基于秸秆灰综合利用的保温隔热环保涂料研制

摘要

本文以纯丙乳液作为基料，金红石型钛白粉、滑石粉、高岭土等作颜填料，综合利用秸秆灰及硅基介孔材料等并配合一些助剂，制备出一种水性秸秆灰综合利用的保温隔热环保涂料。确定了保温隔热涂料的制备工艺，制定合适的配方，并对制备的保温隔热涂料的一般性能和保温隔热性能进行了测试分析，符合涂料的一般性能要求，同时具有很好的保温隔热性能。
　　 实验中用到的秸秆灰就是普通的玉米秆和稻秆，经过600℃保温八小时热处理后得到，玉米秆灰呈白色粉末，稻秆灰呈淡紫色粉末。硅基介孔材料是通过溶胶-凝胶法，以P123模板剂作为模板，正硅酸四乙酯作为硅源，经过搅拌、陈化、过滤、洗涤，然后在550℃下焙烧6 h，去除模板剂，制得的介孔SiO2。保温隔热涂料的制备工艺分两条线进行：颜填料和相关助剂跟水混合的同时，乳液跟成膜助剂也混合，然后将两者共同混合制得保温隔热涂料。另外，增稠剂在使用时需加入一定量氨水溶液使浆料成碱性，这样增稠效果才能达到最好。
　　 保温隔热涂料制备好后，需要根据国家关于外墙涂料性能的相关标准测试涂料的基本性能是否合格，主要包括：干燥时间、遮盖力、拉伸强度、耐水性、耐碱性和耐沾污性能等。保温隔热性能的测试主要通过紫外/可见/红外光度计测定反射率以及自制的隔热性能测试装置和太阳热反射模拟装置来表征。本实验制备的保温隔热涂料，施工性能良好，涂刷两道无障碍；在容器内无结块，搅拌后呈均匀状态；表干时间小于2小时，干燥后涂膜光滑，无针孔、火山口等缺陷，遮盖力好；涂膜抗拉伸强度大，耐水性好、耐酸碱性好，具有很好的抗沾污性能和耐候性，符合外墙涂料的性能要求。作为一种保温隔热涂料，其保温隔热性能优良，可见光区最大反射率可达90％以上，平均反射率也高达85％。隔热性能对比实验中，测得箱体内外最高温差达66℃。通过自制的太阳热反射模拟试验进一步验证了该秸秆保温隔热涂料具有很高的热反射率，保温隔热性能非常不错。
　　 本课题制备的新型水性秸秆保温隔热涂料，实现了废物的综合利用，节能环保，具有很好的市场前景。

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言

1.1 保温隔热涂料的研究背景

1.2 秸秆保温隔热涂料的研究目的及意义

1.3 本课题的主要任务

第二章 文献综述

2.1 保温隔热材料的基本原理

2.2 保温隔热涂料的分类及原理

2.2.1 阻隔型保温隔热涂料

2.2.2 反射型保温隔热涂料

2.2.3 辐射型保温隔热涂料

2.2.4 复合型保温隔热涂料

2.3 国内外保温隔热涂料的发展趋势及研究进展

2.3.1 建筑保温隔热涂料的发展趋势

2.3.2 国内保温隔热涂料的研究进展

2.3.3 国外保温隔热涂料的研究进展

2.4 保温隔热涂料研究中存在的问题

第三章 原材料的选择、设备及试验方法

3.1 原材料的选择与分析

3.2.1 基料的选择

3.2.2 一般颜填料的选择

3.2.3 功能性填料

3.2.4 助剂

3.2 实验设备及仪器

3.3 涂料的常规性能测试

3.3.1 干燥时间的测定

3.3.2 遮盖力的测定

3.3.3 拉伸性能的测定

3.3.4 耐水性能的测定

3.3.5 耐碱性能的测定

3.3.6 耐沾污性能的测定

3.3.7 耐洗刷性能的测定

3.4 涂料保温隔热性能测试方法

3.4.1 涂料反射率的测试

3.4.2 隔热性能测试试验

3.4.3 太阳热反射模拟试验

第四章 秸秆保温隔热涂料的制备

4.1 涂料的配方

4.2 制备工艺

4.2.1 秸秆灰的热处理

4.2.2 硅基介孔材料的制备

4.2.3 保温隔热涂料的制备

4.2.4 涂料的涂装

4.3 性能测试

4.3.1 保温隔热涂料表观性能测试

4.3.2 保温隔热涂料拉伸性能的测试

4.3.3 保温隔热涂料耐水性能的测试

4.3.4 保温隔热涂料耐碱性能的测试

4.3.5 保温隔热涂料耐沾污性能的测试

4.4 保温隔热性能的测试分析

4.4.1 反射率的测试分析

4.4.2 隔热性能的对比分析

4.4.3 太阳热反射模拟试验分析

4.5 本章小结

第五章 结论

参考文献

申请专利

致谢