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随着经济的快速发展及日益严峻的能源危机,建筑节能日益受到人们的关注,建筑节能技术的开发与应用已成为当前建筑和建筑材料领域的热点问题之一。通过将相变储能材料应用于建筑材料中,利用相变材料的相变过程实现热量的储存和释放,降低建筑物室内的热流波动幅度,能有效地降低建筑能耗。
本课题主要研究以聚氯乙烯为涂层材,采用特殊的技术方法将相变微胶囊和光变色颜料加入到涂层胶中,制备兼具蓄热调温性和光致变色性的建筑膜材。初步探讨了PVDF膜材的制备方法及加入相变微胶囊后PVDF膜的调温性能。
本课题采用的三种相变微胶囊均是以三聚氰胺树脂为壁材,芯材为(1)相变温度分别为24℃和38℃的十二醇和十四醇(混合比为1∶1)的复合芯材;(2)相变温度为28.18℃的正十八烷芯材;(3)相变温度为24℃的十二醇芯材。采用DSC图及步冷步热曲线对相变微胶囊的调温性进行表征,筛选出调温性优异的相变微胶囊并将其应用于建筑膜材中,研究相变微胶囊的用量对膜材储能性能的影响。
对PVC蓄热调温膜的制备工艺进行了探讨,研究相变微胶囊的加入及用量对膜材力学性能的影响,并用扫描电镜观察相变微胶囊在膜材中的形貌。
将光致变色颜料应用于建筑膜材料中,研究光致变色颜料的用量对膜材光致变色性能的影响,并采用红MC和蓝SMC按不同的比例进行拼色研究。
结果表明:通过将相变微胶囊和光变色颜料加入到PVC涂层胶中制备智能调温变色PVC建筑膜材的方法是可行的。在一定范围内,相变微胶囊的用量越多,膜材的蓄热调温性能越好;相变微胶囊完整、均匀地分散在PVC膜中;随着光致变色颜料用量的增大,变色后试样的颜色深度增加,但存在一个饱和值,当颜料用量达到4%时,再增加颜料用量,试样颜色不再明显加深;通过改变光致变色颜料红MC与蓝SMC的比例可以获得新色谱;含氟树脂的加入使膜材具有了一定的疏水性能,可以制得多功能的建筑膜材。
初步探讨PVDF建筑膜材的制备方法,研究不同的工艺条件对膜材性能的影响,确定出最佳工艺;并研究将相变微胶囊加入涂层胶中,制备储能PVDF膜。结果表明:经过预浸胶工艺后膜材的力学性能明显提高;PVDF膜材的最佳制备工艺为8%预浸胶涤纶基布→100℃焙烘4min→在基材的一面涂层(15%PVDF溶胶、12%CaCO3和4%TiO2)→100℃预烘4min→反面再涂层→100℃预烘4min→180℃焙烘1min;加入相变微胶囊后,PVDF膜具有一定的蓄热调温性能,且加入相变微胶囊的量越多,蓄热调温性能越明显。