新型热控节能功能涂层材料的研究

摘要

夏天由于太阳辐射导致室内温度过高,给人们的生活造成不便,用热反射涂料可以通过控制热量向室内辐射来控制室内温度；工业窑炉、炼油装置等外壳一般是金属材料,散热很快,造成了热量的浪费,用隔热保温涂料可以控制热量的散失速度,降低能耗；工业用许多装置都有使用温度上限,超温容易造成危险,超温预警示温涂料可以在超温时提醒人们及时采取措施,防止危险事故的发生。
　　针对各种涂料使用环境的要求选取成膜树脂,热反射涂料使用丙烯酸树脂,高温隔热保温涂料和超温预警变色涂料使用有机硅树脂。
　　用非均相沉淀法制备了一种新型热反射隔热填料:二氧化钛包覆空心玻璃微珠。分析了包覆过程中硫酸钛溶液水解反应机理和二氧化钛的沉积机理,由大量实验得出了制备二氧化钛包覆空心玻璃微珠的最佳温度、PH值、搅拌速度、滴加速度等工艺条件,讨论了硫酸钛用量对包覆厚度及隔热效果的影响,用扫描电镜、能量弥散X射线谱、紫外-可见-红外分光光度计等测试方法对制得的包覆材料进行了表征。
　　研究空心玻璃微珠的种类、用量、加工工艺、表面改性、不同型号配合等因素对隔热保温性能的影响。用激光闪射导热仪测试导热系数,分析隔热性能。从系列空心玻璃微珠中得出了适合用于隔热保温涂料的型号,确定了合适的添加量和工艺条件。
　　选取了NH4VO3和碳酸铜两种变色颜料,用热失重分析法分析了两者的分解温度、变色机理,选取了TiO2弥补两种变色颜料遮盖力不足的问题,并研究TiO2与变色颜料的比例对变色情况的影响。研究了变色颜料用量、二氧化钛用量、恒温时间对变色温度的影响规律,测试了两种热变色涂料的常规性能。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:符号说明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 热控功能涂料分类

1.2.1 太阳热反射隔热涂料

1.2.2 耐高温隔热保温功能涂料

1.2.3 超温预警变色功能涂料

1.3 热控功能涂料研究现状

1.3.1 热反射涂料研究现状

1.3.2 耐高温隔热保温功能涂料研究现状

1.3.3 超温预警变色研究现状

1.4 课题的研究内容

1.5 创新点

第二章 反射型热控功能涂料

2.1 包覆机理分析

2.1.1 水解反应机理分析

2.1.2 沉积机理分析

2.2 实验部分

2.2.1 主要原料

2.2.2 实验仪器

2.2.3 工艺过程

2.2.4 测试方法

2.3 结果与讨论

2.3.1 温度对包覆效果的影响

2.3.2 pH值对包覆效果的影响

2.3.3 钛盐用量对产物结构的影响

2.3.4 包覆微珠表面EDS分析

2.3.5 煅烧温度的影响

2.3.6 包覆前后空心玻璃微珠在全波段的反射率

2.3.7 不同包覆厚度及对热反射率的影响

2.4 本章小结

第三章 耐高温隔热保温功能涂料

3.1 成膜物的选取

3.1.1 硅酸盐类成膜物

3.1.2 纯有机硅成膜物

3.1.3 改性有机硅成膜物

3.2 实验部分

3.2.1 主要原料

3.2.2 实验仪器

3.2.3 实验过程

3.3 实验结果与讨论

3.3.1 空心玻璃微珠含量对隔热性能的影响

3.3.2 空心玻璃微珠的种类对隔热性能及其机械性能的影响

3.3.3 加入无机纤维对隔热腻子性能影响

3.3.4 加工工艺对涂料隔热性能的影响

3.3.5 表面包覆二氧化钛对隔热性能的影响

3.3.6 空心玻璃微珠复配对隔热性能的影响

3.4 本章小结

第四章 超温预警变色涂料

4.1 变色颜料与填料选取

4.2 实验部分

4.1.1 实验仪器

4.1.2 原材料

4.1.3 实验方法

4.3 结果与分析

4.3.1 变色颜料的变色机理分析

4.3.2 变色颜料与TiO2比例对变色性能的影响

4.3.3 变色颜料用量对变色温度的影响

4.3.4 颜料TiO2用量对变色温度的影响

4.3.5 恒温时间对变色温度的影响

4.3.6 两种热变色涂料的性能

4.2 本章小结

结论

参考文就

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文目录