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热控相变涂层的制备与研究 王永凤周学梅魏文政 西南工程技术研究所，重庆400039 摘要：将具备可逆吸热/放热功能的高比热容材料以微胶囊形式进行包覆后，通过与树脂粘接剂 的充分润湿和均匀分散，制备具有吸/放热和保温功能的热控相变涂层。在相变涂层传热理论模型基 础上，研究了不同微胶囊含量和不同涂层厚度下的控温功能，并与普通涂层进行了贮热性能对此测 试。 关键词：微胶囊；相变涂层；包覆；控温 研发与应用· 1热控相变涂层制剖2】 1．1试验材料 1．2制备工艺 按照设计的配方皱将4：fI变微胶囊、研：锻树lIP,、洲m分敞助剂等进行称弧配料Ji，住．：’i速分}i女4+JL|．-进 行润}!IJ!分散后，将漆浆均盘埔J涂仡金属板梭jL I：，烘I：』I成膜，涂止：Jt乒度为2～4ram。 1．3涂层性能测试 采』ff{】差热分析仪、扫描lI：L镜和十t度分41i／tjl『j试仪，刈‘牛|I变微胶一粒／fi蜡进行r牛¨变温度和卡H变：}；{『、微观 形貌和粒径分行测试：采川电红外线加热测试装咒，将溥通涂J+4-fi-为对比测试样，往棚变温度附近，舯 涂层的控温能力进行r测试。测试装代见㈧l。 中圜涂料技术创新高峰论坛．论文集 图1红外线加热测试装置 2试验结果分析与讨论 2．1相变微胶囊的组成结构分析【31 相变微胶囊f}1脲醛一蜜胺树脂／硅烷偶联剂也覆聚硫橡胶蠼l拨材料平¨丫i蜡，岂：材料纰成，制衙的棚 变微胶囊及其微观形貌见1312雨II矧3。聚硫橡／l乏J0彳r较女f-fi9M·№经过怵醛一蜜胺钳H旨改·陀JI，提．：葛r，嵌 壁强度，对二【fI苯等溶剂具彳丁较强的耐溶胀‘陀能，能』，¨fJf：溶剂型涂料tfI．，fi蜡的比热容为3．2×l()‘J／ (kg’℃)，属丁人热惯镀材料，jL乍_】．较姐的’：热功能。经过篪热洲跌，微胶瞧，ri蜡的牛11变点分圳为40℃和 60℃，牛||变焓为132．6Jig，见【冬14所，J：。 图3相变微胶囊微观相貌 @多 -研发与应用 图4微胶囊石蜡差热图 采用微胶囊的粒径分布在40～60pm，见图5，满足涂层细度的基本要求。 中国涂料技术创新高峰论坛．论文集 图5微胶囊粒径分布图 2．2相变涂层控温性能分析 2．2．1相变涂层传热理论模型141 涂层在大气中的热传递表现为物体表面一大气之间的热交换，热平衡方程式见式(1)： (1) Q=一Q广Q2+Q3+Q4+Q5 式中，旷相变涂层释放出的热量； Q．——吸收的短波辐射能量； Q：——积吸收的长波辐射能量： Q，——与大气的热交换能量； Q。——材料辐射热量； Q，——涂层的相变潜热。 将式(1)Jfl温度、表面发射率、重量、空气热膨胀系数、对流交换传热系数、涂层比表面积等参数替代 后计算，得