1. 研究目的与意义（文献综述）

随着国内经济迅速增长和社会的发展，现代社会人们对居住环境的要求也逐步提高，更多室内建筑安装了采暖和制冷设备，建筑能耗呈上升趋势。据统计，建筑能耗在社会总能耗中占比高达30％以上，而其中空调采暖能耗更是占了建筑能耗的60％~70％，而物体因吸收太阳辐射引起表面温度过高的现象会给工业生产和日常生活带来诸多问题和不便，如：传统建筑物外墙涂料隔热效果差，使得建筑物屋顶和外墙表面温度升高，从而引起周围环境和室内温度过高，降低生活环境的舒适度。因此研究开发出性能优异外墙隔热保温涂料降低太阳辐射所导致的空调能耗增加具有巨大的社会意义和广阔的市场前景。

隔热涂料的使用可以缓解全球能源危机，减少城市热岛效应带来的过多能量消耗。隔热材料的开发有望使人们在享受舒适生活的同时，实现节能的理想。因而对于隔热材料的开发，尤其是反射型隔热材料的开发一直倍受国内外关注。时代的发展和科技的进步也给隔热涂料用颜料提出了更高的要求，目前隔热涂料用颜料的主要发展趋势就是环境友好型，具有高近红外反射率无机颜料的研究。隔热材料选用中空玻璃微珠，中空玻璃微珠的主要成分为al2o3和sio2,是一种中空的玻璃体结构,中空微珠内封闭的气体对流传热小,导热系数小,可以显著提高材料的隔热保温性能，同时能够降低涂料密度。通过合理的工艺手段获得表面质量良好，球形度均匀，表面孔径小的中空微球。

进一步提高其隔热性能，是新型隔热保温材料填充颗粒的重要发展方向之一。反射材料选用二氧化钛。二氧化钛是一种多晶型的化合物，在自然界中有三种结晶形态：金红石型 (rutile)、锐钛矿型(anatase)、板钛矿型(brookito)。由于具有化学稳定性好、光催化活性高、价廉易得等优点，二氧化钛被广泛应用于紫外线屏蔽、灭菌、光催化废水处理、汽车面漆开发、功能陶瓷、气敏传感器件多领域。尤其是金红石型二氧化钛，因晶格较小而紧密，故稳定且有较高的硬度、密度、介电常数及折射率，遮盖力和着色力也较高，对光的反射、散射能力很强，因而在反射型隔热材料领域深受欢迎。根据能带理论和菲捏尔公式,应选择电导率高、禁带宽度在0.5～ 3.1 ev(即近红外和可见光范围内对应的禁带宽度,其中近红外为0.5～ 1.7 ev,可见光为1.7～ 3.1 ev)范围内,并且折射系数大的物质。从金红石型与锐钛型的二氧化钛的反射光谱图可知,二氧化钛的折射系数大,为2.5～ 2.8,禁带宽度为3.0 ev,对近红外的反射比大,仅在近红外与中红外的交界处,反射比稍微下降。因此,二氧化钛是一种较理想的红外反射材料。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：用溶胶凝胶法和非均相沉淀法在玻璃微珠表面包覆一层二氧化钛纳米薄膜；

材料表征运用：通过sem、tg、dta、xrd、ft-lr 及bet等测试手段对其进行表征并探讨了表面活性剂的种类及加入量、水的加入量、合成温度、反应物浓度及不同热处理方式等因素对样品形貌、结构的影响。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－5周：制定研究方案，明确试验方法、分析技术和手段，完成实验准备工作。

第6－14周：研究并确定制备工艺参数，按计划制备出二氧化钛包覆型玻璃微珠粉体材料；采用相关测试技术对样品的性能进行研究分析；并将改性后的玻璃微珠在涂料中的应用开展研究。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]马承银，李延升等. 二氧化钛包覆中空玻璃微珠制备近红外反射材料[j]，中南大学学报，2004（5）.

[2]夏志伟. 玻璃微珠表面纳米二氧化钛薄膜包覆及其隔热性能研究[d]，华南理工大学，2015年.

[3]张侠州. 低热导率多层复合结构空心微球模板法合成与表征[d]，哈尔滨工业大学，2016年.