜的主要基材。然而，PVB价格昂贵，加工性不佳，且胶膜的封装工艺复杂。而乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）以其优异的热熔胶性能、加工性能和价格优势能够部分取代PVB用做夹层玻璃中间膜。根据对夹层玻璃在应用过程中的传热机理的分析，在高分子胶膜的基质中引入低热导率的物质或具有红外阻隔功能的添加剂能够降低高分子中间膜的热导率或赋予胶膜对阳光中的近红外光的高反射率，从而改善中间膜材料的隔热性能。因此，本工作以EVA为基质，旨在通过添加低热导率的中空填料或具有红外阻隔功能的添加剂来改善EVA胶膜的隔热性能，为制备性能优良的隔热中间膜和隔热型的安全夹层玻璃奠定良好的实验基础。
　　 首先以VA含量为28wt％的EVA为基质，选用低导热系数的中空玻璃微珠（GB）为隔热填料，通过挤出共混法制备了EVA/GB隔热复合材料，探讨了不同中空玻璃微珠对EVA/GB复合材料的热导率、热稳定性及力学性能的影响．并研究了复合材料的透光率、流变性能及其与玻璃的粘合强度。研究结果表明，随GB用量的增加，材料的热导率呈不断下降的趋势；当GB用量为20份时，填充粒径均为40μm的低密度中空玻璃微珠和高密度中空玻璃微珠制得的复合材料的热导率分别为0．1970W/（m·K）和0．2199W/（m·K），与未填充EVA相比，分别下降了33．4％和22．5％；以高密度中空玻璃微珠为隔热填料时，所制备的EVA/GB复合材料的热导率随粒径的增大而不断下降。
　　 在进一步的研究中，选用具有红外反射特性的纳米氧化锡锑（ATO）和氧化铟锡（ITO）为功能性添加剂，制备了EVA透明隔热胶膜，并对其光学性能、隔热性能、力学性能、热稳定性及其与玻璃的粘合强度进行了研究。结果表明，添加少量ATO和ITO的EVA胶膜均表现出明显的光谱选择性，能有效地阻隔红外光区的热能，并在可见光区具有相对较高的透光率；随ATO和ITO用量的增加，EVA胶膜的隔热性能得到明显的改善。当红外灯照射一个用透明隔热片材做盖板的木盒时，与不含ATO或ITO的EVA胶膜相比，纳米ATO和ITO含量为3％的EVA胶膜制作的盖板能够使木盒内的空气温度分别降低7．9℃和9．1℃。就光学性能和隔热性能而言，均以添加ITO的EVA胶膜较优。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

1.1 建筑节能玻璃

1.1.1 吸热玻璃

1.1.2 镀膜玻璃

1.1.3 中空玻璃

1.1.4 真空玻璃

1.1.5 夹层玻璃

1.2 夹层玻璃简介

1.2.1 夹层玻璃的分类及特性

1.2.2 夹层玻璃的主要生产方法

1.2.3 夹层玻璃的发展趋势

1.3 隔热夹层玻璃的研究进展

1.3.1 夹层玻璃的隔热机理

1.3.2 夹层玻璃中间膜的研究现状

1.3.3 中间膜的隔热改性

1.4 课题的研究目的、意义和主要研究内容

1.4.1 研究目的和意义

1.4.2 主要研究内容

第二章 EVA/GB隔热复合材料的制备及性能研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 原料和试剂

2.2.2 主要设备和仪器

2.2.3 EVA/GB复合材料的制备及其固化条件的确定

2.2.4 性能测试及表征

2.3 结果与讨论

2.3.1 EVA/GB复合材料的拉伸性能

2.3.2 EVA/GB复合材料的导热性能

2.3.3 EVA/GB复合材料与玻璃的粘合强度

2.3.4 透光率

2.3.5 EVA/GB复合材料的TG分析

2.3.6 EVA/GB复合材料的流变性能

2.4 本章小结

第三章 EVA/ATO透明隔热材料的制备及性能研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 原料和试剂

3.2.2 主要设备和仪器

3.2.3 EVA/ATO材料的制备

3.2.4 性能测试及表征

3.3 结果与讨论

3.3.1 EVA/ATO材料的拉伸性能

3.3.2 EVA/ATO材料与玻璃的粘合强度

3.3.3 EVA/ATO材料的光学性能

3.3.4 EVA/ATO材料的隔热性能

3.3.5 EVA/ATO材料的热稳定性

3.4 本章小结

第四章 EVA/ITO透明隔热材料的制备及性能研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 原料和试剂

4.2.2 主要设备和仪器

4.2.3 EVA/ITO材料的制备

4.2.4 性能测试及表征

4.3 结果与讨论

4.3.1 ITO含量对EVA/ITO材料的拉伸性能的影响

4.3.2 EVA/ITO材料与玻璃的粘合强度

4.3.3 EVA/ITO材料的光学性能

4.3.4 EVA/ITO材料的隔热性能

4.3.5 EVA/ITO材料的热稳定性

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