丙烯酸乳液/纳米二氧化钛基节能建筑涂料的制备及性能研究

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节能建筑涂料通过提高对太阳光的反射,有效调控建筑的温度,减少能源的消耗,具有重要的学术意义。而作为节能建筑涂料重要分支的水性节能建筑涂料由于不使用有机溶剂,挥发性有机物(VOC)很少或为零,具有积极的环境意义。其中,丙烯酸乳液/TiO2基节能建筑涂料作为一种常用的水性节能建筑涂料,由于其良好的建筑涂料性能和节能性能,具有广泛的应用前景。  本论文围绕丙烯酸乳液/TiO2基节能建筑涂料,通过粒径分析、扫描电镜、紫外可见近红外谱法等手段研究了TiO2含量、TiO2粒径及分散剂对其性能的影响:  (1)采用丙烯酸乳液作为基料,选用粒径为100nm的TiO2作为颜料,制备TiO2含量为13.92%、20.53%、27.10%、33.77%四种不同TiO2含量的丙烯酸乳液/TiO2基节能建筑涂料,研究TiO2的含量对于丙烯酸乳液/TiO2基节能建筑涂料性能的影响。发现随着涂料TiO2含量的增加,涂料的沉淀增多。部分TiO2发生了团聚,当TiO2含量达到33.77%时,纳米二氧化钛发生了较多的团聚,粒径测试同时证明了这一点。TiO2含量13.92%、20.53%和27.10%的丙烯酸乳液/纳米TiO2基节能建筑涂料所得涂膜附着力都是2级,而当TiO2含量是33.77%时,附着力是4级。在TiO2含量13.92%、20.53%、27.10%和33.77%时,丙烯酸乳液/纳米TiO2基节能建筑涂料的抗冲性能分别是20Kg·cm、20Kg·cm、10Kg.cm和30Kg·cm。随着TiO2含量增大,硬度涂膜的硬度性能呈现增大的趋势。在TiO2含量是27.10%时,涂料的近红外反射率最强。  (2)采用丙烯酸乳液作为基料,选用粒径25nm、40nm的TiO2作为颜料,制备八种不同TiO2含量的丙烯酸乳液/TiO2基节能建筑涂料,即粒径25nm,TiO2含量13.92%、20.53%、27.10%、33.77%的丙烯酸乳液/TiO2基节能建筑涂料和粒径40nmTiO2含量13.92%、20.53%、27.10%、33.77%的丙烯酸乳液/TiO2基节能建筑涂料,研究TiO2的粒径对于节能建筑涂料性能的影响。粒径分布测试发现25nm、40nmTiO2均发生团聚,而100nm较少发生团聚。发现当TiO2含量为13.92%和20.53%时,用25nmTiO2制得的涂料具有较高的反射率,节能效果较好。  (3)通过添加Disperbyk-182作为分散剂,采用丙烯酸乳液作为基料,选用25nm的二氧化钛作为颜料,添加分散剂制备四种不同TiO2含量的丙烯酸乳液/TiO2基节能建筑涂料。添加Disperbyk-182的丙烯酸乳液/TiO2基节能建筑涂料的附着力和硬度普遍高于未添加Disperbyk-182的丙烯酸乳液/TiO2基节能建筑涂料,而抗冲性能减弱。在TiO2含量是13.92%,添加分散剂的丙烯酸乳液/纳米TiO2基节能建筑涂料的反射率较小;在TiO2含量是20.53%时,添加分散剂的丙烯酸乳液/纳米TiO2基节能建筑涂料的反射率和未添加分散剂的基本相同。
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