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环氧透明隔热玻璃涂料的研制,以环氧树脂E-44为成膜物、聚酰胺650为固化剂、丙酮为溶剂、纳米掺锑二氧化锡(ATO)为功能颜料,中国建材网,cnprofit.com
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环氧透明隔热玻璃涂料的研制,以环氧树脂E-44为成膜物、聚酰胺650为固化剂、丙酮为溶剂、纳米掺锑二氧化锡(ATO)为功能颜料
2020年01月14日    阅读量:2949    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com  |  投稿

0 前 言

透明隔热涂料主要是为了窗户玻璃的节能而出现的“新产品”。目前, 国内外透明隔热玻璃涂料所用成膜物主要集中在无机醇溶透明树脂[1]、聚氨酯[2]、丙烯酸树脂[3]和有机硅树脂[4]4个系列上,功能颜料主要集中在氧化铟锡(ITO)和纳米掺锑二氧化锡(ATO)两个系列上[1-4]。


以环氧树脂为成膜物研制透明隔热玻璃涂料的研究还未见报道,因此,本研究尝试以环氧树脂E-44为成膜物、聚酰胺650为固化剂、丙酮为溶剂、ATO为功能颜料,并添加少量的分散剂、流平剂和消泡剂研制环氧透明隔热玻璃涂料中国建材网cnprofit.com


1 试验部分

1.1 试验原料及设备

试验原料:环氧树脂E-44、聚酰胺650、丙酮、ATO、分散剂(BYK系列)、流平剂(丙烯酸树脂)、消泡剂(有机硅系列)。

试验设备:SDF-400实验分散研磨机。

1.2 试验基础配方(见表1)

表1 环氧透明隔热玻璃涂料基础配方

环氧透明隔热玻璃涂料的研制,以环氧树脂E-44为成膜物、聚酰胺650为固化剂、丙酮为溶剂、纳米掺锑二氧化锡(ATO)为功能颜料 中国建材网,cnprofit.com

1.3 试验过程

(1)ATO浆料的制备:将ATO与适量丙酮混合,加入少量分散剂,在分散研磨机中于5 000 r/min研磨3 h备用。

(2)A组分的制备:首先将环氧树脂E-44溶解在适量的丙酮中,再按一定配比加入ATO浆料,低速搅拌均匀即可得到A组分,备用。

(3)B组分的制备:首先将聚酰胺650溶解在丙酮中,再向体系中加入少量的流平剂和消泡剂,低速搅拌均匀即可得到B组分,备用。

(4)环氧透明隔热玻璃涂料的制备:将A、B两组分按质量比1∶1进行混合均匀,陈化3~6 h即可施工,建议在3 h内施工完成。

(5)环氧透明隔热玻璃涂膜试样的制备:用玻璃棒将步骤(4)制备的涂料均匀涂布在经过处理的规格为27 mm×14 mm×4 mm且符合GB4871规定技术要求的玻璃板上,涂膜厚度控制在150 μm以下。其中,1#试样涂膜厚度大约在60~90 μm,2#试样涂膜厚度大约在100~120 μm。涂膜在室温下固化即可,保养3~6 d即可进行相关性能测试。

1.4 性能检测

1.4.1 物化性能测试

依据相关国家及建筑工业标准,对环氧透明隔热玻璃涂膜进行附着力、硬度、耐酸、耐碱、耐水、耐污及耐老化性能测试。

1.4.2 透光性能

通过肉眼透过玻璃和试样观察外界景物清晰程度初步判断试样对可见光的透过率。

1.4.3 涂膜隔热性能

根据JG/T235-2008隔热温差测试原理, 依据文献[2]将实验室常压红外干燥器改装成简易的隔热温差模拟装置,如图1所示。

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2 结果与讨论

2.1 物化性能

依据相关国家及建筑工业标准测试环氧透明隔热玻璃涂膜附着力、硬度、耐酸、耐碱、耐水、耐污及耐老化性能结果如表2所示。

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由表2可知,所得环氧透明隔热玻璃涂膜性能均达相关国家及建筑工业标准。



2.2 透光性能

图2是肉眼透过玻璃和试样观察外界景物效果图。

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由图2可知,环氧透明隔热玻璃涂膜可见光透过率大大降低,且随着涂膜厚度增加透光率下降,影响其视觉效果。经安捷伦科技(中国)有限公司采用Agilent UV-VIS-NIR Cary 5000测试普通玻璃和1#隔热透明玻璃的可见光透过率,如图3所示。由图3可见, 隔热透明玻璃可见光平均透过率在75%~80%,相对市面上的隔热玻璃涂层的可见光透过率要低5~10个百分点,这势必会影响其推广应用。若要进一步提高可见光透过率,最有效的方法是在ATO浆料制备时采用纳米级别研磨机进行生产即可。

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2.3 涂膜隔热性能

图4和图5分别为测试样板内表面温度和温差曲线。


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由图4可知,随着照射时间的延长,测试样板内表面温度升高,当照射20 min后,测试样板内表面温度趋于平衡,此时1#试样较普通玻璃内表面温度低3~4 ℃,2#试样较普通玻璃内表面温度低13~14 ℃,这充分说明1#试样和2#试样均有隔热效果,且涂膜越厚,隔热效果越好。由图4可知,随着照射时间的延长, 测试样板内表面温差先升高后趋平衡再降低后再趋平衡,这主要是因为照射初期,涂有隔热涂料的试样大量红外热量被反射掉,红外热量短时间内还来不及传递到样板内表面,温差由照射时间延长而升高;当照射到一定时间后,红外反射热量达到平衡,温差也达到平衡,当继续照射时,部分红外热量热传递到样板内表面使温差降低;当继续照射一定时间后,红外传递热量和反射热量均达到平衡,温差又一次达到平衡;随后继续照射,温差几乎保持不变,此时1#试样较普通玻璃内表面温差为3~4 ℃,2#试样较普通玻璃内表面温差为13~14 ℃。


3 结 语

大量试验研究表明,以环氧树脂E-44为成膜物、聚酰胺650为固化剂、丙酮为溶剂、ATO为功能颜料,添加少量的分散剂、流平剂和消泡剂可以制备环氧透明隔热玻璃涂料。

(1)该涂料为双组分,性能稳定,所形成涂膜表面光滑,硬度为2H,附着力为1级,其耐酸、耐碱、耐水及抗温变性均符合国家或建筑(建材)工业标准。

(2)通过纳米级别研磨机研磨该涂料可使其所形成涂膜可见光透过率达80%以上,厚100~120 μm涂膜隔热温差为13~14 ℃。


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