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保温隔热涂料的研制开题报告

 2020-02-10 10:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

早在20世纪七八十年代,美国就有资料显示,由丙烯酸乳液和复合材料制备的绝缘涂膜适用于金属表面起到隔热作用,随后美国开始研发陶瓷隔热涂料,特别是将其应用在燃气轮机、柴油机行业[1]。raouf 等将富勒烯应用到新型隔热保温材料中,制得的微米级富勒烯薄膜可使基体在800℃ 的环境中表面温度降低100℃以上。德国盾牌选取极小粒径的真空陶瓷微珠加入到陶瓷隔热涂料中,使涂膜对太阳光有很高的反射率,涂覆0.3 mm左右即可令被涂物内部温度大大降低,节能40%[2]。美国研发的一种水性超薄隔热保温涂料的隔热性能可与10 cm厚的r20等级泡沫绝热材料相媲美,在基体表面涂刷0.33 mm 就可将95%~98%的外部热量阻隔在基体之外[3]。

我国从20世纪80年代末,对隔热涂料的开始研究,最先研究应用的是阻隔型隔热涂料,尤其是目前使用最广泛的复合硅酸盐类隔热保温涂料。虞夏等[4]以纯丙乳液为成膜基料,高性能空心玻璃微珠为填料制备出了一种新型隔热保温涂料。刘杰等[5]以金红石型tio2、空心陶瓷微珠及 sio2为隔热颜填料经特殊工艺研制了一种太阳热反射隔热涂料,这种涂料的隔热性能非常良好,在满足隔热、耐候及装饰功能的同时,也达到了节能环保的目的。

在保温隔热材料的研究和应用中,材料一般经历从有机到无机这样的过程[6]。诸如聚苯乙烯颗粒、聚苯乙烯板(eps)、挤出板(xps)和聚氨酯等的有机材料用作隔热材料,因为它具有导热系数低,隔热性好的优点,但与此同时它也有一些致命的缺点,如易老化,易燃烧,因此,有机材料被无机材料慢慢取代,核心因素是它存在严重的安全问题。近年来,sio2气凝胶材料因其独特的性能(低密度、高比表面积、低导热率和高渗透性)在许多领域具有广阔的应用前景[7],特别是作为高效保温材料已成为研究的热点,但纯sio2气凝胶在近红外光区域具有高透射率。迄今为止,已经广泛研究了sio2气凝胶复合材料,其中加载了一些遮光剂,如炭黑和tio2,以改变光学性能和隔热性[8]。在民用保温材料的应用中,经常将 sio2气凝胶与其他材料一起制成保温板和保温毯等,与同类材料相比,它具有更好的保温性能。因此,我们在选择保温隔热材料的时候,优先考虑的是sio2气凝胶和有机材料混合,以有机高分子材料为连续相,经过相应的结构设计,研发出具有良好的保温隔热性能的涂料[9]。

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2. 研究的基本内容与方案

材料制备: 准备疏水性的sio2气凝胶颗粒以及便于实验使用的水泥,添加硅灰(平均粒径为0.1-0.3μm )、sand、纤维(长度:12 毫米)、引气剂、粉末(可再分散乳胶粉),选择硅烷偶联剂(kh550)来改性sio2气凝胶颗粒,将减水剂与水混合,然后加入砂浆中[11]。

材料表征:1) 使用接触角测量仪分析 sio 2 气凝胶颗粒的疏水性;2)使用平面热电导率计分析sio 2气凝胶砂浆的导热率;3)弯曲拉伸强度棱镜记录通过三点弯曲用的载荷;4)弯曲试验后,将获得的两个片段进行抗压强度测试;5)采用混凝土试验台非接触收缩变形分析了自收缩;6)收集具有合适尺寸的所得小块并用于sem形态学表征。

2.2 研究目标

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-8周:按照设计方案,制备不同结构和组成的保温隔热涂料6-12种。

第9-11周:采用涂层性能测试技术对涂层力学性能进行表征,采用导热仪器等对保温隔热涂层的隔热性进行分析测试,根据评价结果对保温隔热涂料的组成和结构进行相应的调整。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 姚梦佳,李春福,何俊波,罗平亚,侯宇. 隔热保温涂料的研究发展及应用[j], 表面技术, 2015, 44(7), 61-67.

[2] liu h f,sheng m s,pan z j,et al.synthesis of p( st-ba-maa-spaa) nano latex and its application in highanti corrisive coating[j].journal of central south university of technology,2008,15(1): 54-58.

[3] 赵金榜.世界涂料发展重点及水性隔热保温涂料发展历程[j].上海涂料,2007,45(3):45-46.

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