本技术涉及建筑涂料,具体而言涉及一种气凝胶基防结露涂料。
背景技术:
1、在现代建筑和工业的广阔领域中,结露问题如同一个顽固的难题,频繁出现在湿度高、温差显著的环境中,如地下室、仓储空间、冷库及工业厂房等。这些场所中,结露现象尤为严重,不仅使墙面和设备表面蒙受潮湿与霉变的侵扰,影响视觉美观与卫生状况,更对建筑结构的安全性、设备的运行效率及长期使用寿命构成了潜在威胁。
2、鉴于上述挑战,工业界对于低温储存罐、医药冷却装置及冷流体输送管道等关键设施,普遍采取了喷涂防结露涂料的防护措施。然而,当前市场上的防结露涂料在性能上尚存局限,其初露点普遍较短,多在30至60分钟之间,且结露量控制不甚理想,常超过5克。当面对昼夜温差急剧变化或冷流体温度极低(低于0℃)的极端工况时,这些涂料的防结露效果往往大打折扣,难以满足工业应用的高标准要求。
3、因此,研发更高效、更持久的防结露涂料,以应对复杂多变的工业环境,成为了亟待解决的问题。
技术实现思路
1、为解决上述存在的问题,本技术提供一种气凝胶基防结露涂料,旨在显著提升涂料的防结露性能,有效延长初露点时间,并严格控制结露量至更低水平。
2、本技术提供的一种气凝胶基防结露涂料采用如下技术方案:
3、一种气凝胶基防结露涂料,各组分按照重量百分比计,包括:去离子水30-45%;纤维素0.1-1.0%;粉体5-10%;乳液25-35%;气凝胶0.5-3.0%;中空玻璃微珠15-30%;助剂1-2%。
4、通过采用上述技术方案:该涂料在面对昼夜温差急剧变化或冷流体温度极低(低于0℃)的极端工况时,依然能够表现出优异的防结露效果,这得益于气凝胶和中空玻璃微珠的双重作用,使得涂料能够在更广泛的温度范围内保持稳定的性能;
5、该气凝胶基防结露涂料通过独特的配方设计和组分配比,实现了在复杂多变的工业环境中高效、持久的防结露效果,为解决现代建筑和工业领域的结露难题提供了有力支持。
6、分析其原因,可能为:
7、气凝胶作为一种纳米多孔材料,具有极低的热导率,使得能够有效地阻止热量通过涂层传递,在防结露涂料中,能够显著降低涂层的整体热导率,从而减缓或阻止因温差引起的结露现象;其高比表面积和纳米多孔结构使其在涂料中能够形成连续的隔热层,有效隔绝外界热量对基材的影响,保持基材表面温度稳定,减少结露的发生。
8、同时中空玻璃微珠内部为空气填充结构,使得微珠具有极低的热导率,能够增加涂层的体积密度和表面粗糙度,有助于形成更加稳定的空气层,进一步减少热量的传递和结露的发生。
9、气凝胶和中空玻璃微珠在涂料中共同发挥作用,形成协同效应,气凝胶提供连续的隔热层,而中空玻璃微珠则通过其中空结构和球形特性进一步增强涂层的保温隔热性能和抗结露性能,在固化成膜时,气凝胶和中空玻璃微珠能够均匀分布在涂层中,形成致密的隔热网络,不仅能够有效阻止热量的传递,还能够提高涂层的整体强度和耐久性。
10、优选的,各组分按照重量百分比计,包括:去离子水30-35%,纤维素0.1-0.5%;粉体5-10%;乳液25-30%;气凝胶1.5-3.0%;中空玻璃微珠15-25%;助剂1-2%。
11、通过采用上述技术方案:气凝胶基防结露涂料在性能上将进一步得到提升。
12、优选的,各组分按照重量百分比计,包括:去离子水35%;纤维素0.5%;
13、粉体5%;乳液30%;气凝胶2.5%;中空玻璃微珠25%;助剂2%。
