水性隔热保温节能涂料的制备研究

data-full-width-responsive="true"> 1 引言节能降耗、提高经济效益是我国经济可持续发展的重要条件，20 世纪70 年代后，世界气候变暖，地球能源日趋紧张，开发推广使用隔热保温涂料，特别是建筑隔热保温涂料具有很大的现实意义。我国从2006 年起，对新住宅规定需要采取隔热保温措施。建筑隔热材料中建筑隔热涂料因其经济、使用方便和隔热效果好等优点而越来越受到人们的青睐，前景光明[1-6]。本文研制的性能优良、价格低廉的热反射型建筑隔热涂料，具有环保、高效的特点。2 隔热保温涂料的制备工艺21 试验原料丙烯酸弹性乳液（自制）、醇酯-12、丙二醇、分散剂、消泡剂、三乙胺、硅烷偶联剂、氧化铜、二氧化锰、铝粉、氧化铁红、钛白粉、云母、工业级空心微珠。空心微珠的来源见表1。22 试验配方隔热保温涂料配方见表2。23 制备工艺先将颜填料、部分弹性乳液和助剂等混合均匀，用锥形磨研磨至合适的细度，制成色浆，然后加入剩余乳液和助剂，搅拌分散后在低速搅拌下加入空心微珠，搅拌均匀。为保证空心微珠与涂料成分的均匀混合和牢固结合，空心微珠预先用硅烷偶联剂进行处理。24 试验方法对配制的涂料进行隔热保温效果检测，检测方法有高压汞灯法、红外灯法和日光照射法。3 结果与讨论31 隔热保温涂料的原理太阳辐射是建筑物外部的主要热源。太阳辐射的波长范围很广，但绝大部分能量集中在014 ～ 400 m波段，该波段占太阳辐射总能量的99%，其中可见光区占50%，红外线区占43%，紫外线区占7%。辐射能量最大的波长为0475 m。隔热保温涂料的隔热原理是通过涂料中的颜填料粒子将太阳热辐射反射或将吸收的热能辐射到外部空间，从而降低被覆物表面乃至内部的温度，同时还可降低涂膜的光热老化作用，延长其使用寿命[6-7]。空心微珠填充的聚合物复合材料所具有的优良隔热性能，与空心微珠的特殊结构有着密切的关系。尽管其中热传递机理非常复杂，影响的因素很多，但可以根据热的对流、传导和辐射传递的理论进行分析[8-9]。⑴空心玻璃微珠目数越大，其导热系数越小；⑵由于空心玻璃微珠的填充限制，其热导率与本身的特性和聚合物基体复合特性密切相关；⑶较低温度下空心玻璃微珠的热导率降低，它的保温隔热性能较好。32 隔热保温涂料基料的选择材料反射太阳光的强弱主要用物质的折光指数来表征，合成树脂的折光指数为145 ～ 150，这意味着选择不同的合成树脂对涂层的太阳热反射效果不会有显著的影响。因此可选择透明度高、不含或少含吸热基团、对可见光和近红外光吸收小的合成树脂为基料。从能否形成耐久性、防水性优良的弹性涂膜考虑，要求作为成膜材料的高聚物的Tg 较低，使其在使用温度范围内处于橡胶态。但Tg 太低的树脂会引起涂膜发黏和耐沾污性差，通过采用核壳型弹性乳液等方法解决涂料的耐久性和耐沾污性等问题[10-11]。33 隔热保温涂料性能测定目前我国尚无评价隔热保温涂料性能的国家标准，国内一些研究单位参照美国军标规定的方法进行测试。在此基础上建立的隔热保温涂料隔热性能试验装置见图1。