填料对建筑节能涂层隔热性能的影响和机理

目的探究反射型、阻隔型和辐射型填料对建筑节能涂层反射隔热性能的影响,为填料在建筑节能涂料中的筛选应用提供一定的理论支撑。方法分别将金红石型二氧化钛、空心玻璃微珠和远红外陶瓷粉与苯丙乳液共混,制备了反射型、阻隔型和辐射型建筑节能涂料。采用扫描电子显微镜、紫外/可见/近红外反光光度计、导热系数测量仪和红外发射率测量仪对涂层性能进行表征,探究了三种填料添加量和平均粒径对涂层反射隔热性能的影响。结果金红石型二氧化钛、空心玻璃微珠和远红外陶瓷粉的最佳添加量(占成膜物质总质量的百分比,全文同)和平均粒径分别为25%和0.25μm、9%和325目、9%和1μm。此时对应涂层的太阳光平均反射率、导热系数、8~14μm波段的红外发射率分别为85.88%、0.05 W/(m·K)和0.91,隔热性能优异。结论填料添加量和平均粒径对建筑节能涂层的隔热性能均具有一定的影响,实际应用时可根据需要选择填料添加量和平均粒径。     

SiO2气凝胶绝热涂层隔热与耐高温性能研究

目的探究SiO_2气凝胶在绝热涂层中的应用,利用SiO_2气凝胶的低导热系数、低密度、高孔隙率及低折射率等优异性质,提高涂层隔热性能和耐高温性能。方法通过筛选不同类型的水性树脂和功能填料,选择吸热较少的树脂和隔热性能优异的填料作为绝热涂层的原材料。采用自制隔热装置以及导热系数测量仪,对添加不同质量分数SiO_2气凝胶的绝热涂层的隔热性能进行研究,并采用XRD、FT-IR等多种分析手段,研究涂层加热到200、300、400℃时的物相结构和基团变化。结果水性丙烯酸树脂含吸热基团较少,在相同光照条件下,平衡温度分别比聚氨酯树脂和环氧树脂低0.8℃和1.8℃,适宜作SiO_2气凝胶绝热涂层的成膜物质。涂层隔热性能随SiO_2气凝胶质量分数的增加呈先增强后减弱的趋势,当SiO_2气凝胶质量分数为5%时,涂层的隔热性能最佳,同未添加SiO_2气凝胶的涂层相比,最大温差可达12℃。随SiO_2气凝胶质量分数的增加,涂层的耐高温性能提升,当SiO_2气凝胶的质量分数为7%时,涂层能在400℃高温下保持良好的性能。结论 SiO_2气凝胶对隔热涂层的隔热性能和耐高温性能有较大提升,对SiO_2气凝胶涂层的多领域应用奠定了一定基础。     

水性隔热涂料体系制备及应用研究

目的研制一种柔韧性良好的SiO_2气凝胶涂层。方法以SiO_2气凝胶为主要隔热填料,以水性树脂为基料,在多种功能助剂的配合下,制备轻质高效的隔热涂料,作为中间层漆与水性防腐底漆、水性耐候性面漆配套使用。结果以水性聚氨酯树脂作为基料,当气凝胶添加量为13%~16%时,涂层的导热系数能够达到0.05 W/(m·K)以下,涂层表面不开裂,综合性能较好。气凝胶隔热涂料与水性环氧防腐底漆、水性聚氨酯面漆配套相容性良好。结论将SiO_2气凝胶添加到有机树脂中,制备成具有有机成膜物柔性的水性隔热涂层,在力学性能优异的树脂包裹下,可避免其在形变时发生脆性断裂。涂料简单易行的施工方式,使其不再受被保护部件复杂形状的限制,从而极大地拓展涂层的应用范围。同时,涂层体系集防腐、隔热与装饰一体化,为高效防腐隔热提供了全新的解决方案。     

复合型建筑节能涂层的制备及性能研究

目的提高建筑节能涂层的隔热性能,为多种隔热机理于一体的建筑节能涂层提供借鉴意义。方法自制复合乳液作为复合涂层的粘合剂,将含空心微珠填料的涂层做底面涂层,含镍钛黄颜料的涂层做表面涂层,制备了底-表面复合型建筑节能涂层,并探究了镍钛黄掺量对涂层性能的影响。采用X射线衍射仪、紫外/可见光/近红外分光光度计、长波发射率仪、精密色差仪和扫描电子显微镜对镍钛黄和涂层性能进行表征,采用红外灯模拟太阳热源测量涂层的隔热性能。结果镍钛黄晶体结构为金红石型,且具有优异的可见光和近红外反射特性,其在可见光和近红外波段的平均反射率达72.61%。镍钛黄掺量对复合涂层在可见光和近红外波段平均反射率具有一定的影响,当镍钛黄掺量为20%时,复合涂层在近红外波段的平均反射率最高为66.75%,此时涂层在3~5μm和8~14μm波段的长波发射率分别为0.95和0.94,试板背面平衡温度比仅含相同掺量镍钛黄的表面涂层试板背面平衡温度降低2.4%,隔热性能得到提升。结论采用阻隔-反射型/底-表面复合结构可以提升建筑节能涂层的隔热性能,实际应用时颜料掺量以20%为宜。     

