低表面能透明隔熱涂料的制備及其性能研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟增長方式的轉變，環(huán)境不斷惡化，極端氣候頻繁出現(xiàn)，造成我國南方大部分地區(qū)平均每年持續(xù)高溫天氣在24～27天或以上。高溫不僅會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成較大影響，同時使人體感到不適，工作效率降低，還可引發(fā)中暑、患腸道疾病和心腦血管等病癥。降溫制冷設備的使用會造成能源大量消耗，因此針對降低夏季室內(nèi)氣溫的低能耗透明隔熱涂料應運而生。
　　針對目前透明隔熱涂料普遍存在耐污性能不足、有機揮發(fā)物質(zhì)過多等問題，本文通過分析透明隔熱涂料透明隔熱機理

2、及其耐沾污機理，選擇氧化錫銻(ATO)作為功能填料，并通過聚合熱解法制備出納米級ATO半導體材料;選用水為反應介質(zhì)，丙烯酸系和氟單體為反應單體，制備出具有低表面能疏水結構的乳液—含氟聚丙烯酸酯乳液，作為低表面能透明隔熱涂料用成膜基體;采用機械攪拌與化學添加劑相結合的方法將兩者混合為均相體系。選用噴涂法將該涂料均勻的在建筑物玻璃表面成膜，預期在一定程度上降低室內(nèi)氣溫，緩解高溫給人類帶來的不便，降低能耗，同時有效提高涂層的耐沾污性能，降低有

3、機揮發(fā)物質(zhì)(VOC)排放量。
　　首先，對比分析聚合熱解法及化學共沉淀法制備ATO的優(yōu)劣，選擇較佳的ATO制備方法，研究不同銻摻量對ATO性能的影響，通過單因素及正交試驗對其水漿料的制備工藝進行探討。結果表明:聚合熱解法制備ATO工藝更簡單、流程更簡潔、所需時間更短，粉體粒徑更小、粒徑分布更加均勻、約為50nm，且不易發(fā)生團聚，分散更加均勻，電導率更大;當ATO的組成為摩爾比Sn∶Sb=11∶1時，ATO粒徑最小，約為30～50n

4、m;制備納米ATO水漿料的最佳制備工藝條件為:機械分散時間為3.5h，化學分散劑用量為2.1％，分散盤轉速為1050rpm。
　　其次，選用賦予樹脂柔韌性的丙烯酸丁酯(BA)、賦予樹脂硬度的甲基丙烯酸甲酯(MMA)及具有疏水性的甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)等作為主要單體，應用種子-半連續(xù)法合成含氟聚丙烯酸酯乳液基體，并對乳液涂膜的基本性能作出評價。結果表明:當含氟聚丙烯酸酯乳液中成膜助劑乙二醇丁醚添加量為8％時，自然干燥條件

5、下具有良好的成膜效果;聚丙烯酸酯乳液涂膜對紫外光的透過率最低為40％，可見光透過率最高達80％以上，具有良好的透明性同時也可有效阻擋紫外光;涂膜附著力等級為1級，具有較好的附著力;其與水的接觸角平均為93.23°，與二甲基硅油的接觸角平均為60.03°，表明具有較好的疏水疏油性能，使污染物不易附著于其表面，具有一定的耐沾污功能。
　　再次，采用自制含氟聚丙烯酸酯乳液為成膜基體、納米級半導體材料ATO為功能填料，通過臨界顏料體積濃度

6、(CPVC)原理設計涂料配方。配制一系列不同PVC的涂料，測試其密度及光澤度;測試結果表明，當涂料的PVC約為0.6時，此時涂料密度最大，為1.01397051 g/cm3，光澤度最低，為35.6，即涂料的CPVC約為0.6。研究不同機械手段對涂料貯存穩(wěn)定性的影響，結果表明:多功能分散研磨機制備低表面能透明隔熱涂料貯存穩(wěn)定性較好，既無結皮，也不產(chǎn)生聚沉大顆粒，且粘度變化小于15％。
　　最后，將低表面能透明隔熱涂料經(jīng)噴槍均勻噴涂在

7、規(guī)格為16×16cm的玻璃板上，涂膜厚度約為20μm。采用自制隔熱測試裝置系統(tǒng)測試其隔熱性能、可見-紅外-近紅外分光光度計分析其透明性能及隔熱性能、沖水裝置測試其耐沾污性、氣相色譜分析技術定性定量檢測其VOC含量。結果表明:系統(tǒng)內(nèi)部溫度在30℃以上時透明隔熱涂料涂膜具有明顯隔熱效果。在300W碘鎢燈照射條件下，涂覆涂層的試驗箱內(nèi)部溫度最大降溫值約1.5℃，在1000W碘鎢燈照射條件下，涂覆涂層的試驗箱內(nèi)部溫度最大降溫值約2.5℃;涂層可