返回顶部
返回首页
返回首页
今天是    | 手机版 | 企业店铺 | 原料资讯 | |
home 您现在的位置: 首页 >建材应用 > 详细信息
新型保温隔热水性涂料的制备及性能研究,采用新型玻璃微珠保温隔热多功能材料,以乳液为成膜物制备了保温隔热水性涂料
2020年09月16日    阅读量:921     新闻来源:中国玻璃网 meesm.com    |  投稿

0 引言

据统计,各项建筑能源消耗占能源总耗的三分之一,因此,如何研发新型建筑材料使其能耗降低到符合国家节能减排的要求,是建筑业亟待解决的问题。随着国家绿色建筑和绿色生态城区发展规划的出台和建筑节能的具体要求,隔热保温涂料越来越受到人们的关注。玻璃微珠作为一种无机非金属材料,其物理结构为微米级玻璃质的中空球体,有坚硬的球壳,球体内是稀薄的空气,具有化学性能稳定、耐腐蚀、自身热阻大、导热系数低且热反射率高的特点,能有效地降低辐射传热及传导传热,起到隔热保温的作用,是一种新型的环境友好型填充材料中国建材网cnprofit.com。因此,该材料被运用到保温隔热涂料中,其优良的特性不仅有效解决了节能减排的问题,还对建筑物有良好的保护作用[2]。目前,各省市也相继推出了保温隔热涂料推广使用规范,保温隔热涂料进入了快速发展时期。


1 试验部分

1.1 原料和设备

试验原料:成膜乳液为纯丙乳液 LA-610,钛白粉为金红石型钛白粉 SR-237,玻璃微珠规格为 D10≤20 μm、D50≤45 μm、D90≤70 μm,滑石粉为 1 250 目,高岭土为 4 000 目,重钙为超细重钙粉 1 250 目,润湿剂为PE-100,分散剂为 Silok-7117W,消泡剂为 A101X,成膜助剂为 AH-16,增稠剂为 RM-8W,防冻剂为丙二醇,防腐杀菌剂为 LX-300,多功能助剂为 AMP-96,偶联剂为 KH-570,以上原材料均为市售工业品。

试验仪器:DHG-9240A 型恒温干燥箱,杭州汇尔仪器有限公司;FA2004B 电子天平,上海平轩科学仪器有限公司;ESFS-400 型变频分散砂磨机,上海仪驰实业有限公司;涂料保温隔热测试仪,自制;SSX-550型扫描电子显微镜(SEM),日本岛津。

1.2 试样制备

首先将 KH-570 配制成浓度为 2.0%的处理液,再用该处理液对玻璃微珠进行表面处理,在 110 ℃恒温干燥箱中干燥 2 h。取出玻璃微珠,冷却至室温备用。再按质量分数配制去离子水、滑石粉、高岭土、重钙、钛白粉、润湿剂、分散剂、多功能助剂以及部分消泡剂的混合液,进行充分研磨混合 10 min,再高速(3 000 r/min)搅拌 25 min,制成均匀的前驱料浆。

将纯丙乳液 LA-610、玻璃微珠、防腐杀菌剂、增稠剂、成膜助剂、防冻剂、剩余的消泡剂倒入前驱浆料中,充分低速(600 r/min)分散搅拌 25 min 后,即制备出新型水性保温隔热涂料。


2 结果与讨论

2.1 玻璃微珠结构分析

图 1 为玻璃微珠的扫描电镜 SEM 照片,其化学成分为无机非金属碱石灰硼硅酸盐玻璃。

新型保温隔热水性涂料的制备及性能研究,采用新型玻璃微珠保温隔热多功能材料,以乳液为成膜物制备了保温隔热水性涂料 中国玻璃网,meesm.com

玻璃微珠的 SEM照片

如图 1 所示,该玻璃微珠宏观上是白色的无机粉体,微观看是一颗颗玻璃质的中空、薄壁、坚硬、轻质的球体的颗粒,球体内部封闭有稀薄的空气,真密度为0.60 g/cm3,其粒径大小不等,最小颗粒粒径为 2 μm,其中 D10≤20 μm、D50≤45 μm、D90≤70 μm,壁厚约为其直径的 1%。粒径大小不等可以形成粒径互补,具有合理填补空隙的特点,能够在涂膜中均匀分布,与涂膜形成致密的涂层。又因为其中空、质轻的特点,所以自身热阻大、导热系数低。以上特征对制备保温隔热涂料具有至关重要的作用。


2.2 涂料保温隔热测试仪

图 2 为涂料保温隔热测试仪示意,其试验原理为:在硅酸盐板表面涂覆一定厚度的添加有玻璃微珠的涂料,将此板固定在保温箱体上,使用功率为 300 W 的红外灯,模拟太阳光对硅酸盐板进行热辐射,红外灯与硅酸盐板距离为 30 cm。含有玻璃微珠的涂料自身热阻大、导热系数低,会对热量产生热阻现象,这时硅酸盐板和保温箱中的温度会产生变化。硅酸盐板背面和保温箱中的热电偶会对变化的温度数据进行实时检测,从而可以与普通水性涂料,即未添加玻璃微珠的涂料进行性能对比。