彩色建筑节能热反射隔热涂料研究

以高温烧结彩色陶瓷空心微珠为热反射隔热涂料的功能填料,制备了各色热反射隔热涂料,对涂层结构和组成配比进行了研究,试验结果表明：在相同颜色条件下,添加有彩色陶瓷空心微殊的涂层热传导率低,近红外反射率明显高于普通涂层,与染色的空心微珠相比,耐酸碱性、耐候性和耐高温性能优异,在建筑节能、工业仓储保温方面,具有广泛的应用前景。     

SiO2气凝胶隔热涂层织物的制备及性能研究

目的提高织物的隔热效果及抗紫外性能。方法以SiO2气凝胶和TiO2为功能粒子,采用聚丙烯酸酯、聚氨酯类粘合剂,在棉织物上制备涂层,研究功能粒子和粘合剂用量对涂层织物隔热效果的影响。结果当涂层剂中粘合剂和去离子水质量比为2∶8,气凝胶加入量为粘合剂和去离子水总质量的10%时,涂层织物的隔热性能最好,较原织物显著提高。此外,SiO2气凝胶-TiO2复合涂层的隔热性能也颇为优异。织物涂覆涂层后,与原织物相比,断裂强力基本不变,撕破强力略有下降,白度提高,抗紫外性能提高,摩擦牢度好。结论采用SiO2气凝胶、TiO2作为功能粒子对织物进行涂层涂覆,其隔热性能显著提高。     

热处理对空心玻璃微珠表面镀镍层及其吸波性能的影响*

空心玻璃微珠表面镀覆金属合金层(如铁、镍、钴)能大大改善其电磁损耗性能。采用钯活化和化学镀镍工艺制备了空心玻璃微珠表面镀镍层,并对其进行了450℃热处理。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及其附带能谱仪(EDS)对镀镍和热处理过程中的空心玻璃微珠镀层结构、表面形貌和成分进行分析,采用矢量网络分析仪对镀镍及热处理空心玻璃微珠的吸波性能进行研究。结果表明:采用化学镀技术在空心玻璃微珠表面包覆了一层均匀致密的镍镀层,镍含量高于95.48%,其晶体结构为面心立方,镀层结合力良好;经450℃热处理后,镀层粗糙度变大,增强了Ni-P镀层的晶化,并使晶粒长大,降低镀镍空心玻璃微珠的反射率,在15GHz处,450℃热处理的镀镍微珠反射率最低为-3.8dB,与热处理前相比,反射率降低差值为1.1dB。     

冷颜料在红外隐身涂料中的应用

目的通过冷颜料降低目标的表面温度,起到红外隐身的作用。方法采用XRD衍射仪和紫外/可见光/近红外分光光度计等,分析颜料的相结构及近红外光谱特性。采用红外辐射率测量仪、紫外/可见光/近红外分光光度计和红外灯模拟太阳光照射,分析涂层的红外发射率及反射隔热性能。结果与炭黑颜料相比,铁铬黑颜料的近红外平均反射率为57%,且反射光谱与叶绿素基本一致;当填料质量分数为10%时,铁铬黑涂层的近红外反射率最大,平均反射率为39.2%,红外发射率为0.91;20%(质量分数)炭黑涂层和10%(质量分数)铁铬黑涂层相比,铁铬黑涂层的反射隔热效果明显,其平衡温度较普通炭黑涂层低8.8℃。结论红外隐身材料应考虑颜料对涂层红外发射率的影响,在满足涂层颜色的条件下尽量控制颜料的添加量,实际应用中以颜料添加10%(质量分数)为宜,在满足涂层反射隔热要求的同时,保证了涂层的红外发射率。     

涂层结构对建筑节能涂层性能的影响

目的通过探究建筑节能涂层的最佳涂层结构,进而提升涂层的隔热和耐久性能。方法将含空心微珠和二氧化钛的涂层作底漆,硅溶胶-苯丙复合涂层作面漆,探究不同种类底漆和面漆对铬绿建筑节能涂层性能的影响。采用正交试验寻求最佳底漆和面漆组合方案,对最佳组合方案涂层进行了综合性能测试,并探讨了相关机理。结果在不改变涂层颜色外观的情况下,底漆可增加涂层的太阳光反射比,面漆可增大涂层的静态接触角,增强涂层的耐水性、耐沾污性和耐老化性,降低涂层污染后和人工气候老化后太阳光反射比变化率及色差。最佳涂层结构组合方案为:底漆中空心微珠和二氧化钛掺量均为5%,面漆中苯丙乳液和硅溶胶质量比为14∶1。此时涂层的太阳光反射比和隔热温差分别为0.6455和6.9℃,且综合性能均较好,具有一定的应用价值。结论涂层结构对建筑节能涂层的隔热和耐久性能具有一定的影响,实际应用时可根据需要改变涂层结构来获得满意的性能。     

