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摘 要

本文以聚氨酯丙烯酸酯低聚物、环氧丙烯酸酯低聚物、活性稀释剂、光引发剂、纳米多元掺杂氧化锡（MTO）和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）偶联剂为原料，制备了环保型透明隔热涂料。通过对环保型隔热涂料性能进行紫外光固化成膜，进行硬度、光透过率、紫外-红外阻隔率、隔热性能、接触角等表征测试，考察了活性稀释剂、光引发剂、MTO、KH570用量对环保型隔热涂料性能的影响。研究结果表明：紫外光固化透明隔热涂料固化膜达到了3H以上，紫外光阻隔率达90%以上，红外光阻隔率及透光率达到50%以上，固化膜具有隔热性能，并且性能已经达到了业界内玻璃涂覆材料的要求。

关键词：涂料 隔热 透明 紫外光固化 纳米多元掺杂氧化锡

Preparation and characterization of environment-friendly transparent heat-insulating coating

Abstract

In this paper, the properties of environmentally friendly thermal insulation coatings were prepared by using polyurethane acrylate oligomer, epoxy acrylate oligomer, active diluent, photoinitiator, nano-doped tin oxide (MTO) and silane coupler (KH570) coupling agent as raw materials.The effects of active diluents, photoinitiators, MTO and KH570 on the performance of environmentally friendly thermal insulation coatings were investigated by uv curing into films and characterization tests on hardness, light transmittance, uv-infrared barrier, thermal insulation performance and contact Angle.The results show that the curing film of uv-curable transparent thermal insulation coating has reached more than 3H, the uv blocking rate has reached more than 90%, the infrared blocking rate and transmittance has reached more than 50%, the curing film has the thermal insulation performance, and the performance has reached the requirements of glass coating materials in the industry.

Keywords：coating；thermal insulation；transparent；UV curing；MTO

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 紫外光固化 2

1.3 环氧丙烯酸酯低聚物 3

1.4 聚氨酯丙烯酸酯低聚物 5

1.5 UV玻璃表面涂覆涂料 7

1.5.1 UV固化涂料 7

1.5.2 表面涂覆UV固化 7

1.6 纳米掺杂多元氧化锡颗粒改性隔热涂料 7

1.7 本文的研究内容及意义 8

1.7.1 研究内容 8

1.7.2 意义 9

第二章 实验部分 10

2.1 实验原料与设备 10

2.1.1 实验原料 10

2.1.2 实验器材 10

2.2 涂料的制备 10

2.2.1 紫外光固化透明涂料的制备 10

2.2.2 透明隔热涂料的制备 11

2.3 固化膜的制备 13

2.3.1 涂层的涂覆 13

2.3.2 固化膜的制备 13

2.4 固化膜性能测试 13

2.4.1 硬度测试 13

2.4.2 光透过率测试 13

2.4.3 隔热温差测试 13

2.4.4 接触角测试 14

第三章 实验结果及分析 15

3.1 UV固化透明涂料的制备及其性能表征 15

3.1.1 光引发剂含量对固化膜硬度的影响 15

3.1.2 低聚物配比对固化膜硬度的影响 15

3.2 MTO含量对固化膜性能的影响 16

3.3 KH570含量固化膜性能的影响 17

3.4 MTO含量对固化膜隔热性能的影响 19

第四章 结论 20

4.1 紫外光固化透明涂料及固化膜的制备 20

4.2 MTO对UV固化膜的性能的影响 20

4.3 展望 20

参考文献: 21

致谢 23

绪论

引言

随着中国的迅速发展，中国的能源消耗也越来越大，而建筑能耗在整个能耗中的占比也是非常高的，主要为空调、照明、供暖过程中产生的能量损失。如果有效降低建筑能耗所引起的能耗，将大大提高我国的能源利用效率。其中，采暖和空调是最重要的能源消耗来源，因此冬季室内采暖和夏季降温可以通过有效减少散热来降低室内外热量耗散。对于一些传统建筑材料，已经无法满足节能的要求，因此，各行各业研究人员研制出许多新建筑节能材料。近几十年来，建筑物或住宅的玻璃窗总面积不断增加，以获得足够的日光透过率和更好的视野，这导致了能源消耗的增加，因为建筑物的大部分能量损失发生在窗户上^[1]。因此，需要一个热绝缘透明窗口系统的发展，这是最重要的部分在节能建筑的建设，不断增加，为了节约能源成本和减少二氧化碳排放量，减少使用含碳燃料。目前，多层玻璃已被广泛应用于商业建筑的窗户系统，以达到保温和隔音的目的。但是，该窗口系统存在安装成本和产品本身成本高的缺点。因此，涂覆层的玻璃窗在可施工性和经济性方面都优于多层玻璃的窗户系统，因此备受关注。例如，使用隔热材料^[2]作为建筑物墙壁上的表面涂层，透明玻璃的表面绝缘涂层等。对有效能源使用的日益增长的需求促使人们使用有效的隔热材料。纳米复合材料代表了能够满足这些需求的一种重要的材料类别，能够实现大量的节能和特定的应用^[3]，如建材玻璃表面的涂覆涂料^[4]。

如今，中国已成为最大的涂料生产国和消费国，大多数涂料都是采用有机溶剂。在有机溶剂涂料的生产工艺、建造加工和固化成膜的过程中会释放严重污染空气的物质，挥发性有机化合物（VOC）。根据统计，涂料生产和加工过程中释放出的挥发性有机化合物含量是总挥发性有机化合物污染产生的第二大因素。因此，研制环保型涂料是中国涂料绿色发展的必要路线。其中，现有的紫外光固化涂料(UVCC)是环保型涂料^[5]之一。

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