提高反射隔热涂料性能和质量方法探讨

data-full-width-responsive="true"> 0 前 言能源的不可再生性使其成为影响世界发展的重要问题，而建筑住房的不断增多使得节能材料在建筑行业的运用日益广泛。尤其是在我国，建筑物大多都是高能耗非节能型建筑，单位建筑面积能耗大概占发达国家单位建筑能耗的3倍左右，这给我国的经济持续健康稳定发展带来很大的制约。因此，2013年国务院发布《绿色建筑行动方案》，要求切实抓好新建建筑节能工作，大力推进既有建筑节能改造，开展城镇供热系统改造，推进可再生能源建筑规模化应用，加强公共建筑节能管理，加快绿色建筑相关技术研发推广，大力发展绿色建材；并且我国在十二五绿色建筑和绿色生态城区发展规划中明确提出推动绿色建筑发展，党政机关、大型公共场所2014年起率先执行绿色建筑标准，并引导商业房地产开发企业建设绿色住宅小区，同时加快既有建筑节能改造。建筑反射隔热涂料作为一种使用方便、价格实惠、节能高效的绿色建材，近年来越来越广泛地被运用在绿色节能建筑中。建筑反射隔热涂料主要通过提高涂膜的太阳光反射比、增大涂层的热阻以及提高涂层的红外辐射率等途径来降低建筑物内外表面及内部的温度，从而减低空调、风扇等制冷设备的使用，节约能耗。因此，理想的建筑反射隔热涂料必须满足以下条件：(1)除隔热性能以外的其他性能满足并优于传统外墙涂料；(2)在200～2 500 nm波长范围内的，对可见光和近红外光有较好的反射比；(3)涂层的导热系数必须较低；(4)在8～135 m远红外波段内具有较高的辐射率。本文主要是对近年来在建筑反射隔热领域的研究成果进行一定的总结，概括出影响反射隔热涂料性能和质量的因素，以期能够对于反射隔热涂料性能和质量的提高有一定的参考价值。1　树脂种类对于反射隔热涂料性能影响对于反射隔热涂料用乳液(树脂)，首先必须满足对太阳光的吸收率尽可能小。表1列出了几种涂层的太阳光热吸收率，可以发现，在使用TiO2颜料基础上，各种树脂的吸收率差别不大，并且各种树脂的折光指数都在145～15，差别很小。因此，我们可以认为树脂的种类对于反射隔热涂料的热反射性能影响很小。另一方面，反射隔热涂料作为一种功能性的外墙涂料，其树脂的种类对于涂层的耐候性、耐沾污性、热反射性能的稳定性及涂层的使用寿命存在决定性的影响。在常用树脂中，环氧树脂因它的苯环基团和环氧基团易致黄变而很少用于外墙涂料，有机硅树脂和聚氨酯树脂由于价格较高同样未能成为外墙隔热涂料的最佳选择。因此，在参考文献[1]中选择了4种不同的丙烯酸类树脂，考察了不同丙烯酸类树脂对于涂膜性能的影响，结果如表2所示。由表2测试结果可以看出，苯丙乳液B和弹性乳液D制成的涂膜经600 h紫外加速老化仪照射后出现轻微黄变，且弹性乳液D由于柔性链段的存在导致硬度较低，耐沾污性能差；硅丙乳液C由于疏水硅链段存在导致附着力稍差；纯丙乳液A具有较高的硬度和优异的附着力，制成的涂膜耐沾污性能最好。因此，从附着力、硬度、耐洗刷性、耐老化、耐沾污等方面综合考虑，纯丙乳液A作为反射隔热涂料的树脂是最优的选择。2　颜填料种类对反射隔热涂料性能影响颜填料种类对于反射隔热涂料的性能具有很大的影响，尤其是热反射性能，并且颜填料对涂层热反射性能的影响一直是反射隔热涂料领域研究的重点。经过研究发现，高折光颜料是反射隔热涂料配方中不可缺少的颜料，其中，金红石型钛白粉以280的高折光指数成为了反射隔热涂料的首选。此外，隔热功能填料在反射隔热涂料配方中也有非常重要的意义。近年来，隔热功能填料取得了很大的进展，从几年前的空心玻璃微珠占统治地位逐渐呈现出各类反射隔热粉、空心玻璃微珠、辐射粉体、纳米粒子等功能填料竞相发展的格局。21 普通隔热功能填料对反射隔热涂料性能影响211 空心玻璃微珠种类和用量对反射隔热涂料隔热性能影响在含空心玻璃微珠的反射隔热体系中，空心玻璃微珠种类对于隔热涂料的隔热效果具有很大的影响，本实验室分别选择了粒径不同的空心玻璃微珠K1和S38，比较了采用二者制备的隔热涂料隔热效果，结果如图1所示。由图1可知，粒径更大的K1制备的隔热涂料隔热效果更好，这是因为单位体积内由粒径更大的空心玻璃微珠制备的涂层具有更多的空气腔，涂层的导热系数更小。除了空心玻璃微珠种类对隔热涂料隔热效果有影响外，空心玻璃微珠的用量同样会对隔热涂料隔热效果产生作用，参考文献[2]中对其进行了考察。按照空心微珠占配方总质量分数的3%、5%、8%、10%制备，相应标注为1～4，标注涂刷普通外墙涂料的样板为0。隔热性能测试结果如图2所示。由图2可以看出，随着Kl添加量的增加，涂膜导热系数降低，涂膜的隔热能力获得了较大改善。当Kl为10%(质量分数)时，底板温度为49 ℃，相比0普通外墙涂料低15 ℃