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一种陶瓷智能隔热涂料的研制和应用初探

时间:2018-03-04 15:12:47    来源:互联网整理    作者:匿名  浏览次数:
[导语]   【摘 要】将弹性丙烯酸防水乳液与有机硅酸液相混合,构成一种混合物的成膜物质,通过一系列的研究,最终研制出一种性能良好的陶瓷智能隔热涂料。研制的智能隔热涂料在具体应用过

【摘 要】将弹性丙烯酸防水乳液与有机硅酸液相混合,构成一种混合物的成膜物质,通过一系列的研究,最终研制出一种性能良好的陶瓷智能隔热涂料。研制的智能隔热涂料在具体应用过程中,应当具有耐沾污性,并且在实际应用过程中,不会因为受到污染,而降低对太阳辐射的反射作用,能够在一个相对较长的时间内,起到稳定的隔热作用,因此得到了广泛应用。

【关键词】陶瓷;隔热涂料;热反射

传统的隔热涂料在具体应用过程中,就是通过反射外表面太阳光热能,最终更达到隔热效果,同时在该过程中,通过热传递显著阻抗,达到最终的隔热目的,使其具有保温隔热的作用,从而实现对被待保护物的合理保护。

1 陶瓷隔熱涂料研制试验

1.1 试验原料

在具体研制过程中,会使用大量的原材料,其中比较重要的原材料有:惰性填料、矿物油类、有机硅类消泡剂、聚醚类流平剂等不同类型的试剂,在具体试验过程中,要依据特定的比例进行配置。

1.2 涂料制备

向配浆容器中加入适量的分散剂、水、丙二醇、PH值调节剂、润湿剂、防霉剂、湿润剂,完成各项试剂的加入后,应当利用高速分散剂完成相应的搅拌,在具体搅拌期间,搅拌的速度必须要保持均匀,避免由于搅拌不合理,对涂料的制备造成不良影响[1]。依次加入不同类型的惰性填料,同时还需要加入适量的金红石型钛白粉,完成各种材料的加入后,要适当搅拌,直到搅拌均匀后,停止搅拌。完成搅拌后,将浆料全部转移到研磨设备中,在具体转移过程中,操作一定要小心,一方面不能让杂质进入到浆液中对浆液的质量造成破坏,另一方面则不能出现外洒情况,避免造成材料浪费,完成转移后,利用以研磨装备对浆液进行研磨处理,通过一段时间的研磨,使浆液的细度小于30μm;将经过研磨后的浆料转移到调漆容器中,然后严格的依据计量加入乳液和成膜助剂,完成添加后,搅匀;搅拌分散后,加入复合陶晶体微分(经过硅烷偶联剂处理),需要注意的是该过程中必须要在低速下完成,完成材料的加入后,进行均匀搅拌。完成上述操作后,为了调节黏度,要加入适量的流平剂和增稠剂,然后搅匀[2]。

完成对材料的制备后,需要依据相应的标准,对制备材料的在容器中的状态、施工性能、涂抹外观、耐水性、耐酸性等各项性能进行全面检测,通过检测,确保材料的可用性。

2 材料研制的分析与探讨

2.1 选择成膜物

陶瓷智能隔热涂料经常被应用在一些环境温度变化相对剧烈的机房中,因此对于涂抹在隔热涂层的材料在柔性和抗裂性上都有着较高的要求 。通过分析不难发现,在具体操作过程中,如果采用普通丙烯酸乳液进行涂抹,其在韧性弹性、遮盖微裂能力上相对较弱,在具体施工过程中,经常无法达到要求标准,而如果为确保以上两方面能够满足施工要求,进行较厚的涂抹,将容易导致涂层发生收缩,最终将会引起开裂现象。

弹性丙烯酸乳液在具体应用过程中,具有一定的弹性,因此能够很好的遮盖基层的微细裂纹,从而使涂层在具体应用期间不会出现开裂,但是需要注意的是,由于玻璃化温度相对较低,因此使用低温下涂膜,涂膜将会随着温度的不断上升而变软,并且会出现反黏情况,这一情况的出现,将会导致涂膜的表面容易粘附大量的污染物,使其在具体应用过程中,耐沾污较差,达不到具体应用标准,在具体应用过程中,经常会出现各种各样的问题。涂膜在经过一段时间的使用后,膜的表面会变脏,这将会大幅度降低隔热涂料在应用过程中的反射隔热效果,同时也会使涂层的装饰效果降低,无法达到令人满意。