新型保温隔热水性涂料的制备及性能研究,采用新型玻璃微珠保温隔热多功能材料,以乳液为成膜物制备了保温隔热水性涂料 中国玻璃网,meesm.com

涂料保温隔热测试仪示意

2.3 玻璃微珠含量对硅酸盐板背面温度的影响

图 3 为硅酸盐板背面温度随玻璃微珠添加量增加的变化曲线。

新型保温隔热水性涂料的制备及性能研究,采用新型玻璃微珠保温隔热多功能材料,以乳液为成膜物制备了保温隔热水性涂料 中国玻璃网,meesm.com

硅酸盐板背面温度随玻璃微珠添加量增加的变化曲线


如图 3 所示,硅酸盐板背面温度随着微珠含量增加而明显降低。相同试验条件下,未添加微珠的普通涂料在经过红外灯辐射后温度上升较快,温度达到47.9 ℃。当微珠含量为 20%时,温度下降到 39.0 ℃,下降了 18.6%,说明添加微珠的保温隔热性能明显优于普通涂料。同时,随着微珠含量的增加,温度也随之下降,这是由于同样面积情况下,微珠含量越多,微珠越能够紧密排列到涂膜中。同时,微珠经过 KH-570 表面预处理后,能与体系中的各类有机高分子助剂充分结合,因此涂料在干燥固化后形成致密涂膜层。此时,微珠的中空结构、导热系数低以及非金属材料热稳定好的性能得以发挥。当含量达到 20%时,温度下降不大,与 15%时非常接近,这是由于微珠含量达到一定程度后产生集聚,未形成连续涂膜,因此综合考虑添加量为 15%。


2.4 玻璃微珠含量对保温箱中温度的影响

图 4 为保温箱中温度随玻璃微珠添加量增加的变化曲线。

新型保温隔热水性涂料的制备及性能研究,采用新型玻璃微珠保温隔热多功能材料,以乳液为成膜物制备了保温隔热水性涂料 中国玻璃网,meesm.com

保温箱中温度随玻璃微珠添加量增加的变化曲线

如图 4 所示,温度变化趋势与硅酸盐板背面温度变化趋势相似,均随着玻璃微珠的含量增加而减低。未添加微珠的普通涂料经过热辐射后,保温箱中温度快速上升,达到 56.2 ℃。而加有微珠的涂料升温速度缓慢,相同条件下微珠含量为 10%时保温箱中温度为 46.2 ℃,而含量达到 20%的涂料温度为 45.1 ℃,下降了 19.8%。体系中复配有金红石型钛白粉,钛白粉具有强力折光的作用,与玻璃微珠材料协同起到保温隔热作用。


2.5 玻璃微珠对硅酸盐板表面温度的影响

图 5 为含有玻璃微珠的涂料与未含玻璃微珠涂料的硅酸盐板表面温度对比。

含有玻璃微珠的涂料与未含玻璃微珠涂料的硅酸盐板表面温度对比

新型保温隔热水性涂料的制备及性能研究,采用新型玻璃微珠保温隔热多功能材料,以乳液为成膜物制备了保温隔热水性涂料 中国玻璃网,meesm.com

如图 5 所示,用功率 300 W 的红外灯模拟阳光从室温 20.3 ℃开始对硅酸盐板表面进行热辐射,热辐射持续时间为 50 min。当持续 10 min 时,含有玻璃微珠的涂料温度为 28.2 ℃,而未含微珠的温度达到了 30.8 ℃。

当持续 40 min 时,含有微珠和未含微珠的温度分别为43.9 和 48.8 ℃。持续热辐射 40 min 内,两者的温差率为 10.0%。当持续 50 min 时,两者升温变化较小,说明热辐射随时间持续并不是无限上升的,达到了一个红外灯热辐射与硅酸盐板表面温度的相对平衡状态。试验结果表明:含有玻璃微珠的涂料的隔热保温性能明显优于与未含玻璃微珠的隔热保温性能。


3 结语

1)采用玻璃微珠保温隔热多功能材料,复配滑石粉、高岭土、重钙、钛白粉、润湿剂、分散剂、多功能助剂、消泡剂、防腐杀菌剂、增稠剂、成膜助剂、防冻剂等助剂,以乳液为成膜物,使用“二步法”成功制备出新型保温隔热水性涂料。

2)对玻璃微珠无机材料用 KH-570 进行表面预处理,在配制过程中能与各类有机助剂更好地结合,从而使微珠无机粒子充分分散到涂膜体系中,最终形成连续的致密涂膜。

3)通过 SEM 对玻璃微珠的物理结构进行分析,其成分为无机非金属,化学性能稳定;具有合理的粒径级配,能在涂膜中均匀分布,形成致密涂层;具有中空、质轻、自身热阻大、导热系数低的特点;以上所有特征对涂料的保温隔热性能起到了重要作用。

4)添加有玻璃微珠的涂料保温隔热性能明显优于普通涂料。硅酸盐板背面温度下降了 18.6%,保温箱中温度下降了 19.8%,硅酸盐板表面温度在热辐射持续40 min 时两者温度分别达到 43.9 和 48.8 ℃,温差率为 10.0%。

5)硅酸盐板背面和保温箱中温度随着涂膜中玻璃微珠含量的增加而下降,含量达到 15%和 20%时,下降程度非常接近,这是因为添加量过多,微珠粒子会在涂膜中形成堆积现象,影响涂膜的连续性。综合考虑,微珠最佳添加量为 15%。


标签:玻璃技术中心建材应用今日头条行业资讯原料动态
免责声明: 本文仅代表作者本人观点,与中网玻璃无关。本网对文中陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考,并请自行承担全部责任。本网转载自其它媒体的信息,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在一周内进行,以便我们及时处理。客服邮箱:service@cnso360.com | 客服QQ:23341571

全站地图

深圳网络警察报警平台 深圳网络警
察报警平台

公共信息安全网络监察 公共信息安
全网络监察

经营性网站备案信息 经营性网站
备案信息

中国互联网举报中心 中国互联网
举报中心

中国文明网传播文明 中国文明网
传播文明

深圳市市场监督管理局企业主体身份公示 工商网监
电子标识