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摘 要

本文旨在合成有机硅树脂后，加入硅溶胶提升其硬度，探求硅溶胶和有机硅树脂的最佳配比。当配比确定后加入多元掺杂氧化锡（MTO）颗粒制备涂料，作为玻璃隔热层。以普通玻璃作为基材，研究颜基比，涂料固含量，固化时间，固化温度，对涂层光学性能、隔热性能、以及涂层硬度的影响。最终得到的实验结果表明当采用甲基三乙氧基硅烷（MTES）的质量与硅溶胶（10%）的质量1：1的配比混合后，改性有机硅树脂硬度表现最佳。以不同的颜基比加入多元掺杂氧化锡（MTO）制备涂料并淋涂于玻璃片，对固化后的涂层作硬度测试、光透过率测试、隔热性能测试。我们发现颜基比为1：3.5时，透光率，隔热性能最佳。当固化条件为160℃，1h，固含量为20%时硬度表现最佳。在加入多元掺杂氧化锡（MTO）颜料后并以上述最优条件制备涂料并表征后，涂层可见光透过率可达 80% 以上，红外阻隔率达到60%以上，紫外阻隔率达到 40%以上，硬度可达3B，隔热温差达到8.4℃，同时具备很好的透明性以及隔热性能。

关键词：多元掺杂氧化锡（MTO） 隔热涂料 改性有机硅树脂 硅溶胶

Preparation and characterization of modified silicone coatings

Abstract

This paper aims to synthesize silicone resin, add silica sol to increase its hardness, and explore the best ratio of silica sol and silicone resin. When the ratio is determined, a multi-component tin oxide (MTO) particle is added to prepare a coating as a glass insulation layer. The ordinary glass was used as the substrate to study the effect of the pigment base ratio, the solid content of the coating, the curing time, the curing temperature, the optical properties of the coating, the thermal insulation properties, and the hardness of the coating. The experimental results obtained show that the modified silicone resin has the best hardness when the silicone resin synthesized by monomethyltriethoxysilane (MTES) is added to the silica sol in a mass ratio of 10:1. The coating was prepared by adding multi-component tin oxide (MTO) to different glass bases and sprayed on the glass sheet. The cured coating was subjected to hardness test, light transmittance test and thermal insulation performance test. We found that the light transmittance and the thermal insulation performance were the best when the ratio was 1:3.5. The hardness performed best when the curing conditions were 160 ° C, 1 h, and the solid content was 20%. After adding multi-component tin oxide (MTO) pigment and preparing and characterizing the coating under the above optimal conditions, the visible light transmittance of the coating can reach over 80%, the infrared blocking rate is over 60%, and the ultraviolet blocking rate is over 40%. The hardness can reach 3B, the thermal insulation temperature difference reaches 8.4 °C, and it has good transparency and heat insulation performance.

Key words: multi-component tin oxide (MTO) coating modified silicone resin silica sol

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 III

第一章 文献综述 1

1.1 前言 1

1.2 工业硅溶胶 2

1.3 有机硅树脂涂料 2

1.4 纳米透明隔热涂料 3

1.5 本文所研究的内容及意义 4

第二章 实验部分 5

2.1实验原料与设备 5

2.1.1 实验原料 5

2.1.2 实验仪器 5

2.2 反应原理 6

2.3 有机硅树脂的制备 6

2.3.1 MTES单体的精制 6

2.3.2 制备改性有机硅树脂 6

2.4 涂料的制备 7

2.4.1 玻璃基材预处理 7

2.4.2 改性有机硅涂料的制备 7

2.4.3 涂料的淋涂 7

2.4.4 涂层的固化 8

2.5涂层性能测试 8

2.5.1红外光谱分析 8

2.5.2硬度测试 8

2.5.3光透过率测试 8

2.5.4隔热温差测试 8

第三章 实验结果与讨论 9

3.1 有机硅树脂红外分析（FTIR） 9

3.2 颜基比不同对透光率的影响 10

3.3 固化条件对涂层硬度的影响 11

3.4 改性有机硅涂料固含量对涂层硬度的影响 11

3.5 隔热性能测试 12

第四章 实验结论与展望 14

参考文献 15

致谢 17

第一章 文献综述

1.1 前言

在我们国家，建筑物的能源消耗约占发达国家能源消耗的40％^[1]。建筑物的能源使用效率已经成为限制各种碳排放目标的日益紧迫的问题，我们要做的是减少二氧化碳的排放量并减少建筑物中使用的能源。近几十年，大型窗户和玻璃幕墙已广泛应用于建筑物中，这导致建筑物的能耗不断增加，例如夏季空调和冬季加热器的使用增加。为了降低能耗，太阳能过滤器已被用作建筑或车辆玻璃的涂层。通常，这种滤光器应具有对近红外光的屏蔽效率和对可见光的高透过率。这些特性将使得在建筑物内不减弱太阳透过率的同时降低热量。不幸的是，大多数商业使用的建筑玻璃表现并不尽人意^[2]。其中大多数会透过80％的太阳辐射热，有人会使用使用高反射涂层，这会大大的降低建筑物内的可见光度。也就是说，隔热差，可见光透过率低，使我们的建筑玻璃所产生的严重问题。

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