为了平衡好涂膜的强度与弹性,使其耐污性可以得到提高,在具体试验过程中,将弹性丙烯酸防水乳液作为整个试验过程中的基料,依据一定比例,将其与特殊结构改性有机硅酸微乳液依据特定的比例混合,最终形成隔热涂料成膜物,从而使涂膜弹性、耐水性、机械强度、耐沾污性等多个方面的性能都要优于一般建筑物外墙发射隔热涂料,从而在具体应用过程中,可以发挥出良好的作用 。通过对新研制的涂料成膜物进行应用,能够有效避免水性隔热涂层户外暴露和环境灰尘、雨水、废气等各项污染情况导致的脏污情况,从而使涂层的设计使用寿命得到进一步延长。

2.2 选择颜料

在进行颜料选择时,对其的一项关键要求就是其对可见光和红外的吸收率必须小,同时还应当具有较强的散射太阳光的能力。通过具体分析可以发现,颜料散射的具体能力主要是由颜料与树脂两者折光指数间的数差值决定的,通常来说树脂的折光指数都较低,而随着折光指数的变大,颜料呈现出的散射率也就越大。受太阳反射隔热涂膜光学属性限制,涂料颜色必须为浅色,最好为白色 。这主要因为,白色颜料对太阳能的发射系数要原大于对太阳能的吸收系数,而如果颜料为深色,则正好相反,从而将会导致颜料的性能无法令人满意。依据分析结果可知金红石型钛白粉折光系数为2.8,发射反射系数≥80%,在各种颜料中,是性能最好的一种,因此在可选用金红石型钛白粉,其可以确保隔热涂料的性能能够达到要求,完成相应的保护工作。

2.3 选择功能性填料

空心玻璃微珠在具体应用过程中,具有低导热、高反射、低蓄热系数等,在涂层中对其进行应用,可以呈紧密多级排列,从而可以形成复压惰气层和真空层,对太阳辐射热具能够起到良好的隔热和发射作用,降低对流传热和辐射传热,最终能够降低物体表面热平衡温度。

但是,从实际情况来看,空心玻璃微珠的堆积密度相对来说比较小,其体积则较大,因此,在应用期间,容易导致涂料增稠,并且会致使涂料的贮存稳定性下降,无法满足使用需求,所以要采用特殊的添加和分散工艺,从而确保其性能能够达到要求标准。

除此之外,随着空心玻璃微珠粒径的增大,其在应用期间的隔热效果也会变得更加显著,但是,需要注意,空心玻璃微珠粒径的变大,将会导致空腔壁变薄,此时如果受到高速剪切,则容易发生破裂,施工性能较差 。通过添加空心玻璃微珠涂料的方式,最终制成涂膜,经过固化后,表面相对比较粗糙,其应用期间,耐沾污性能差,一旦受到污染,隔热效果下降明显。多种金属氧化物掺杂形成的具有反型尖晶石结构的物质,其具有热反射率高特点,因此其被广泛应用在隔热节能材料的填料中,并且取得了不错效果。本次试验,选择常温环境下,都具有单向反射散射的复合陶瓷晶体微粉作为功能性填料,同时加入适量的稀土氧化物,使陶瓷粉体材料晶格振动活动性得到提升,起到激活催化效果,最终提升反射率。

3 智能隔热涂料的具体应用

研制了一种陶瓷智能隔热涂料,其在具体应用过程中,具有单相反射散射特点,该涂料有着广泛的应用空间,例如将其应用在通信系统机房外表面,其一方面能够发射太阳光,控制进入机房内部的太阳辐射能量,另一方面可以使机房外部的热量迅速向外迁移,快速降低室内的温度,从而达到节能效果。该涂料在具体应用期间,采用单向反射散热技术,在通信机房外表面进行应用,太阳辐射升温时,可以将机房外表面的太阳光能反射到大气中。在没有太阳光照时,可以向外散发机房积蓄的高温,减少空调的用电量。其能够依据机房内部温度的改变,自动选择对太阳光照进行反射,还是散射机房内积蓄的热量,因此,可以称为“智能”隔热涂料。

4 结束语

研制的智能隔热涂料,能够对太阳辐射进行合理反射,在温度过高时,可以降低夏季太阳辐射导致机房内部温度上升的情况。并且,能够将机房内储蓄的热量散出,同时其还具有良好的沾污性,因此能够长时间保持良好的隔热效果。

【参考文献】

[1]杨光,邓安仲.填料对建筑节能涂层隔热性能的影响和机理[J].表面技术,2017(10):218-223.

[2]陈荣华,向波,瞿金清.新型有机/无机反射型隔热建筑涂料的研制[J].中国涂料,2017,32(01):32-35.

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