14、通过采用上述技术方案:该特定组分的配方制得的气凝胶基防结露涂料,能够在复杂多变的工业环境中展现出高效、持久的防结露效果,它不仅能够应对极端温差变化,还能在低温环境下保持稳定的性能。
15、优选的,所述中空玻璃微珠为空心玻璃微球经过氟化丙烯酸酯和聚n-异丙基丙烯酰胺表面改性制得。
16、通过采用上述技术方案:氟化丙烯酸酯的引入可能进一步降低微球表面的热导率,因为氟化物通常具有较低的表面能和较高的热稳定性,并且氟化基团具有极强的疏水性,能够显著降低微球表面的润湿性,这意味着在潮湿环境中,微球表面更不易被水润湿,从而减少了结露的可能性;
17、在低温下,聚n-异丙基丙烯酰胺(pnipam链段)可能更加伸展,亲水性增强;而在高温下,链段可能收缩,亲水性减弱,调节pnipam链段的分布情况从而改变涂层表面的湿润状态,可以在一定程度上辅助提升涂料的防结露性能;
18、因此采用氟化丙烯酸酯和pnipam对空心玻璃微球进行表面改性,可以显著提升气凝胶基防结露涂料的防结露性能。
19、优选的,所述空心玻璃微球改性的具体制备步骤包括:
20、s1、将空心玻璃微球置于等离子体反应器中,通入氟化丙烯酸酯蒸汽,在等离子体作用下,单体分子被激发并发生聚合反应,沉积在微球表面;
21、s2、在完成氟化丙烯酸酯的表面聚合沉积后,将改性后的空心玻璃微球从等离子体反应器中取出,并进行初步的清洗以去除表面未反应的单体和副产物;
22、s3、随后将微珠重新分散于甲醇的水溶液中,形成稳定的悬浮液,接着向该悬浮液中加入一定量的聚n-异丙基丙烯酰胺溶液,确保聚n-异丙基丙烯酰胺能够均匀分散并与氟化丙烯酸酯改性的微珠表面接触,并形成混合液,接着混合液进行升温并持续搅拌,保温反应2.5-3h,然后进行后处理,即得;
23、其中空心玻璃微球与氟化丙烯酸酯、聚n-异丙基丙烯酰胺的投料比例,按质量比计为1:(0.24-0.26):(0.51-0.55)。
24、通过采用上述技术方案:制得的改性空心玻璃微球在防结露性能方面表现出色,具有广泛的应用前景和市场价值。
25、优选的,所述纤维素为羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或多种。
26、通过采用上述技术方案:将上述纤维素种类中的一种或多种进行组合使用,可以充分利用它们各自的优点,实现性能上的互补和优化,以满足产品对防结露性能的一定要求。
27、优选的,所述粉体为碳酸盐系粉体、硅酸盐系粉体、硫酸盐系粉体、金属及氧化物类粉体、特殊功能性粉体中的一种或多种。
28、通过采用上述技术方案:将不同种类的粉体进行组合使用,可以综合发挥它们各自的优点,实现性能上的互补和优化。
29、优选的,所述乳液为苯丙乳液、丙烯酸乳液、硅丙乳液、氟碳乳液、氯偏乳液、有机硅树脂乳液、水性聚氨酯树脂乳液、叔丙乳液中的一种或多种。
30、通过采用上述技术方案:采用苯丙乳液、丙烯酸乳液、硅丙乳液、氟碳乳液、氯偏乳液、有机硅树脂乳液、水性聚氨酯树脂乳液、叔丙乳液中的一种或多种作为配方中的乳液成分,可以显著提升产品的性能、拓宽应用领域、提高施工效率和品质,并增强产品的耐久性和稳定性。
31、优选的,所述气凝胶是由气凝胶粉体材料分散于水中制得而成,其中气凝胶粉体材料的比表面为500-800m2/g,密度为0.08-0.1g/ml,粒径0.01-1mm,并至少为二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、石墨烯-二氧化钛气凝胶、二氧化硅-氧化铝复合气凝胶中的一种。
