纳米ATO隔热涂料的制备及其CPVC研究

论文题目: 纳米ATO隔热涂料的制备及其CPVC研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 高分子材料

作者: 张永进

导师: 赵石林

关键词: 氧化锡锑,透明隔热,分散稳定性,纳米复合涂料,临界颜料体积浓度

文献来源: 南京工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着我国经济的快速增长，能源的节约及环境的保护越来越受到重视。对于建筑物的大面积窗口及透明顶棚、汽车窗口等大量使用玻璃的场合，太阳光的热辐射会导致空调使用的增加，浪费能源。因此研究开发一种兼有良好透明性和隔热性能的材料，对于解决玻璃隔热问题不仅有重要的理论意义，而且有广阔的市场前景。 纳米氧化锡锑(ATO)是一种n型半导体材料，由其制成的膜具有很高的红外屏蔽效果和可见光区良好的透过率，即可以让可见光透过同时又能阻隔热射线。将纳米ATO应用于涂料中制备出纳米复合涂料，可以解决“透明与隔热”这一矛盾性问题，具有极高的应用价值。 本文对纳米复合涂料的概况、制备方法及国内外研究发展现状进行了系统的论述，并在此基础上考察了纳米ATO粒子在水中的分散行为，制备了纳米透明隔热涂料，研究了纳米复合涂料的临界颜料体积浓度(CPVC)理论。 纳米ATO在水中的分散问题研究了分散体系pH值、分散剂种类与用量以及分散工艺对纳米ATO在水中的分散稳定性的影响，采用沉降法、分光光度计分析法和激光粒度分析法表征纳米ATO在水中的分散稳定性。结果表明，纳米ATO的等电点为2，要想获得稳定的纳米ATO水分散液，分散体系的pH值应该远离此点。将体系pH调整到6～9，添加5％的分散剂C，用特殊砂磨机作为分散手段可以得到分散稳定性良好的纳米ATO水浆。 纳米透明隔热涂料的制备主要包括涂料配方研究和涂料、涂层制备工艺。本文采用共混法，纳米ATO作为透明隔热涂料唯一颜填料，丙烯酸改性水性聚氨酯为成膜剂，添加少量缔合型增稠剂、水性流平剂，制得了性能优异的透明隔热涂料。通过对涂膜光学性能、隔热效果、微观形貌及力学性能分析，表明该体系下，当颜料体积浓度(PVC)为0.018时涂膜可以获得最佳性能，此时涂膜的可见光透射比高达86.2％，近红外区光(800～2500nm)的平均屏蔽率为61.3％；用自制的隔热装置测量隔热效果，涂有隔热涂料的样品与空白样品相比，温差可达8℃，隔热效果与某进口隔热膜产品的隔热效果相当；用扫描电镜对涂膜表面进行微观分析发现，涂膜中纳米ATO非常均匀的分布在涂膜中，颗粒粒径分布在100mn

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 文献综述

1.1 绪论

1.2 纳米复合涂料概述

1.2.1 纳米粒子的基本物性

1.2.2 纳米粒子应用于涂料中表现出的特殊性能

1.3 纳米复合涂料的分类

1.3.1 纳米隔热涂料

1.3.2 纳米导电涂料

1.3.3 纳米隐身涂料

1.3.4 纳米抗菌涂料

1.3.5 其他纳米涂料

1.4 纳米复合涂料的制备

1.4.1 纳米粒子的分散与稳定

1.4.1.1 纳米颗粒的分散原理

1.4.1.2 纳米粒子的分散方法

1.4.2 纳米复合涂料的制备方法

1.4.3 纳米复合涂料的颜料体积浓度

1.5 纳米复合涂料的国内外研究现状

1.5.1 纳米复合涂料国外研究状况

1.5.2 纳米复合涂料国内研究现状

1.5.3 国内外纳米功能涂料产品实例

1.6 本课题研究内容

参考文献

第二章 纳米氧化锡锑在水中的分散与稳定

2.1 前言

2.2 主要实验原料与试剂

2.3 实验主要仪器

2.4 分散效果表征方法

2.4.1 沉降法

2.4.2 分光光度计分析法

2.4.3 激光粒度仪分析法

2.5 实验方法及其步骤

2.5.1 纳米ATO水分散液制备方法

2.5.2 实验步骤

2.6 实验结果与讨论

2.6.1 纳米ATO粉的红外谱图分析

2.6.2 纳米ATO的等电点

2.6.3 制备纳米ATO水浆时物理条件的影响

2.6.4 不同分散剂对分散效果的影响

2.6.5 采用特殊砂磨机的分散效果

2.7 小结

参考文献

第三章 纳米氧化锡锑透明隔热涂料的制备

3.1 前言

3.2 主要实验原料与试剂

3.3 主要实验仪器

3.4 涂料及其涂层制备方法

3.4.1 涂料的制备

3.4.2 涂层的制备

3.5 性能测试方法

3.5.1 涂层隔热效果的表征

3.5.2 涂层光学性能的测定

3.5.3 涂料及其涂层常规性能测试方法

3.6 涂料配方研究

3.6.1 树脂的选择

3.6.2 纳米ATO的用量

3.6.2.1 涂层的透光率

3.6.2.2 涂层的隔热效果

3.6.2.3 涂层的微观形貌

3.6.3 增稠剂添加量

3.6.4 流平剂添加量

3.7 涂料制备工艺的研究

3.8 涂层的制备工艺

3.9 透明隔热涂料的常规性能

3.10 小结

参考文献

第四章 纳米涂料的CPVC与纳米粉体最佳添加量

4.1 前言

4.1.1 涂料CPVC的概述

4.1.2 比颜料体积浓度

4.1.3 颜料堆积因数

4.2 纳米涂料的CPVC

4.2.1 纳米涂料的CPVC理论值计算

4.2.2 纳米涂料CPVC的实验值

4.2.2.1 纳米ATO透明隔热涂料

4.2.2.2 纳米Al_2O_3透明耐磨复合涂料

4.3 纳米粉体作为纳米涂料颜填料时的最佳添加量

4.4 小结

参考资料

第五章 结论与展望

5.1 本文主要结论

5.2 本文研究展望

成果

致谢

发布时间: 2007-03-23

参考文献

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