丝素空心玻珠二氧化钛复合保温涂料的制备及性能研究.pdf

西安科技大学
硕士学位论文
丝素/空心玻珠/二氧化钛复合保温涂料的制备及性能研究
姓名:曹香朝
申请学位级别:硕士
专业:化学工艺
指导教师:蔡会武
2011
论文题目:丝素/空心玻珠/二氧化钛复合保温涂料的制备及性能研究
专业:化学工艺
硕士生:曹香朝李建涛(签名)
指导教师:蔡会武蔡会武(签名)
摘要
本文采用预乳化半连续种子乳液聚合工艺制备氟碳乳液,通过氯化钙/水/乙醇(摩
尔比 1:8:2)三元溶液溶解丝素蛋白制得丝素蛋白溶液。最终,分别以氟碳乳液和丝
素蛋白溶液为基料,选择骨料、矿物棉和填料,制备了反射与阻隔机理并存的复合型保
温隔热涂料,用正交法和单因素法分析了各因素对涂料热反射率和导热系数的影响,确
定了最优配方,并测试了产品性能。
研究了聚合反应条件、复合乳化剂配比及用量、引发剂用量等因素对乳液性能的影
响。确定了氟碳乳液最佳聚合配方为:甲基丙烯酸甲酯: 丙烯酸丁酯: 丙烯酸六氟丁
酯(质量比) =7:7:6,引发剂用量为单体总量 %,乳化剂用量为单体总量的 4%,缓
冲剂用量为单体总量的 2%,保护胶体用量为单体总量的 4%。所制乳液红外光谱分析证
明合成了氟碳乳液,从乳液膜的扫描电镜可见乳液膜表面平整细腻,对水的接触角接近
90°,对正辛醇接触角大于 80°,乳液基本性能测试合格。
分别以氟碳乳液和丝素蛋白溶液为基料,选择膨胀珍珠岩和海泡石为隔热骨料,硅
酸铝纤维为矿物棉,同时添加二氧化钛和空心玻珠,制备了复合型保温隔热涂料。正交
极差分析得到影响热反射率的权重顺序为:硅酸铝纤维>空心玻珠>二氧化钛>膨胀珍珠
岩>海泡石粉,影响导热系数的权重顺序为:硅酸铝纤维>空心玻珠>膨胀珍珠岩>海泡石
粉>二氧化钛。进一步用单因素法优化得到的最佳配方为:乳液 50g、丝素蛋白溶液 20g、
水 15g 和各种助剂 6g,硅酸铝纤维 11g,膨胀珍珠岩 3g,空心玻珠 15g,二氧化钛 15g,
海泡石粉 9g,由于丝素蛋白溶液的融入,进一步增加了涂料的保温隔热性能。
产品的剪切粘结强度平均为 665KPa,经高温处理后可提高到 1031KPa,粘度为
~·s,涂层铅笔硬度为 9H,附着力等级为 1~2 级,耐酸碱、耐盐水性好,涂
层在可见光波段的反射比在 78%以上,产品导热系数为 ~/(m·K),扫描电镜
(SEM)显示涂层表面致密,内部具有疏松结构,保温隔热防水性能优异,可应用在众多
领域。
关键词:氟碳乳液;丝素蛋白;保温涂料;乳液聚合;导热系数
研究类型:应用研究
Subject : Study on Preparation and Properties of SF/Hollow Glass
Beads/Titanium posite Thermal Insulation
Coating
Specialty : Chemical Engineering
Name : Cao Xiangzhao (Signature)
Instructor : Cai Huiwu (Signature)
ABSTRACT
In this paper, the fluorocarbon emulsion is prepared with pre-emusification
semi-continous seed emulsion polymerization technology,SF are dissolved by the three initiatives
sol of Calcium chloride ,deionized water and ethanol (mole ratio is 1:8:2). The aggregates,mineral
wool and fillers were selected. posite thermal insulation coating which based on
mechanism of reflection and obstructing was prepared with fluorocarbon emulsion and
SF(silk fibroin) as basic material, And the effects of each factor on heat reflectivity and
thermal conductivity were analyzed with orthogonal method and single-factor meth