32、通过采用上述技术方案:特定规格的气凝胶粉体材料制备而成的气凝胶,能够显著提升涂料的防结露性能,这主要得益于其高比表面积、低密度、适宜粒径以及多样的成分选择。这些特性共同作用,使得气凝胶成为改善涂料防结露性能的理想添加剂。
33、优选的,所述助剂包括分散剂、润湿剂、消泡剂、ph调节剂、成膜助剂中的一种或多种。
34、通过采用上述技术方案:选用上述各助剂,可以显著改善环氧树脂组合物的加工性能、施工性能和最终产品的性能,这些助剂在环氧树脂组合物中发挥着不可或缺的作用,是制备高性能环氧树脂组合物的重要组成部分。
35、综上所述,本技术包括以下至少一种有益技术效果:
36、1、该涂料通过引入气凝胶和中空玻璃微珠,特别是经过氟化丙烯酸酯和聚n-异丙基丙烯酰胺表面改性后的中空玻璃微珠,显著提升了涂料的防结露性能,气凝胶的高比表面积和低密度特性,以及中空玻璃微珠的空心结构和改性后的低润湿性,共同作用下使得涂料能够在更广泛的温度范围内(包括昼夜温差急剧变化和冷流体温度极低的环境)保持优异的防结露效果,这大大延长了初露点时间,并严格控制了结露量至更低水平;
37、2、涂料配方经过精心设计,各组分之间的协同作用使得涂料在复杂多变的工业环境中表现出色,在湿度变化较大的环境,涂料能保持稳定的性能,有效防止结露现象的发生,同时采用的乳液成分如苯丙乳液、丙烯酸乳液等,不仅提升了涂料的性能,还增强了其耐久性和稳定性,延长了涂料的使用寿命。
1.一种气凝胶基防结露涂料,其特征在于,各组分按照重量百分比计,包括:
2.根据权利要求1所述的气凝胶基防结露涂料,其特征在于,各组分按照重量百分比计,包括:
3.根据权利要求2所述的气凝胶基防结露涂料,其特征在于,各组分按照重量百分比计,包括:
4.根据权利要求1-3中任一所述的气凝胶基防结露涂料,其特征在于,所述中空玻璃微珠为空心玻璃微球经过氟化丙烯酸酯和聚n-异丙基丙烯酰胺表面改性制得。
5.根据权利要求4所述的气凝胶基防结露涂料,其特征在于,所述空心玻璃微球改性的具体制备步骤包括:
6.根据权利要求1-3中任一所述的气凝胶基防结露涂料,其特征在于,所述纤维素为羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或多种。
7.根据权利要求1-3中任一所述的气凝胶基防结露涂料,其特征在于,所述粉体为碳酸盐系粉体、硅酸盐系粉体、硫酸盐系粉体、金属及氧化物类粉体、特殊功能性粉体中的一种或多种。
8.根据权利要求1-3中任一所述的气凝胶基防结露涂料,其特征在于,所述乳液为苯丙乳液、丙烯酸乳液、硅丙乳液、氟碳乳液、氯偏乳液、有机硅树脂乳液、水性聚氨酯树脂乳液、叔丙乳液中的一种或多种。
9.根据权利要求1-3中任一所述的气凝胶基防结露涂料,其特征在于,所述气凝胶是由气凝胶粉体材料分散于水中制得而成,其中气凝胶粉体材料的比表面为500-800m2/g,密度为0.08-0.1g/ml,粒径0.01-1mm,并至少为二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、石墨烯-二氧化钛凝胶、二氧化硅-氧化铝复合气凝胶中的一种。
10.根据权利要求1-3中任一所述的气凝胶基防结露涂料,其特征在于,所述助剂包括分散剂、润湿剂、消泡剂、ph调节剂、成膜助剂中的一种或多种。