SiO_2气凝胶制备及其在织物保温涂层中的应用

以硅酸钠为硅源,稀H_2SO_4为催化剂,采用溶胶-凝胶法常压干燥制备了SiO_2气凝胶,并以聚丙烯酸酯为粘合剂将其涂附在织物上得到保温功能织物。结果表明,当H_2SO_4浓度为1.5 mol/L、Na_2SiO_3/乙醇的质量比为1:6和反应温度为50℃时,所制备气凝胶的孔径、堆积密度和导热系数分别为25 nm、0.046 g/cm3和0.0198 W/m·K;当织物涂层中SiO_2、粘合剂及助剂含量分别为12%、15%和3%时(质量分数),涂层织物和未涂层织物经红外灯照射40 min后,内侧温差可达9.1℃,具有保温性能。     

SiO2气凝胶保温隔热材料在建筑节能技术中的应用

Si O_2气凝胶是一种三维空间网络结构固体材料,具有低密度、低热导率、高光透过率、高孔隙率以及高比表面积等特性,同时还兼有防火、防水等优良性能,是一种不可多得的轻质、环保、多功能材料,在建筑保温隔热领域有着广阔的应用前景。以建筑节能为目标,简要叙述了对Si O_2气凝胶的研究,从制备原材料种类的多样化,以及原材料和干燥成本降低等方面论述了其大规模生产应用的可能性,重点阐述了Si O_2气凝胶玻璃、Si O_2气凝胶隔热涂料、Si O_2气凝胶纤维复合材料以及Si O_2气凝胶混凝土和砂浆等在建筑保温隔热方面的应用研究进展;然后,从其所具备的优良特性出发,提出了一种由Si O_2气凝胶材料在建筑节能技术中的应用设想,主要从Si O_2气凝胶材料在保温隔热、防水、防火以及简化施工工艺等方面的优势,构建了全部由Si O_2气凝胶材料替代当前保温隔热材料在建筑节能中的应用体系,最后对Si O_2气凝胶材料在建筑保温隔热中的应用前景做了展望。     

高导热高绝缘导热硅脂的制备及性能表征

高导热硅脂作为一种热界面材料,可以显著地减小因接触空隙而产生的热阻,提高散热效果。通过采用自制的氮化硅、氮化铝、氧化铝等陶瓷粉体来代替传统的金属粉体作为导热填料,制备出高绝缘高导热的导热硅脂。研究了陶瓷粉体种类、添加量以及表面改性剂对导热硅脂热导率的影响规律。采用热阻测试仪、AMD、Inter主板测试平台、耐压测试仪等表征了导热硅脂的导热和绝缘性能。并对实验结果进行了理论分析。     

等离子喷涂Gd2Zr2O7-SrZrO3复合陶瓷涂层的微观结构和性能

通过固相反应法合成了Gd2Zr2O7-SrZrO3 (GZSZ,Gd2Zr2O7:SrZrO3=7:3)复合陶瓷粉末,并采用喷雾造粒法和大气等离子喷涂法分别制备了适合等离子喷涂使用的相应喷涂粉末及涂层。使用X射线衍射、扫描电子显微镜对粉末和涂层的相组成、显微结构进行分析。借助激光热导仪、高温热膨胀仪对涂层的热扩散系数和热膨胀系数、烧结系数进行了表征。结果表明,制备的GZSZ复合陶瓷粉末和涂层都由Gd2Zr2O7和SrZrO3两相组成,粉末中的Gd2Zr2O7为烧绿石结构,而涂层中的Gd2Zr2O7为萤石结构,SrZrO3都为钙钛矿结构。制备态GZSZ涂层的孔隙率为~14%。GZSZ涂层1400℃热处理5 h后的热膨胀系数为(9.8~11.2)×10-6 K-1。制备态GZSZ涂层的热导率为~0.8 W·m-1·K-1,与制备态SrZrO3涂层的热导率~1.0 W·m-1·K-1相比降低~20%。1400℃热处理360 h后GZSZ涂层的热导率增加到~1.5 W·m-1.K-1。综上表明,GZSZ涂层是一种很有前景的复合陶瓷热障涂层材料。     

高隔热性能和机械性能的聚酰亚胺/二氧化硅气凝胶复合膜

二氧化硅气凝胶的大规模应用受限于许多原因,机械性能差是其中之一。如何在应用中发挥气凝胶的优势一直是研究关注的重点。本研究将二氧化硅气凝胶微球添加到聚酰亚胺中成功制备了聚酰亚胺/二氧化硅气凝胶复合膜。实验结果显示：与纯聚酰亚胺膜相比,复合膜的热导率降低,并且随着添加量的增加而继续下降,最小值为0.321 W m_-1 K_-1。与纯聚酰亚胺膜相比,复合膜的机械性能有所下降。因此,在膜材料应用中兼顾机械性能和隔热性能是很重要的。本研究丰富了气凝胶的应用形式。