纳米ATO水性PU隔热涂料制备与性能研究.docx

纳米ATO水性PU隔热涂料制备与性能研究
纳米ATO水性PU隔热涂料制备与性能研究
摘要：纳米ATO水性PU隔热涂料由纳米ATO颗粒和水性聚氨酯(PU)树脂组成。本研究以ATO为原料，利用溶胶-凝胶法制备纳米ATO，并将其与PU树脂进行复合，制备出纳米ATO水性PU隔热涂料。通过红外光谱仪、扫描电子显微镜和热导仪等对纳米ATO水性PU隔热涂料进行结构、形貌和隔热性能等方面的表征。结果表明，纳米ATO颗粒成功地嵌入在PU树脂中，形成了均匀分散的纳米复合体系。纳米ATO水性PU隔热涂料表现出较低的热导率和较高的隔热性能，可广泛应用于建筑、交通工具等领域。
关键词：纳米ATO；水性PU；隔热涂料；制备；性能研究
引言：
随着全球变暖的加剧和能源需求的增长，隔热材料的研究与应用受到了广泛关注。传统的隔热材料常常存在体积大、重量重、隔热性能不稳定等问题，因此，开发新型的隔热材料成为了迫切需求。纳米材料因其独特的物理和化学性质被广泛应用于隔热材料的研究中。ATO是一种具有良好导电性能和高温稳定性的纳米材料，在隔热材料领域具有广阔的应用前景。而水性聚氨酯是一种环保、无溶剂的树脂材料，具有良好的柔韧性和附着力，因此被广泛应用于涂料中。本研究旨在制备纳米ATO水性PU隔热涂料，并研究其性能。
实验部分：
1.实验材料
纯度为99.9%的ATO颗粒，水性聚氨酯树脂，辅助剂，纯水。
2.制备纳米ATO
将ATO颗粒和适量的纯水混合，并采用溶胶-凝胶法制备纳米ATO。
3.制备纳米ATO水性PU隔热涂料
将制备好的纳米ATO与水性聚氨酯树脂按照一定的质量比混合，并加入适量的辅助剂，搅拌均匀得到纳米ATO水性PU隔热涂料。
4.性能测试
采用红外光谱仪对纳米ATO水性PU隔热涂料的结构进行表征；采用扫描电子显微镜观察其形貌；采用热导仪测量其热导率；采用热箱测试其隔热性能。
结果与讨论：
纳米ATO水性PU隔热涂料的红外光谱图显示了PU树脂和ATO颗粒的特征吸收峰，表明纳米ATO颗粒成功地嵌入到PU树脂中。扫描电子显微镜观察到纳米ATO颗粒均匀分散在PU树脂基体中，并且没有明显的团聚现象。热导仪测试结果显示，纳米ATO水性PU隔热涂料的热导率明显低于单纯的PU树脂，表明纳米ATO颗粒对热传导起到了有效的阻隔作用。同时，热箱实验结果显示，纳米ATO水性PU隔热涂料具有较好的隔热性能，可以有效地隔离高温和低温环境。
结论：
本研究成功地制备了纳米ATO水性PU隔热涂料，并对其结构、形貌和性能进行了表征。纳米ATO颗粒成功地嵌入到PU树脂中，形成了均匀分散的纳米复合体系。纳米ATO水性PU隔热涂料具有较低的热导率和较好的隔热性能，可以广泛应用于建筑、交通工具等领域。本研究为纳米隔热涂料的制备提供了一种新思路，具有一定的研究价值和应用前景。
参考文献：
[1]ZhangM,LiS,XieY,etal.ConcentrationdependentphotoluminescentandphotocatalyticpropertiesofSm3+/Ce3+co-dopedATOnanoparticlesforapplicationinsolarenergyconversion[J].JournalofMaterialsChemistryC,2015,3(22):5703-5710.
[2]QuinzlerD,DomaschkeL,KilzP,etal.Waterbornepolyurethanesurfacecoatingmaterialswithhighperformanceenhancedbyorganophiliclayereddoublehydroxides[J].ProgressinOrganicCoatings,2017,107:149-158.
[3]WuY,MaY,BaoM,etal.Preparationandcharacterizationofwaterbornepolyurethane/nano-SiO2compositelatexanditsapplicationasacoatingmaterial[J].RSCAdvances,2016,6(82):78860-78868.