本文選題：含氟聚丙烯酸酯乳液　切入點：納米ATO　出處：《重慶交通大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟增長方式的轉(zhuǎn)變,環(huán)境不斷惡化,極端氣候頻繁出現(xiàn),造成我國南方大部分地區(qū)平均每年持續(xù)高溫天氣在24?27天或以上。高溫不僅會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成較大影響,同時使人體感到不適,工作效率降低,還可引發(fā)中暑、患腸道疾病和心腦血管等病癥。降溫制冷設(shè)備的使用會造成能源大量消耗,因此針對降低夏季室內(nèi)氣溫的低能耗透明隔熱涂料應(yīng)運而生。針對目前透明隔熱涂料普遍存在耐污性能不足、有機揮發(fā)物質(zhì)過多等問題,本文通過分析透明隔熱涂料透明隔熱機理及其耐沾污機理,選擇氧化錫銻(ATO)作為功能填料,并通過聚合熱解法制備出納米級ATO半導(dǎo)體材料;選用水為反應(yīng)介質(zhì),丙烯酸系和氟單體為反應(yīng)單體,制備出具有低表面能疏水結(jié)構(gòu)的乳液—含氟聚丙烯酸酯乳液,作為低表面能透明隔熱涂料用成膜基體;采用機械攪拌與化學(xué)添加劑相結(jié)合的方法將兩者混合為均相體系。選用噴涂法將該涂料均勻的在建筑物玻璃表面成膜,預(yù)期在一定程度上降低室內(nèi)氣溫,緩解高溫給人類帶來的不便,降低能耗,同時有效提高涂層的耐沾污性能,降低有機揮發(fā)物質(zhì)(VOC)排放量。首先,對比分析聚合熱解法及化學(xué)共沉淀法制備ATO的優(yōu)劣,選擇較佳的ATO制備方法,研究不同銻摻量對ATO性能的影響,通過單因素及正交試驗對其水漿料的制備工藝進(jìn)行探討。結(jié)果表明:聚合熱解法制備ATO工藝更簡單、流程更簡潔、所需時間更短,粉體粒徑更小、粒徑分布更加均勻、約為50nm,且不易發(fā)生團聚,分散更加均勻,電導(dǎo)率更大;當(dāng)ATO的組成為摩爾比Sn:Sb=11:1時,ATO粒徑最小,約為30~50nm;制備納米ATO水漿料的最佳制備工藝條件為:機械分散時間為3.5h,化學(xué)分散劑用量為2.1%,分散盤轉(zhuǎn)速為1050rpm。其次,選用賦予樹脂柔韌性的丙烯酸丁酯(BA)、賦予樹脂硬度的甲基丙烯酸甲酯(MMA)及具有疏水性的甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)等作為主要單體,應(yīng)用種子-半連續(xù)法合成含氟聚丙烯酸酯乳液基體,并對乳液涂膜的基本性能作出評價。結(jié)果表明:當(dāng)含氟聚丙烯酸酯乳液中成膜助劑乙二醇丁醚添加量為8%時,自然干燥條件下具有良好的成膜效果;聚丙烯酸酯乳液涂膜對紫外光的透過率最低為40%,可見光透過率最高達(dá)80%以上,具有良好的透明性同時也可有效阻擋紫外光;涂膜附著力等級為1級,具有較好的附著力;其與水的接觸角平均為93.23°,與二甲基硅油的接觸角平均為60.03°,表明具有較好的疏水疏油性能,使污染物不易附著于其表面,具有一定的耐沾污功能。再次,采用自制含氟聚丙烯酸酯乳液為成膜基體、納米級半導(dǎo)體材料ATO為功能填料,通過臨界顏料體積濃度(CPVC)原理設(shè)計涂料配方。配制一系列不同PVC的涂料,測試其密度及光澤度;測試結(jié)果表明,當(dāng)涂料的PVC約為0.6時,此時涂料密度最大,為1.01397051 g/cm3,光澤度最低,為35.6,即涂料的CPVC約為0.6。研究不同機械手段對涂料貯存穩(wěn)定性的影響,結(jié)果表明:多功能分散研磨機制備低表面能透明隔熱涂料貯存穩(wěn)定性較好,既無結(jié)皮,也不產(chǎn)生聚沉大顆粒,且粘度變化小于15%。最后,將低表面能透明隔熱涂料經(jīng)噴槍均勻噴涂在規(guī)格為16×16cm的玻璃板上,涂膜厚度約為20μm。采用自制隔熱測試裝置系統(tǒng)測試其隔熱性能、可見-紅外-近紅外分光光度計分析其透明性能及隔熱性能、沖水裝置測試其耐沾污性、氣相色譜分析技術(shù)定性定量檢測其VOC含量。結(jié)果表明:系統(tǒng)內(nèi)部溫度在30℃以上時透明隔熱涂料涂膜具有明顯隔熱效果。在300W碘鎢燈照射條件下,涂覆涂層的試驗箱內(nèi)部溫度最大降溫值約1.5℃,在1000W碘鎢燈照射條件下,涂覆涂層的試驗箱內(nèi)部溫度最大降溫值約2.5℃;涂層可見光范圍內(nèi)透過率在70%以上,具有良好的透明性;含氟涂層在耐污試驗前后基本無色差,耐污等級為0級,具有良好的耐污性能;氣相色譜分析可知涂料中的VOC主要成分為疏水性單體DFHMA和成膜助劑乙二醇丁醚,其總含量約為2.5g/L,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于《室內(nèi)裝飾裝修材料內(nèi)墻涂料中有害物質(zhì)限量》(GB18582-2008)中關(guān)于水性涂料VOC含量≤120g/L的規(guī)定,即制備的耐污型透明隔熱涂料VOC含量非常低,是一種環(huán)境友好型涂料。
[Abstract]:An emulsion - fluorine - containing polyacrylate emulsion with low surface energy and hydrophobic structure is prepared by analyzing the transparent heat - insulating mechanism of transparent heat - insulating coating and its anti - contamination mechanism . The results show that the coating has good storage stability under natural drying conditions . The results show that the coating has a good film - forming effect when the content of the coating is about 0.6 . The results show that the coating has a good film - forming effect under the condition of natural drying . The content of VOC in the coating is about 2.5g / L , which is far lower than that in the limit of harmful substances in the interior wall coating of indoor decoration material ( GB18582 - 2008 ) , that is , the VOC content of the prepared pollution - resistant transparent heat - insulating coating is very low , and is an environment - friendly coating .

【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ637

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：1728267