自清洁隔热功能涂覆材料的制备及性能

【摘要】： 本文系统研究自清洁隔热功能建筑涂料的制备技术、性能及基本隔热理论。首先用硅氧烷水解聚合法和乳液聚合法制备了高效疏水性硅酮树脂和有机硅乳液型疏水添加剂，并对制备工艺参数、性能进行了优化。然后，研究了隔热涂层的结构设计方法，探索了应用所开发的高效疏水材料、隔热添加剂制各自清洁隔热功能外墙涂料技术。研究结果如下： (1)通过调节反应参数，可制得性能优异的疏水性硅酮树脂涂覆材料。最佳反应条件为：水解温度60℃、反应时间60min；水解用水量较少和聚合度较大时树脂涂层的性能较好。在最佳工艺条件下合成的硅树脂涂层，具有优良的透气、透光性、高耐候性。用紫外光加速老化法考察材料的性能，能够较真实地反映出涂覆材料在实际使用过程中的性能变化规律。 (2)用阴、非离子型多种乳化剂复合制备有机硅乳液比单一乳化剂乳化效果具有明显优势。用正交实验确定的最佳聚合反应工艺参数为：水解温度60℃，水解聚合时间3h，乳化剂用量8wt％，复合乳化剂HLB值为15；搅拌速度为4000r／min，滴加速度为1.1g／min。铜、玻璃基涂层的最佳干燥温度分别为200℃和240℃，该温度下涂层形成微观凹凸结构，疏水性高；添加成珠剂能增加涂层表面粗糙度，提高涂层疏水性能。 (3)应用疏水添加剂、改性海泡石、膨胀珍珠岩能够制得自清洁隔热功能涂覆材料；制备的疏水添加剂和经提纯、疏水改性后的海泡石和膨胀珍珠岩，对乳胶涂料的流变性能、稳定性能以及涂膜的疏水性能、对比率和其他常规性能无不良影响。在该材料中疏水添加剂的最佳含量为6％，海泡石最佳含量为6％，膨胀珍珠岩的最佳含量为3％。多方式协同保温隔热，是实现涂层保温隔热性能的最佳、最有效方法。疏水性乳胶涂料涂膜具有很好的疏水性能和透气性能。 本工作研制的涂料具有高效憎水、防污自清洁、隔热功能，可广泛用于建筑墙体及覆盖材料的表面，该涂料不仅能有效保护材料、延长使用寿命、保持表面洁净，还具有较好的隔热节能功能。 【关键词】：自清洁 隔热 硅酮树脂 有机硅乳液 建筑涂料 复合乳化剂
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TU551
【目录】：

• 第一章 文献综述10
• 引言10-25
• 1.1 自清洁建筑涂料10-15
• 1.1.1 自清洁涂料的特点10-11
• 1.1.2 自清洁技术的发展11-12
• 1.1.3 自清洁原理12-13
• 1.1.4 自清洁技术的应用研究13-15
• 1.2 有机硅涂覆材料15-20
• 1.2.1 有机硅油涂料15-16
• 1.2.2 有机硅树脂涂料16
• 1.2.3 有机硅改性涂料16-19
• 1.2.4 其它有机硅涂料19-20
• 1.3 隔热功能涂料20-22
• 1.3.1 阻隔型隔热涂料20-21
• 1.3.2 反射型隔热涂料21-22
• 1.3.3 辐射型隔热涂料22
• 1.4 自清洁隔热功能涂料发展趋势22-23
• 1.4.1 存在问题22-23
• 1.4.2 发展趋势23
• 1.5 本文主要研究内容23-25
• 第二章 疏水性硅酮树脂的合成及性能研究25-39
• 2.1 前言25
• 2.2 实验原料及步骤25-28
• 2.2.1 原料与试剂25
• 2.2.2 实验仪器:25-26
• 2.2.3 测试仪器26
• 2.2.4 实验装置26
• 2.2.5 实验操作步骤26-28
• 2.3 实验结果与讨论28-38
• 2.3.1 疏水性能与耐沾污性能的关系28-29
• 2.3.2 硅酮树脂疏水涂层成膜机理29
• 2.3.3 有机硅单体选择及配比29-31
• 2.3.4 涂层的红外光谱分析31-32
• 2.3.5 水解聚合工艺参数对硅树脂性能的影响32-35
• 2.3.6 有机硅树脂涂层性能研究35-38
• 本章小结38-39
• 第三章 疏水型有机硅乳液的合成及性能39-56
• 3.1 前言39
• 3.2 实验原料及步骤39-42
• 3.2.1 实验原料39
• 3.2.2 实验仪器39-40
• 3.2.3 实验操作步骤40-42
• 3.3 乳液反应机理研究及工艺设计42-44
• 3.3.1 微乳液聚合反应机理研究42-43
• 3.3.2 微乳液聚合工艺的设计43-44
• 3.3.3 乳胶微粒模型设计44
• 3.4 实验结果与讨论44-55
• 3.4.1 聚合单体选择44-45
• 3.4.2 乳化剂的选择45-46
• 3.4.3 乳化剂用量的影响46-47
• 3.4.4 乳化剂配比的影响47
• 3.4.5 聚合工艺影响47-48
• 3.4.6 微乳液聚合反应参数的确定48-49
• 3.4.7 工艺参数对聚合乳液的影响49-51
• 3.4.8 乳液性能研究51
• 3.4.9 乳液涂层疏水性能研究51-55
• 本章小结55-56
• 第四章 自清洁乳胶涂料的配制及性能研究56-65
• 4.1 前言56
• 4.2 实验部分56-58
• 4.2.1 实验所用原材料56-57
• 4.2.2 实验仪器57
• 4.2.3 乳胶涂料的配制57-58
• 4.2.4 涂料综合性能测定58
• 4.3 乳胶涂料的配方设计58-59
• 4.3.1 基料和填料选择58-59
• 4.3.2 涂料配方的确定59
• 4.4 实验结果与讨论59-64
• 4.4.1 涂料流变性能研究59-61
• 4.4.2 乳胶涂料的性能检测及结果61
• 4.4.3 疏水添加剂对乳胶涂料性能的影响61-62
• 4.4.4 疏水添加剂对乳胶涂料涂层常规性能影响62-63
• 4.4.5 乳胶涂料涂膜性能研究63-64
• 4.4.6 疏水涂料层表面微观结构研究64
• 4.5 本章小结64-65
• 第五章 自清洁乳胶涂料隔热性能初探65-74
• 5.1 前言65
• 5.2 试验部分65-67
• 5.2.1 原料与试剂65
• 5.2.2 实验仪器65
• 5.2.3 实验操作步骤65-66
• 5.2.4 涂层隔热性能测试66-67
• 5.3 涂层保温隔热理论研究67-71
• 5.3.1 热反射涂层的原理研究67-68
• 5.3.2 纳米微孔材料的隔热原理68
• 5.3.3 材料的保温隔热机理研究68-69
• 5.3.4 隔热涂层的结构设计69-70
• 5.3.5 原料的选择70-71
• 5.4 结果与讨论71-73
• 5.4.1 隔热添加剂最佳含量的选择71-72
• 5.4.2 涂层隔热性能对比72-73
• 5.5 本章小结73-74
• 第六章 结论74-75
• 参考文献75-80
• 致谢80-81
• 攻读学位期间取得的研究成果81

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