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深色太阳热反射颜料制备及应用研究

作　者: 叶峰
导　师: 苏达根
学　校: 华南理工大学
专　业: 材料学
关键词: 红外反射颜料直接耐晒翠蓝二氧化钛复合颜料氧化锌包覆空心微珠
分类号: TQ628
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本论文制备了两类近红外反射颜填料:酞菁-TiO₂复合颜料和ZnO-空心微珠复合填料,采用颜色表征、近红外反射表征、红外光谱分析、扫描电镜分析以及粒度分析等对两类近红外反射颜料进行近红外反射等性能测试,并研究应用两类颜填料制备深色太阳热反射涂料。取得如下研究成果:（1）制备酞菁蓝-二氧化钛复合颜料的最佳工艺为:酞菁蓝用量为TiO₂的5%,十二烷基苯磺酸钠用量为TiO₂的5%,氯化铝用量为TiO₂的4%,反应温度为70℃,所得复合颜料的近红外反射率为59.8%,而按相同质量比的酞菁蓝和二氧化钛直接混合所得颜料不仅颜色较浅,且近红外反射率仅为56.7%。（2）制备直接耐晒翠蓝-二氧化钛复合颜料的最佳工艺:直接耐晒翠蓝GL用量为TiO₂的20%,BaCl2用量为TiO₂的20%,反应液pH值为8,反应温度为70℃。经过优化实验条件后,所得翠蓝-二氧化钛复合颜料的红外反射率为76.5%,比颜色相近的酞菁蓝和二氧化钛混合颜料的反射率提高25.9%。且具有较好的耐酸性、耐碱性、耐候性。（3）直接耐晒翠蓝-二氧化钛复合颜料的粒径大于原TiO₂颗粒;对直接耐晒翠蓝-二氧化钛复合颜料进行红外光谱测试分析,复合颜料的红外光谱在1630cm^-1处出现了酞菁架中C=C的伸缩振动吸收峰,在1396cm^-1处出现了C-N伸缩振动吸收峰,说明TiO₂表面覆盖有染料翠蓝。（4）氧化锌包裹空心微珠的较佳工艺:空心微珠为5g,反应温度为50℃,反应时间为4h,搅拌速度为420r·min^-1,硫酸锌用量为11.88g,煅烧温度为600℃。在该工艺下制备的ZnO复合空心微珠的近外红外反射率（720-2500μm）为45.1%,对于普通空心微珠近红外反射率仅为11.5%而言,取得了较佳的效果。SEM和能谱分析可知,空心微珠表面覆盖有ZnO。（5）在深蓝色太阳热反射涂料中,当直接耐晒酞菁-二氧化钛复合颜料用量与丙烯酸树脂的质量比为2:5,氧化锌包裹空心微珠复合颜料用量与丙烯酸树脂的质量比为3:10,涂层为0.29mm时,涂层背面平衡温度为61.4℃,而采用直接混合颜料所制备涂料的涂层背面平衡温度为67.7℃。深色近红外反射颜料的研制及应用对建筑节能有重要意义。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-27
  1.1 引言  11-12
  1.2 太阳热反射涂料的研究现状与进展  12-18
    1.2.1 反射隔热方式  12-13
    1.2.2 热反射涂料作用机理  13-14
    1.2.3 热反射型涂料的研究现状  14-16
    1.2.4 深色热反射颜料的研究  16-18
    1.2.5 热反射涂料的热反射性能的测定方法  18
  1.3 红外反射颜料的研究现状与进展  18-26
    1.3.1 理想的红外颜料  18-20
    1.3.2 影响材料红外反射性能的因素  20-23
    1.3.3 新型红外反射颜料研究  23-25
    1.3.4 存在问题  25-26
  1.4 主要研究内容  26-27
第二章实验材料及实验方法  27-33
  2.1 实验原料与仪器  27-29
    2.1.1 实验原料  27-28
    2.1.2 实验仪器  28-29
  2.2 测试及表征方法  29-33
    2.2.1 隔热性能检测  29-31
    2.2.2 X-射线衍射法分析  31
    2.2.3 颜色表征  31-32
    2.2.4 扫描电子显微镜分析  32
    2.2.5 红外光谱分析  32-33
第三章酞菁着色Ti0_2制备深蓝色红外反射颜料  33-58
  3.1 试验原料分析  33-35
    3.1.1 粒度组成分析  33-34
    3.1.2 X 射线衍射分析  34
    3.1.3 颜色测试  34-35
  3.2 酞菁蓝着色Ti0_2 制备复合颜料  35-43
    3.2.1 复合颜料的制备过程  35
    3.2.2 工艺条件试验  35-42
    3.2.3 颜料的紫外-可见-红外反射光谱测试  42-43
  3.3 直接耐晒翠蓝着色二氧化钛制备复合颜料  43-57
    3.3.1 复合颜料的制备方法及工艺  43-44
    3.3.2 无机色淀剂种类的选择  44-45
    3.3.3 着色工艺条件试验  45-54
    3.3.4 复合颜料热反射效果测试  54-55
    3.3.5 复合红外反射颜料其他基本性能测试  55-57
  3.4 本章小结  57-58
第四章氧化锌包覆空心微珠制备灰色红外反射隔热颜料  58-76
  4.1 实验方案  58-59
  4.2 制备工艺及其优化  59-65
    4.2.1 反应温度的影响  59-60
    4.2.2 反应时间的影响  60-62
    4.2.3 搅拌速度  62-63
    4.2.4 硫酸锌用量的影响  63-65
  4.3 样品煅烧温度  65-66
  4.4 复合空心微珠形貌分析  66-69
  4.5 复合反射颜料的反射性能测试  69
  4.6 近红外反射复合颜料应用研究  69-75
    4.6.1 其他颜填料的选择  70
    4.6.2 基本配方  70-71
    4.6.3 涂料配制工艺  71
    4.6.4 深色蓝色热反射涂料的性能优化讨论  71-74
    4.6.5 涂层隔热性能对比  74-75
  4.7 本章小结  75-76
结论  76-78
  研究结果  76-77
  创新点  77
  展望  77-78
参考文献  78-83
攻读硕士学位期间取得的研究成果  83-84
致谢  84-85
附件  85

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