创新设计方案.doc

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1、创新设计方案设计人：胡锁院校：西安思源学院机电工程学院班级：10级机制设计制造及其自动化04班学号：1010110415变温自洁地板家居生活中必不可少经常清洁地板，如果有一种自洁地板，那能省多少事啊！冬天在北方地区有地板采暖等暖气措施，但在南方没有暖气措施，因此想出一种能变温地板，在冬天可以供暖又可自洁地板。下面简单谈谈变温自洁地板实施方案：利用的材料：地板（实木地板、强化地板、实木复合地板、软木地板、强化地板、强化复合地板、竹地板、地热采暖地板、塑胶地板、防静电地板、竹木复合地板、曲线地板）、氧化锌、特殊纳米材料，根据南北不同，所用地板也不同。以实木地板为例，实木板是天然木材经烘

2、干、加工后形成的地面装饰材料。它呈现出的天然原木纹理和色彩图案，给人以自然、柔和、富有亲和力的质感，同时由于它冬暖夏凉、触感好的特性使其成为卧室、客厅、书房等地面装修的理想材料。结合纳米材料，地板内部结构分子呈现层状线性结构，使它具有自洁效果。跟据冷热空气密度不同，热空气上升冷空气下降原理，在夏天，地板可以实现制冷；在冬天，可以实现制热，在地板里安装纳米热敏材料，接一些冷凝微型管。同时连接导线，在6至10V的电压范围内可实现加热制冷效果，地板上表面有防静电效果。当然在北方地区有供暖地板，那就实施另一种方案，其中去掉纳米热敏材料，接微型冷凝。在制作变温自洁地板时利用到氧化锌，在化学材

3、料ZnO(氧化锌)是一种带隙宽禁带半导体材料，室温下的带禁宽度为3.37ev，具有很好的化学稳定性。纳米氧化锌在分解氮氧化物，抗菌，吸收紫外线等方面有广泛的运用。在涂料配方设计中，氧化锌可为设计者提供许多高性能的涂料配方。氧化锌具有优异的防霉性和控制微生物真菌的功效。由于氧化锌具有吸收紫外光的能力，它能与涂料中的羧酸根离子形成配位化合物从而降低涂膜中水的敏感性，因此，氧化锌可以提高涂膜的耐候性和抗粉化性能力。另外，由于氧化锌的折射率较高，因此也具有较高的遮盖力。一般来说，陶瓷、罐桶涂料均用粒径小、纯度高的间接法氧化锌；室内涂料、乳胶涂料则多用针状的直接法氧化锌，使之吸油值较高，能改

4、进悬浮性能。当氧化锌用于乳胶漆中时，若用量太大，会引起涂料粘度大大增加，降低涂料的稳定性，可通过选择合择的分散剂、TiO2品种、基料品种、pH值、原始粘度和PVC等来得到稳定的涂料配方。在涂料配方设计中，氧化锌可为设计者提供许多高性能的涂料配方。氧化锌具有优异的防霉性和控制微生物真菌的功效。由于氧化锌具有吸收紫外光的能力，它能与涂料中的羧酸根离子形成配位化合物从而降低涂膜中水的敏感性，因此，氧化锌可以提高涂膜的耐候性和抗粉化性能力。另外，由于氧化锌的折射率较高，因此也具有较高的遮盖力。一般来说，陶瓷、罐桶涂料均用粒径小、纯度高的间接法氧化锌；室内涂料、乳胶涂料则多用针状的直接法氧化

5、锌，使之吸油值较高，能改进悬浮性能。当氧化锌用于乳胶漆中时，若用量太大，会引起涂料粘度大大增加，降低涂料的稳定性，可通过选择合择的分散剂、TiO2品种、基料品种、pH值、原始粘度和PVC等来得到稳定的涂料配方。适宜的粗糙度会赋予材料表面一些有利的特性，如防水，防氧化，防污染，防电流传到等，这些恰是木制地板防腐所需要的。最近，在无机化学报看了一篇叫《有机-无机自组装制备类荷叶结构疏水涂层及其性能研究》的报告。它是根据自然界中荷叶疏水性制得。荷叶的疏水原因有二，其一是荷叶表面有蜡状物，二是荷叶表面分布着直径5~9um的乳凸，且每个乳凸表面分布有直径约100um的绒毛。在疏水材料（接触角

6、>90°）表面构建超疏水性表面制备途径在粗糙表面上修饰低表面能的物质（超疏水涂层与水的接触角>150°，滚动角<10°）n将样本SiC沿垂直C轴方向切片，对表面进行抛光，用酒精、离子水清洗，和硝酸锌溶液预热15分钟，采用408A型超声雾化器，氧化锌生长40分钟。n以SiC作为ZnO外延生长的几何支撑，利用SiC的晶格常数特征和晶体对称性作村底材料。方法：将3cm×3cm×0.3cm的木材浸渍在V(HNO3):V(H2O2)=1:124h，取出后用离子水、乙醇反复冲洗。n将基片浸渍在硅烷偶联剂（KH550)中24小时，超声震荡5分钟，使KH550充分浸润基片，再用匀胶机均匀地在基片上

7、旋涂一层KH550，然后在鼓风干燥箱中干燥1小时，再用台式匀胶机旋涂上预先制备的氧化锌乳液，加一定量的氨水，定温干燥，转移至管式炉中350°2小时，这样木板就被覆盖了一层超疏水涂层，有效的延长了木地板的使用寿命。Cassie方程：Cosβ=f×cosβ＇﹢f‐1f=溶液与固体的接触面积÷总接触面积β、β＇分别表示表观接触角，表征接触角Cassie认为：粗糙度超过一定数值，液滴在表面的接触就由全润湿的单一液相接触转变为复合接触，液体无法填充粗糙表面的细微空间，从而提高了