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        環氧透明隔熱玻璃塗料的研製,以環氧樹脂E-44為成膜物、聚醯胺650為固化劑、丙酮為溶劑、納米摻銻二氧化錫(ATO)為功能顏料
        2020年01月14日    閱讀量:31929    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

        0 前 言

        透明隔熱塗料主要是為了窗戶玻璃的節能而出現的「新產品」。目前, 國內外透明隔熱玻璃塗料所用成膜物主要集中在無機醇溶透明樹脂[1]、聚氨酯[2]、丙烯酸樹脂[3]和有機硅樹脂[4]4個系列上,功能顏料主要集中在氧化銦錫(ITO)和納米摻銻二氧化錫(ATO)兩個系列上[1-4]。


        以環氧樹脂為成膜物研製透明隔熱玻璃塗料的研究還未見報道,因此,本研究嘗試以環氧樹脂E-44為成膜物、聚醯胺650為固化劑、丙酮為溶劑、ATO為功能顏料,並添加少量的分散劑、流平劑和消泡劑研製環氧透明隔熱玻璃塗料中國建材網cnprofit.com


        1 試驗部分

        1.1 試驗原料及設備

        試驗原料:環氧樹脂E-44、聚醯胺650、丙酮、ATO、分散劑(BYK系列)、流平劑(丙烯酸樹脂)、消泡劑(有機硅系列)。

        試驗設備:SDF-400實驗分散研磨機。

        1.2 試驗基礎配方(見表1)

        表1 環氧透明隔熱玻璃塗料基礎配方

        環氧透明隔熱玻璃塗料的研製,以環氧樹脂E-44為成膜物、聚醯胺650為固化劑、丙酮為溶劑、納米摻銻二氧化錫(ATO)為功能顏料 中國建材網,cnprofit.com

        1.3 試驗過程

        (1)ATO漿料的製備:將ATO與適量丙酮混合,加入少量分散劑,在分散研磨機中於5 000 r/min研磨3 h備用。

        (2)A組分的製備:首先將環氧樹脂E-44溶解在適量的丙酮中,再按一定配比加入ATO漿料,低速攪拌均勻即可得到A組分,備用。

        (3)B組分的製備:首先將聚醯胺650溶解在丙酮中,再向體系中加入少量的流平劑和消泡劑,低速攪拌均勻即可得到B組分,備用。

        (4)環氧透明隔熱玻璃塗料的製備:將A、B兩組分按質量比1∶1進行混合均勻,陳化3~6 h即可施工,建議在3 h內施工完成。

        (5)環氧透明隔熱玻璃塗膜試樣的製備:用玻璃棒將步驟(4)製備的塗料均勻塗布在經過處理的規格為27 mm×14 mm×4 mm且符合GB4871規定技術要求的玻璃板上,塗膜厚度控制在150 μm以下。其中,1#試樣塗膜厚度大約在60~90 μm,2#試樣塗膜厚度大約在100~120 μm。塗膜在室溫下固化即可,保養3~6 d即可進行相關性能測試。

        1.4 性能檢測

        1.4.1 物化性能測試

        依據相關國家及建築工業標準,對環氧透明隔熱玻璃塗膜進行附著力、硬度、耐酸、耐鹼、耐水、耐污及耐老化性能測試。

        1.4.2 透光性能

        通過肉眼透過玻璃和試樣觀察外界景物清晰程度初步判斷試樣對可見光的透過率。

        1.4.3 塗膜隔熱性能

        根據JG/T235-2008隔熱溫差測試原理, 依據文獻[2]將實驗室常壓紅外乾燥器改裝成簡易的隔熱溫差模擬裝置,如圖1所示。

        環氧透明隔熱玻璃塗料的研製,以環氧樹脂E-44為成膜物、聚醯胺650為固化劑、丙酮為溶劑、納米摻銻二氧化錫(ATO)為功能顏料 中國建材網,cnprofit.com

