data-full-width-responsive="true"> 纳米二氧化钛水溶胶对隔热涂料反射可持续性影响的应用探讨沈航( 福建建筑科学研究院，福州350002; 福建省绿色建筑技术重点实验室，福州350002; 福建建工建材科技开发有限公司，福建闽侯350100)近年来，反射隔热涂料因其独特的热阻滞性能和日益广泛的适用性正逐渐受到广大客户的青睐和研究人员的重视。此类产品的研发多集中于功能性颜填料的开发、基料改进、颜基比的选择，及成品涂装养护后的初期性能评测。实际上，此类产品在外墙涂装后经自然老化，反射性能均呈现出不同程度的降低。Dornelles 等将包含普通涂料的20 组样品在自然条件下经历18 个月的耐老化实验，分析结果表明，在6 个月内大部分样品的太阳光反射率均呈现出很大程度的降低，对浅色涂层的影响尤为明显，这主要归因于风化和粉尘沾污吸附，仅有黑色和墨绿色的普通样品因附着粉尘的反射性能略好于原涂层而使反射性能得到轻微的提升。此项结论在Sleiman 的研究中得到了证实，并建立了数学模型来评估沾污后太阳光反射率与附着于涂层上不同特性粉尘的关系。Berdahl 的工作则非常细致地阐述了自然老化条件下沾污粉尘对涂层的化学作用和随之引起的涂层反射率的变化。然而，这一普遍存在的影响产品性能稳定性的严重问题，其解决方案却少有人述及。实际上，更新的国家标准GB /T2352014对此类产品性能的可维持性提出了相关要求，并使用沾污后太阳光反射率下降比( TSR) 这一项目来衡量。涂层反射性能的下降，主要原因为涂层表面被大气中的污染物附着，污染物的反射性能小于涂层而引起的，这在表面凹凸不平的砂壁状质感类涂料的应用中尤为明显，故改善涂层的耐沾污性能对涂层反射性能的维持同样具有非常重要的意义。传统的耐污涂装防护通常使用表面能较低的含氟树脂及硅改性树脂涂覆涂层表面，利用其较强的疏水性来阻止水分和无机粉尘的附着，起到不错的效果; 但近年来随着城镇化进程的加快，化工行业的不断发展及交通运输水平的不断提高，大量石化生产、工业涂装、交通工具的尾气排放使得大气粉尘中VOC 含量呈上升趋势，其中含有的烃类、炔类有机物和二次反应形成的酯、醛、酮类都可不同程度地润湿上述树脂表面，从而影响涂层的表面性能，使耐污能力受到影响，故必须寻找新的防污途径或对依附于涂层表面的有机物进行自发降解，才能维持涂层表面的清洁。近年来，纳米二氧化钛由于其独特的超亲水性和光催化性能被大量研究，其能在紫外辐照下产生电子－空穴对，与吸附其表面的水、氧反应生成羟自由基，分解附着的有机污染物，实现表面自清洁;此外，其在光照下可形成超双亲表面，使污染物与其紧密接触，提高光催化分解效率，同时也利于雨水对其冲刷，实现表面自清洁。这两种自清洁原理的协同作用，可使经纳米二氧化钛改性的涂层表面具有良好的自清洁特性，从而使隔热涂层的反射性能得以维持。本文使用纳米二氧化钛水溶胶取代传统的硅丙罩面对反射隔热涂层表面进行改性，并对比原涂层、纳米二氧化钛改性涂层及硅丙罩面涂层在自然老化条件下的太阳光反射率变化，以期能够对反射隔热涂料这一产品进行可持续的长效性改善，同时使既有涂层的低成本涂装维护成为可能，从而使此类产品具有真正意义上的长效节能作用。1 实验部分1 1 实验原料无机混相颜料: 湖南巨发科技有限公司; 金红石型二氧化钛( R219) : 中核华原钛白股份有限公司; 改性二氧化钛( IR1000) : 江苏泛华化学科技有限公司;建筑涂料水性色浆( SM6805，SM9815，SM9806) : 苏州世名科技股份有限公司; 高岭土、重质碳酸钙: 均为1 200目，福州新勇顺贸易有限公司; 苯丙乳液( 296DS) : BASF; 硅丙乳液( 555) : 江苏李文甲化工有限公司; 纳米二氧化钛水溶胶( SL102) : 福州名谷纳米科技有限公司; 外墙腻子: 福建建工建材科技开发有限公司; 消泡、增稠及流变助剂: 市售。1 2 实验仪器高速分散机: SDF400，上海众托实业有限公司;乳胶漆及多彩漆喷枪: W77， 871，ANEST－岩田; 紫外/可见/近红外分光光度计: Lambda 950，Perkin Elmer;红外光谱仪: Tensor 27，BRUKER; 便携式太阳光谱反射仪: AvaSR－96，Avantes。1 3 实验方案1 3 1 反射隔热涂层的制备及表面涂层保护按文献中的配方分别制备不同明度、质感装饰效果的反射隔热乳胶漆及质感涂料( 水包水及水包砂多彩涂料) ，并同时制备硅丙罩面清漆。其中乳胶漆按中国建筑色卡色号0102( 浅黄色) ，0553( 深蓝色) ，1715( 深灰色) 调色; 质感涂层体系则选用黑－白－灰色点搭配的水包水及水包砂多彩涂料进行涂装，水包水涂层体系分别以色号0102 ( 浅黄色，ww －0102) ，1321( 白色，ww－1321) 为底色，水包砂涂层体系则分别采用0093( 黄褐色， sw－0093) ，1321( 白色，sw－1321) 为底色。在420 mm150 mm 的无石棉水泥板上批刮厚度为1 5 mm 的外墙腻子，养护后喷涂以上反射隔热涂料。涂层经养护后将试板三等分，中间及右侧分别喷涂纳米二氧化钛水溶胶及硅丙罩面清漆，干燥并充分养护后编号并测量其明度及太阳光反射率，每组样品测试3 次数据，取平均值。1 3 2 涂层的自然耐老化测试及试板的反射隔热性能分析上述制备好的试板测试其初始太阳光反射率后，如图1 所示放置样板: 在上层放置涂覆水包水多彩涂层的样板，中层为涂覆水包砂多彩涂层的样板，下层为涂覆乳胶漆的样板，充分暴露于自然条件下老化，并使用紫外/可见/近红外分光光度计，在自然老化60 d、90 d、120 d、150 d、180 d 时分别测试其在350 ～2 500 nm区域的光反射性能。
实验地点: 福州北环西路左海科技大厦顶层( 18层) ，户外实验时间( 含测试时间) : 2017 年10 月8 日至2018 年4 月30 日，测试期间降雨天数40 d，降水量525 mm，平均气温13～21 ℃。实验环境: 福州市年平均降水量900～2 100 mm，年平均气温16 ～ 20 ℃，相对湿度77%，2017 年全年PM2 5 平均浓度26 6 m－3
