海洋船舶用高效热屏蔽船壳漆的研制

论文摘要

新世纪以来,我国造船业与船舶涂装业发展迅速,海洋船舶涂料越来越向功能化、长效性方向发展。热屏蔽型船壳漆是一种降温隔热型的功能性涂料,它能够降低船舶舱室和上层建筑内部温度,起到改善船舶内部工作、生活环境,节约能源的作用。针对海洋环境对涂层的强烈腐蚀、老化作用,结合降温隔热的功能性要求,根据海洋腐蚀原理、热阻与热反射原理,设计高效热屏蔽船壳漆的结构分为三部分:防腐蚀底涂层、热阻隔中涂层、热反射面涂层。根据性能要求选择了成膜树脂、固化剂、热反射颜填料、热阻隔填料、防腐蚀颜填料和功能性纳米填料。使用按照美国军标MIL-E-46136（A）自制的热反射率测试装置研究了热反射型颜填料的含量、粒径、消光剂的消光作用、颜色复配体系对面涂层热反射率的影响。使用自制热反射率测试装置和导热系数测试仪研究了热阻隔填料的含量、粒径和涂层厚度对中涂层导热系数的影响,阐明其原因。并研究了纳米填料在涂料中的物理、化学分散方法。确定了钛白粉、六钛酸钾晶须、二氧化硅消光剂、空心玻璃微珠等在涂料中的使用范围。据此设计出热屏蔽船壳漆配方和施工工艺,并对复合涂层进行了测试。隔热模拟对比测试表明自制白色涂层降低内部温度最多14.7℃,灰色涂层降低内部温度13.1℃。测试表明自制涂层的耐腐蚀、耐老化、带湿带锈涂装性能均优于同类产品。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外海洋船壳漆研究现状
• 1.2.1 国内船舶用船壳涂料研究现状
• 1.2.2 国外船舶用船壳涂料研究现状
• 1.2.3 降温型船壳涂料的发展现状
• 1.3 降温隔热涂料概述
• 1.3.1 降温隔热涂料的工作原理
• 1.3.2 热反射型隔热涂料
• 1.3.3 热辐射型隔热涂料
• 1.3.4 热阻隔型隔热涂料
• 1.3.5 复合型隔热涂料
• 1.4 课题的研究目的及意义
• 1.5 课题的研究内容
• 1.6 创新点
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验仪器
• 2.2 涂层结构设计
• 2.3 原材料的选择
• 2.3.1 成膜树脂的选择
• 2.3.2 颜填料的选择
• 2.3.3 实验用原材料
• 2.4 涂料制备工艺
• 2.4.1 热反射面涂的制备工艺
• 2.4.2 热阻隔中涂的制备工艺
• 2.4.3 防腐蚀底涂的制备工艺
• 2.5 涂层的检测方法
• 2.5.1 涂层的降温隔热性能检测
• 2.5.2 涂层的常规性能检测
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 二氧化钛对涂层热反射性能影响
• 3.1.1 二氧化钛含量对涂层导热系数影响
• 3.1.2 二氧化钛粒径对涂层导热系数影响
• 3.1.3 二氧化钛影响涂层反射率的理论分析
• 3.2 六钛酸钾晶须对涂层隔热性能影响
• 3.2.1 六钛酸钾晶须对白色涂层热反射性能影响
• 3.2.2 六钛酸钾晶须对隔热中涂隔热性能的影响
• 3.3 涂层表面状态对白色涂层热反射率的影响
• 3.3.1 消光剂对涂层表面形貌的影响
• 3.3.2 消光剂对涂层热反射性能的影响
• 3.3.3 二氧化硅含量对涂层热反射性能的影响
• 3.3.4 二氧化硅表面处理对涂层热反射性能的影响
• 3.4 海灰色涂层热反射率的影响因素研究
• 3.4.1 颜料复配体系对海灰色涂层热反射率的影响
• 3.4.2 涂料颜基比对海灰色涂层热反射率的影响
• 3.4.3 消光剂对海灰色涂层热反射率的影响
• 3.5 空心玻璃微珠对隔热中涂隔热性能的影响
• 3.5.1 空心玻璃微珠的含量对中涂层隔热性能影响
• 3.5.2 空心玻璃微珠的粒径复配对中涂层隔热性能影响
• 2 气凝胶对隔热中涂隔热性能的影响'>3.6 Si0₂气凝胶对隔热中涂隔热性能的影响
• 3.7 热阻隔中涂层厚度对隔热性能的影响
• 3.8 纳米填料分散性能的影响研究
• 3.8.1 超声分散对含纳米填料的涂料粘度影响
• 3.8.2 分散助剂对含纳米填料的涂料粘度影响
• 3.9 本章小结
• 第四章 高效热屏蔽船壳漆的性能研究
• 4.1 热屏蔽船壳漆配方
• 4.1.1 热反射面涂层的配方
• 4.1.2 热阻隔中涂层的配方
• 4.1.3 防腐蚀底涂的配方
• 4.2 高效热屏蔽船壳漆的降温效果测试
• 4.2.1 热反射面涂层的热反射率测试
• 4.2.2 热反射面涂层的热发射率测试
• 4.2.3 热阻隔中涂层的导热系数测试
• 4.2.4 隔热性能模拟对比测试
• 4.3 高效热屏蔽船壳漆其他性能测试
• 4.3.1 涂层人工加速老化对比实验
• 4.3.2 涂层耐阴极剥离对比实验
• 4.3.3 涂层耐腐蚀性对比试验
• 4.3.4 涂层带湿带锈涂装对比测试
• 4.4 热屏蔽船壳漆的性能指标
• 4.4.1 热反射面涂层的性能指标
• 4.4.2 热阻隔中涂层的性能指标
• 4.4.3 防腐蚀底涂层的性能指标
• 4.5 高效热屏蔽船壳漆的施工方法
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录