建筑环保节能保温涂料研究与应用

论文摘要

建筑隔热涂料施涂于建筑物表面可有效地降低建筑物表面及内部的温度,并能缓解建筑物表面温度变化,对建筑物有良好的保护作用,其对于改善生活环境和节约能源等有重要意义。研究和开发建筑隔热涂料具有重大的经济效益、环境效益和社会效益。针对现今建筑隔热涂料应用中出现的问题,以及建筑节能的严格要求,本课题研究了高性能的建筑外墙隔热涂料和用于玻璃的透明隔热涂料,来实现建筑节能向墙体、窗户一体化方向发展。在研制建筑外墙隔热保温涂料时,本文通过自制自交联乳液,筛选出较好的水性涂料成膜物;为了提高涂料的综合性能,添加了碳酸钙晶须功能材料。系统研究了颜料体积浓度(PVC)及颜填料、功能材料的类型和添加量对隔热涂料隔热性能的影响;探讨了PVC、颜填料与碳酸钙晶须对涂料性能的影响。通过正交设计,得到配比优化的隔热保温涂料。在开发玻璃用透明隔热涂料时,制备了改性ATO(氧化锡锑)功能材料,分析锻烧温度对其粒径的影响;研究了锻烧温度和不同分散剂制备的改性ATO对隔热性能的影响;分析了改性ATO添加量与涂层厚度对隔热性能的影响。试验结果表明:所研制的自交联乳液可以提高涂料的耐水性能;空心微珠和过渡金属氧化物的种类的选择及添加量,对于涂料隔热性能提高有很好的效果;碳酸钙晶须的加入可以提高涂膜的耐洗刷等性能。当在涂料中添加空心微珠30份、过渡金属氧化物4份、滑石粉20份、碳酸钙晶须5份时,涂料具有较好的隔热性能。在模拟太阳光照射的试验装置下,涂料下表面温度较空白试样可以降低13℃。同时可以得到,建筑外墙隔热涂料的PVC对涂料隔热性能影响甚小,但对涂料的基本性能影响较大,在PVC为45%时较为适宜;碳酸钙晶须对隔热性能和基本性能有一定的影响。锻烧温度为600℃、PEG为分散剂时、添加改性ATO含量为3%～4%时,透明隔热涂料的隔热性能最优。随涂膜的厚度的增加涂层的隔热性能增加。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 建筑节能的意义
• 1.3 建筑涂料的现状与发展趋势
• 1.3.1 建筑涂料的发展现状
• 1.3.2 建筑涂料的发展趋势
• 1.4 建筑隔热涂料的分类和原理
• 1.4.1 阻隔型隔热涂料
• 1.4.2 反射型隔热涂料
• 1.4.3 辐射型隔热涂料
• 1.4.4 复合型隔热涂料
• 1.5 国内外建筑外墙隔热涂料的研究现状以及发展趋势
• 1.5.1 国外建筑外墙隔热涂料的研究现状
• 1.5.2 国内建筑外墙隔热涂料的研究现状
• 1.5.3 国内外建筑外墙隔热涂料的发展方向
• 1.6 玻璃用透明隔热纳米涂料的研究进展
• 1.7 建筑环保节能保温涂料研究中存在的问题
• 1.7.1 建筑外墙隔热涂料研究中存在的问题
• 1.7.2 透明隔热涂料研究中存在的问题
• 1.8 本课题主要研究内容
• 1.8.1 建筑外墙隔热涂料研究的主要内容
• 1.8.2 透明隔热涂料研究的主要内容
• 第二章 建筑外墙隔热保温涂料的研制
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要原料与试剂
• 2.2.2 主要仪器与设备
• 2.2.3 改性自交联型丙苯乳液的合成及表征
• 2.2.3.1 实验步骤
• 2.2.3.2 正交试验的设计
• 2.2.3.3 乳液的性能测试
• 2.2.4 复合过渡金属氧化物制备与表征
• 2.2.4.1 复合过渡金属氧化物的制备
• 2.2.4.2 复合过渡金属氧化物的表征
• 2.2.5 建筑外墙隔热保温涂料的制备与表征
• 2.2.5.1 保温涂料的配制
• 2.2.5.2 涂膜性能测试
• 2.2.5.3 保温性能测试
• 2.3 试验结果与讨论
• 2.3.1 自交联乳液结果分析
• 2.3.1.1 乳液配方对乳液粘度、粒径的影响
• 2.3.1.2 不同配方对乳液成膜性、耐水性的影响
• 2.3.2 过渡金属氧化物红外吸收光谱与XRD 分析
• 2.3.3 PVC 对建筑涂料隔热性能的影响
• 2.3.4 碳酸钙晶须含量对涂料隔热性能的影响
• 2.3.4.1 碳酸钙晶须的主要技术指标
• 2.3.4.2 不同含量碳酸钙晶须对涂料隔热性能的影响
• 2.3.5 硅酸盐类空心微珠对涂料隔热性能的影响
• 2.3.5.1 硅酸盐类空心微珠的粒径对涂料隔热性能的影响
• 2.3.5.2 硅酸盐类空心微珠的掺量对涂料隔热性能的影响
• 2.3.6 过渡金属氧化物对涂料隔热性能的影响
• 2.3.6.1 不同配比的过渡金属氧化物对涂料隔热性能的影响
• 2.3.6.2 过渡金属氧化物掺量对涂料隔热性能的影响
• 2.3.7 空心微珠＋过渡金属氧化物复合组分对涂料隔热性能影响
• 2.3.8 不同PVC 对涂料基本性能的研究
• 2.3.9 建筑外墙隔热涂料的主要性能研究
• 2.3.10 碳酸钙晶须对涂料耐洗刷性的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 玻璃用透明隔热涂料的研制
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验药品及仪器
• 3.2.1.1 主要实验药品
• 3.2.1.2 主要实验仪器
• 3.2.2 改性ATO 粉体的合成
• 3.2.3 粉体的表征
• 3.2.3.1 XRD 分析
• 3.2.3.2 红外透射率的测定
• 3.2.4 透明隔热涂料的制备
• 3.2.4.1 透明隔热涂料的基本配方
• 3.2.4.2 透明隔热涂料的制备工艺
• 3.2.5 透明隔热涂料涂膜性能测试
• 3.2.6 透明隔热涂料节能性能表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 粉体的表征
• 3.3.1.1 XRD 分析
• 3.3.1.2 红外透过率结果分析
• 3.3.2 制备粉体时所用的不同分散剂对涂料隔热性能的影响
• 3.3.3 粉体煅烧温度对涂料隔热性能的影响
• 3.3.4 改性ATO 含量对涂料隔热性能的影响
• 3.3.5 涂膜厚度对涂料性能的影响
• 3.3.6 涂料的基本性能测试
• 3.4 本章小结
• 第四章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文