PDF《建筑节能涂料的研究与发展趋势》

含氟聚合物具 有相对较低的折光指数1.34~1.42.因此,选择不同 的有机树脂,涂层的太阳热反射效果不会发生显著的 改变.常用树脂如丙烯酸树脂、有机硅改性丙烯酸树 脂、醇酸树脂、有机硅改性醇酸树脂、含氟树脂、环 氧树脂、氯化橡胶等,都可用作太阳热反射涂料的基 料,只是要求树脂的透明度要在80%以上,对太阳能 的吸收率低,且尽量使用少含―C―O―C、CO、― OH等吸能基团.但根据菲捏尔公式可知,形成的涂 膜应该具有较强的导电性才能有好的反射近红外辐射 效果,另外环保要求不用溶剂型涂料而改用水性涂 料,满足这几个要求的成膜物质有聚吡咯掺杂的三元 共聚物(丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯酸),另外还要掺杂微 量的三氯化铁.从能否形成耐久性、防水性优良的弹 性涂膜来考虑,要求作为膜材料的高聚物的玻璃化温 度足够低,使其在使用温度范围内处于橡胶态,由此 引起的涂膜发粘和耐沾污性差的问题可以通过乳液混 拼、表面状态调节方法予以解决. 2.2功能填料 功能填料是反射红外辐射最重要的材料之一.根 据材料对光吸收理论的能带理论,功能填料应该选择 电导率高、禁带宽度不在0.5~3.1eV范围内的物质.一 般说来,白色物质不仅对可见光有较强的反射性,对 近红外辐射也有较强的反射性.TiO

2、ZnO、BaSO

4、 SnO2等均符合禁带宽度和白色的要求. 从数据可以看出,TiO2的近红外辐射反射性能最 好,锐钛矿型和金红石型的TiO2对近红外线的反射率 差别很小,考虑到空心玻璃微珠除了具有一定的反射 红外线辐射功能还具有很强的真空隔热性能,因此在 实际配置涂料时还要加入一定量的空心玻璃微珠.为 了加强功能填料反射红外线性能,在空心玻璃微珠 表面沉积二氧化钛,沉积的二氧化钛成为薄膜包覆在 空心玻璃微珠表面上,一般采用TiCl4或者Ti(SO4)2水解,得到表面沉积有TiO2的玻璃微珠. 2.3工艺流程 制备反射型节能涂料分为两个过程,首先要在玻 璃微珠表面包覆一层TiO2,然后以此为部分功能填料 来配制反射型红外节能涂料.以Ti(SO4)2为原料制备 二氧化钛包覆中空玻璃微珠的工艺过程为:称取空 心玻璃微珠5g,加入到500mL四口烧瓶中,加入蒸馏 水50mL,滴入2%的十二烷基苯磺酸钠水溶液2mL, 搅拌,分散,升温到100℃.用10%的NaOH溶液调 环球聚氨酯网

38 Technical Exchange 技术交流建筑专栏节反应溶液的pH值.控制在不同的反应时间内加完 Ti(SO4)2溶液.反应结束后,过滤,洗涤滤饼.滤饼在 鼓风干燥箱中以120℃干燥3h,再在马弗炉中于600℃ 煅烧2h,得到包覆二氧化钛的中空玻璃微珠.反射型 节能涂料的制备工艺与乳胶漆的生产工艺基本相同: 先分散颜填料,然后在低速搅拌下加入空心微珠,搅 拌分散均匀后加入乳液,再加入适量的消泡剂、增稠 剂等助剂.由于微珠中空,在搅拌分散时注意避免微 珠的破坏,需在低速搅拌下加入. 3.国内外研究进展 自20世纪70年代以来,国外已经开始了反射隔热 涂料的研究,并已逐渐向产业化方向发展.近年来, 国内正在悄然掀起一股研发新型隔热保温涂料的热 潮,但关于反射隔热涂料可选用的颜填料体系的研 究较少.反射型功能颜填料对可见和红外光区的反射 率高,以往的研究主要集中于白色颜填料的开发,不 能完全满足用户对于颜色的要求.近年来,对近红外 区反射率高的深色CICP颜填料的开发渐成热点,该 种颜填料兼具颜料和填料的功能,尤其在近红外区具 有极高的反射率,相比应用普通填料的同色系涂料, 加入CICP颜填料的涂料的反射率有大幅提高.CICP 可以由各种金属氧化物混合在870℃以上的高温进行 煅烧而制得,CICP的粒径小、折光指数高,能在很 大程度上散射太阳光中的UV和IR部分.Synnefa[13] 用CICP制得10种不同颜色的节能涂料,与同色系的 普通涂料作对比,在夏季环境下,反射率最大提高了 440%,温度最大降低10.2℃.美国OakRidge(ORNL) 和LawrenceBerkeley(LBNL)2个国家实验室联合众多 建材、涂料、颜填料厂商,进行了一项为期3年的开 发新型高反射、多彩屋顶材料的工程.工程中重要的 一个环节就是建立了近100种常见颜填料的具体属性 的数据库,包括颜填料的名称、颜色、化学特性、力 学性能、光谱属性(反射率、吸收率、透射率、透射 系数以及散射系数,还有在不同底色涂层上的反射 率)等,并利用分光光度计测量的数据建立了关于散 射系数S和吸收系数K的模型,以更深入了解颜填料 的属性.利用数据库的信息,可以选用不同的颜料混 合制备出高反射率的制品.国内对于节能涂料的研究 也比较多,不过多应用在高温锅炉的节能方面.屠平 ........