【摘要】：聚丙烯酸酯因經(jīng)濟適用,成膜性能好而備受關(guān)注,但是純聚丙烯酸酯薄膜的保溫隔熱性能一般。中空TiO_2微球及雙殼層中空SiO_2@TiO_2微球由于具有大的比表面積,較強的紅外線反射能力,良好的空腔結(jié)構(gòu)等優(yōu)點得到了廣泛的研究。然而,目前將中空TiO_2微球及雙殼層中空SiO_2@TiO_2微球應(yīng)用在玻璃涂層領(lǐng)域,以提高玻璃涂層保溫隔熱性能的研究鮮見報道。本論文分別采用無模板法、硬模板法制備中空TiO_2微球,同時,采用硬模板法制備雙殼層中空SiO_2@TiO_2微球,考察反應(yīng)條件對三種中空微球形貌的影響。并通過共混的方式將上述三種中空微球分別引入至聚丙烯酸酯乳液中,獲得三種聚丙烯酸酯/中空微球復合乳液,以復合乳液所成薄膜的導熱系數(shù)、光反射性能、抗紫外性能及力學性能為主要指標,優(yōu)化中空微球的制備工藝。通過上述研究,獲得了如下結(jié)果:采用無模板法成功制備了中空TiO_2微球,其粒徑約為1μm,殼層存在大量的介孔結(jié)構(gòu)。當鈦源為鈦酸四丁酯,鈦源用量為1.43%,反應(yīng)時間為5 h,反應(yīng)溫度為220℃,且中空TiO_2微球的引入量為3%時,中空TiO_2微球?qū)郾┧狨ケ∧さ木C合性能提升最大。其中,導熱系數(shù)、紫外透過率分別降低了17.32%、52.14%,光反射率、抗張強度、斷裂伸長率分別提升了580.51%、13.03%及17.79%。采用硬模板法成功制備了中空TiO_2微球,其粒徑在40~350 nm范圍內(nèi)均可控,且其殼層存在大量的介孔結(jié)構(gòu)。當鈦源為鈦酸四丁酯,三乙醇胺用量為2 mmol,氨水用量為272 mmol,反應(yīng)溫度為80℃,反應(yīng)時間為8 h,且中空TiO_2微球的引入量為1%時,中空TiO_2微球?qū)郾┧狨ケ∧さ木C合性能提升最大。其中,導熱系數(shù)、紫外透過率分別降低了25.83%、61.37%,光反射率、抗張強度、斷裂伸長率分別提高了587.51%、70.43%及135.10%。采用硬模板法成功制備了雙殼層中空SiO_2@TiO_2微球,其粒徑在70~420nm范圍內(nèi)均可控,且殼層存在大量的介孔結(jié)構(gòu)。當硅源用量為1.3%,模板粒徑為300 nm,且雙殼層中空SiO_2@TiO_2微球的引入量為3%時,雙殼層中空SiO_2@TiO_2微球?qū)郾┧狨ケ∧さ木C合性能提升最大。其中,導熱系數(shù)、紫外透過率分別降低了32.74%、98.15%,光反射率、抗張強度、斷裂伸長率分別提高了771.40%、38.30%及17.96%。三種中空微球改性聚丙烯酸酯乳液所成復合薄膜及其玻璃涂層的綜合性能為:雙殼層中空SiO_2@TiO_2微球最優(yōu),模板法制備的中空TiO_2微球次之,無模板法制備的中空TiO_2微球最差。
【圖文】：

料的分類量傳遞的方式：熱傳導、熱對流和熱輻射三種傳遞類型：反射型、阻隔型、輻射型和復合型。這四種。隔熱涂料隔熱涂料是指通過在涂料體系中添加導熱系數(shù)較低導，從而實現(xiàn)保溫隔熱的目的，其中保溫隔熱效果料的導熱系數(shù)越低，保溫隔熱效果越好�？諝獾膶唤缰袑嵯禂�(shù)最低的材料之一[6]，因此采用中空結(jié)空氣的特點來制備阻隔型的保溫隔熱涂料是主要手用最多的填料為中空陶瓷微珠或者中空玻璃微珠等的隔熱機理。當照射在物體上的熱量通過導熱系數(shù)減慢，因此物體內(nèi)部溫度的上升速率就會比較緩慢

保溫隔熱中空微球的制備及其在聚丙烯酸酯中的應(yīng)用研究-2007)要求：此類隔熱涂料的半球發(fā)射率不小于 83%，太陽反射比不隔熱涂料能對太陽光中的紫外線和紅外線產(chǎn)生非常高的反射能力熱量聚積在物體表面，從而有效的避免物體表面溫度升高，確保的夏天物體內(nèi)部空間的溫度也比較低。外光（200~400 nm）的能量約占到太陽光總能量的 5%左右，，可見光量占太陽光總能量的 45%左右，近紅外光（720~2500 nm）占到太右[10]。由于可見光的透過率涉及到涂料的透明性，因此研究對近填料是制備反射型保溫隔熱涂料的主要方向。2 是反射型保溫隔熱涂料的隔熱機理。與普通涂料不同的是，當太保溫隔熱涂層后，先發(fā)生第一次反射，進入涂層中的大部分熱量較高反射能力的填料進行二次反射及散射最后被拒于涂層之外，，從而達到保溫隔熱的目的。
【學位授予單位】：陜西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ630.4

【參考文獻】

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本文編號：2678275