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纳米隔热涂料的性能研究

 纳米隔热涂料的性能研究 

 

     夏季阳光照射在户外的石油储罐上,即使普遍采用银粉漆防腐,其表面温度仍可达6070摄氏度,而丙烯、液化气等储罐的设计是以50 摄氏度时的饱和蒸汽压力为依据的,因此在夏季当气温超过30摄氏度时就要对罐体进行冷却喷淋,以减少物质挥发,保储罐安全。但是喷水既浪费了水和电,又加剧罐体腐蚀。20世纪90年代初出现的“凉凉胶”,可比传统的银粉漆降低球罐表面温度10 - 15摄氏度 ,涂装工序较复杂,隔热效果仍不理想。20世纪90年代末,太阳反射型隔热涂料进人我国,近几年开发出了此种太阳隔热涂料,其隔热效果明显优于凉凉胶,但隔热性能仍需提高,附着力、耐腐蚀、耐候等综合性能有待进一步改进。

本文采用在太阳光谱波段范围具有高反射率的纳米氧化锆Vk-R30纳米氧化铝Vk-L30为填料,大幅度地降低了被涂物体表面的温度,进一步提高了隔热效果,同时解决了涂层材料因含大董有机溶剂而污染环境的问題。该涂料还具有附着力强、耐腐蚀、耐候性能优良,涂层薄,施工方便等特点。

 

    涂料中的填料因其粒径的不同,隔热效果有显著区别,含有纳米填料的涂料隔热效果明昆优于普通隔热涂料。因为随着填料微粒尺寸的减小,涂层内部的微观界面增多,且界面之间的距离减小,使热传导过程中的声子平均自由程降低。根据德拜的热动力学分析结果可知151,随着声子平均自由程的降低,填料微粒对声子的散射作用显著增加,材料热导率也随之减小。

(1)本研究所制备的纳米隔热涂料,经检测可以使罐体内水温降温幅度达到20 ~ 30 摄氏度;

(2)纳米氧化锆Vk-R30的粒径为10~20 nm纳米氧化铝Vk-L30的一维直径为10 -20 nm,有较好的隔热效果。

(3)涂料的隔热效果随着纳米氧化锆Vk-R30含量的增加而变好,在纳米氧化锆Vk-R30含量为6% -7%,隔热降温效果好。

(4)涂料的隔热效果随着纳米氧化铝Vk-L30含摄的增加而变好,当纳米氧化铝Vk-L30含量超过10% -15%时,隔热效果基本不变。

(5)涂刷3道,涂层厚度0.3-0.4 mm为比较好的涂层厚度。