云母基钒酸铋复合材料的制备及反射性能的研究文献综述

 2022-11-13 14:58:33

开题报告

1.前言

由于城市的热岛效应,和公认的气候变化,明显的高温将会给城市带来更严重的问题,同时随着夏热冬冷和夏热东暖地区的采暖需求逐年上升,空调用电成为了夏季居民用电的主要部分,无论是建筑空调用电,还是交通工具空调用电,用电高峰符合已经对电网容量与安全形成挑战,夏季阳光直接照射的墙体和屋顶表面温度可超过60℃,给生活和生产带来了不便。反射隔热涂料施工方便,涂刷在墙体、屋顶后能有效反射太阳辐射,起到显著的降温效果,从而降低夏季空调能耗[1],为响应国家节能减排的政策,以及本着可持续发展的思想,当今社会迫切要求提高建筑的能源利用效率,在保证合理舒适度的前提下,降级能耗。如何使阳光下直射的材料表面温度不至于太高,这个课题越来越引起了科学工作者的注意,任何表面对接受的太阳光都会产生不同程度的反射。我们把一定表面反射的太阳光能量和入射到改表面的总太阳能量的比例称为总反射率,以百分数表示。如果一个物品表面的太阳光总反射率为80%,则可认为它吸收了20%的入射能量。

GB50189《公共建筑节能标准设计》[2]规定,在夏热冬冷和夏热冬暖地区必须充分考虑夏季隔热要求。建筑反射隔热涂料通过有效反射夏季的太阳能量的吸收。因此,外墙,屋面涂装改类涂料后,涂膜表面温度不会大幅度升高,从而减少通过墙体,屋面向建筑物内的传热。

红外反射颜料可分为有机红外反射颜料和无机红外反射颜料。而无机颜料有着有机颜料所不可替代的一些优异性能(如高耐高温性、耐候性及优良的耐腐蚀性等),所以研制和开发新型无毒、高性能的红外反射无机颜料以取代传统的有毒低性能颜料已成为研究的热点,从而适应社会对环境保护和产品性能的要求。本课题对云母基钒酸铋复合材料的制备及反射性能的进行研究,从而为更先进的红外反射颜料的制备提供一些理论的依据

2.国内外发展情况

太阳热反射涂料国外20世纪50年代研制成功并投产,70年代至80年代其理论表述已经形成。Carll等人[3]从热传递机理着手,提出来采用多种途径对基材进行复合隔热的方案,打破了只利用导热系数低的材料隔热的传统隔热方法。90年代后期,随着技术的发展,高性能树脂的合成、高反射率的颜填料发现以及更精确、更快捷检测仪器的研制成功,使太阳热反射涂料技术更加完善。随着建设节能型社会的发展要求,太阳热反射涂料的研究在我国也呈现出方兴未艾的趋势。德国盾牌生产的陶瓷隔热涂料,用粒径微小的真空陶瓷微珠与其相应的树脂组成,有着较强的附着力,在基材表面涂覆仅0.3mm,即可达到总反射率90%的优异隔热效果。Paul[4]等人,在树脂中加入阻燃材料,并配合加入适当的反射材料,制得的涂料有很高的反射率,同时有很好的阻燃效果。Domenick[5]等人研究出了一种有机硅热涂料,其原理是利用化学气相蒸发法,将有机溶液中的有机物蒸发掉,从而在基材上形成一层陶瓷漆膜,该涂层同时具有耐水和耐热的特点。Naofusa[6]等人研制出一种深色系列的反射隔热涂料,该涂料运用了多种颜色填料,突破了反射涂料的大部分白色的瓶颈。R.Neil[7]等人用马来酸二丁酯-乙酸乙烯的共聚物作为涂料成膜,然后加入GeramicSul32隔热材料,开发出一种隔热性能优良的水性涂料。国内广大科研工作者也在反射隔热材料方面进行了大量的研究和实验探索,取得了很好的成绩。顾晓鸣等人[8]开发出一种可以反射各种波长的紫外线和红外线的隔热涂料,反射率高到80%,该涂料以纯丙乳液或苯丙乳液作为膜物质,以钛白粉,纳米二氧化硅为主要颜填料,再加入分散剂,消泡剂,防霉剂,流平剂等制成。沃群鸣[9]通过在硅酸盐结晶相为基材,加入云母粉、Al2O3、TiO2、金属氧化物粉末等高温锻烧后制得了反射率达到的红外反射颜料。徐庆[10]等制得CuO-Co2O3-Fe2O3-MnO2过渡金属氧化物复合的红外反射陶瓷颜料,常温下其红外反射率达到90%。

3.云母基/钒酸铋复合粒子前驱体

3.1云母基

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