        2 結果與討論

        2.1 物化性能

        依據相關國家及建築工業標準測試環氧透明隔熱玻璃塗膜附著力、硬度、耐酸、耐鹼、耐水、耐污及耐老化性能結果如表2所示。

        環氧透明隔熱玻璃塗料的研製,以環氧樹脂E-44為成膜物、聚醯胺650為固化劑、丙酮為溶劑、納米摻銻二氧化錫(ATO)為功能顏料 中國建材網,cnprofit.com

        由表2可知,所得環氧透明隔熱玻璃塗膜性能均達相關國家及建築工業標準。



        2.2 透光性能

        圖2是肉眼透過玻璃和試樣觀察外界景物效果圖。

        環氧透明隔熱玻璃塗料的研製,以環氧樹脂E-44為成膜物、聚醯胺650為固化劑、丙酮為溶劑、納米摻銻二氧化錫(ATO)為功能顏料 中國建材網,cnprofit.com

        由圖2可知,環氧透明隔熱玻璃塗膜可見光透過率大大降低,且隨著塗膜厚度增加透光率下降,影響其視覺效果。經安捷倫科技(中國)有限公司採用Agilent UV-VIS-NIR Cary 5000測試普通玻璃和1#隔熱透明玻璃的可見光透過率,如圖3所示。由圖3可見, 隔熱透明玻璃可見光平均透過率在75%~80%,相對市面上的隔熱玻璃塗層的可見光透過率要低5~10個百分點,這勢必會影響其推廣應用。若要進一步提高可見光透過率,最有效的方法是在ATO漿料製備時採用納米級別研磨機進行生產即可。

        環氧透明隔熱玻璃塗料的研製,以環氧樹脂E-44為成膜物、聚醯胺650為固化劑、丙酮為溶劑、納米摻銻二氧化錫(ATO)為功能顏料 中國建材網,cnprofit.com

        2.3 塗膜隔熱性能

        圖4和圖5分別為測試樣板內表面溫度和溫差曲線。


        環氧透明隔熱玻璃塗料的研製,以環氧樹脂E-44為成膜物、聚醯胺650為固化劑、丙酮為溶劑、納米摻銻二氧化錫(ATO)為功能顏料 中國建材網,cnprofit.com

        由圖4可知,隨著照射時間的延長,測試樣板內表面溫度升高,當照射20 min后,測試樣板內表面溫度趨於平衡,此時1#試樣較普通玻璃內表面溫度低3~4 ℃,2#試樣較普通玻璃內表面溫度低13~14 ℃,這充分說明1#試樣和2#試樣均有隔熱效果,且塗膜越厚,隔熱效果越好。由圖4可知,隨著照射時間的延長, 測試樣板內表面溫差先升高后趨平衡再降低后再趨平衡,這主要是因為照射初期,塗有隔熱塗料的試樣大量紅外熱量被反射掉,紅外熱量短時間內還來不及傳遞到樣板內表面,溫差由照射時間延長而升高;當照射到一定時間后,紅外反射熱量達到平衡,溫差也達到平衡,當繼續照射時,部分紅外熱量熱傳遞到樣板內表面使溫差降低;當繼續照射一定時間后,紅外傳遞熱量和反射熱量均達到平衡,溫差又一次達到平衡;隨後繼續照射,溫差幾乎保持不變,此時1#試樣較普通玻璃內表面溫差為3~4 ℃,2#試樣較普通玻璃內表面溫差為13~14 ℃。


        3 結 語

        大量試驗研究表明,以環氧樹脂E-44為成膜物、聚醯胺650為固化劑、丙酮為溶劑、ATO為功能顏料,添加少量的分散劑、流平劑和消泡劑可以製備環氧透明隔熱玻璃塗料。

        (1)該塗料為雙組分,性能穩定,所形成塗膜表面光滑,硬度為2H,附著力為1級,其耐酸、耐鹼、耐水及抗溫變性均符合國家或建築(建材)工業標準。

        (2)通過納米級別研磨機研磨該塗料可使其所形成塗膜可見光透過率達80%以上,厚100~120 μm塗膜隔熱溫差為13~14 ℃。


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