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 助剂中心 - 涂料原材料研究
新型弹性无机反射隔热涂料的研制    
热词:涂料、油漆、防水涂料、防火涂料、外墙涂料、涂料品牌

【中国涂料在线新闻资讯】

建筑隔热保温涂料因经济、使用方便和隔热效果好等优点而越来越受到人们的青睐,发展前景广阔。目前,根据涂料隔热机理和方式的不同,可以把隔热涂料分为:阻隔型隔热涂料、反射型隔热涂料及辐射型隔热涂料三类[1]。

建筑能耗占人类能源消耗的三分之一,相对占比较高,因此提高建筑物保温隔热性能是节约能源、提高建筑物使用功能的重要途径,与我国提倡绿色环保节能的思路不谋而合。外墙外保温技术能明显起到保护墙体和节约能源的作用。传统的外保温体系中其饰面涂层仅具有装饰和一般防水功能,不具有保温隔热功能,这对于整个系统的保护具有一定的局限性,并且使用时间相对较短。如果选用合适的弹性树脂,添加一定比例的保温材料,会制得附着力强、柔软、弹性适宜的保温涂料[2-3]。

1·材料和方法

1.1主要原料

自交联弹性乳液;空心玻璃微珠(秦皇岛);金红石型二氧化钛、重钙、滑石粉;分散剂、消泡剂、偶联剂S512、增稠剂等均为市售。

1.2试验仪器

高速分散机(天津润通精试科技发展公司)、电子天平、斯托默黏度计、反射隔热测试仪(自制)、温度计(100℃)、红外线测温仪、刮板细度计、漆膜制备器。

1.3基本配方

弹性无机反射隔热涂料配方(见表1)。

表1 弹性无机反射隔热涂料配方

表1 弹性无机反射隔热涂料配方

1.4试验过程

在低速搅拌状态下,按顺序加入水、润湿剂、分散剂、增稠剂、一定量消泡剂等以上助剂,待搅拌均匀后,按顺序加入成膜助剂、金红石型钛白粉、滑石粉、重钙,并高速搅拌均匀。再将空心玻璃珠、弹性自交联乳液、剩余消泡剂加入混合料浆中,低速搅拌均匀后搅拌30min后,将涂料的黏度调整至120KU左右,出料。

1.5性能测试

将涂料刷涂于铁板上,恒温恒湿室内保存4h。控制膜厚为0.2mm。

按照图1所示将样品固定安装,热源位于试样板上方20cm处。加热并恒温30min,接着降温30min,每隔5min记录温度变化。

图1 隔热效果测试装置

图1 隔热效果测试装置

2·结果与讨论

2.1涂料反射隔热效果

依据图1隔热装置,将制得涂料涂成样板,与空白样板作对比试验,用所得数据作图,得到图2。其中通过图2曲线1代表空白样板,曲线2代表试样板。可以看出:随着温度的升高,空白样板升温很快,30min时接近65℃,而试样板则接近45℃。后30min撤去加热装置,空白样板降温较试样板更为迅速。这表明涂料涂刷后可使被覆盖物温度波动范围减。瓷涓羧茸龀鲆欢ü毕。

图2 涂料反射隔热对比图

图2 涂料反射隔热对比图

2.2乳液的选择

作为主体的连续相,选择苯乙烯与丙烯酸酯类共聚这种自交联型纯丙烯酸系乳液(图3),是特地为使用在墙壁和屋顶涂料之中设计的,其漆膜具有“即时复原”的弹性和优良的伸长率,为适应砂浆表面上的“活”裂纹的运动,使涂膜免于破裂或皱起;而且这种弹性乳液能够自交联,具有很好的弹性恢复和弹性,从而能承受基础的热膨胀和收缩;由于内部结构有较长脂肪链,所以有着较好的柔韧性,从而能抵抗开裂;还因为结构中有极性较强的羟基和羧基,可提供足够的附着力。而其优良的抗积尘性、引人的外观、对紫外线的抗性,这些优越的耐候性、耐风吹雨打的性能,使该涂料适应各种类型的墙壁。

图3 自交联型纯丙烯酸系乳液结构示意图

图3 自交联型纯丙烯酸系乳液结构示意图

2.3空心玻璃微珠用量的选择

在搅拌过程中将空心微球加入到树脂的连续相中,可使其在隔热涂膜中紧密排列,分布均匀,呈分散相。而空心微球可明显提高涂膜的隔热性能,并且涂膜的隔热性能与空心微球的特性及体积含量密切相关。如果选用闭孔率和球形度的空心微球,可显著提高外壳固相的声子散射以降低固相传热因子;如果增加空心微球体积含量,则可明显降低涂层导热系数。但应权衡涂层物理机械性能与隔热性能,防止因空心微球用量过多而导致涂膜机械性能下降过快。所以,将空心微球体积含量应控制在30%~40%,通过调整空心微球的体积含量尽量降低涂层表观导热系数。

2.4颜填料的选择

2.4.1颜料的选择浅色涂料对太阳辐射能的反射系数大于深色涂料。太阳辐射热是影响建筑热过程的主要热源,夏天温度高,辐射热大,保温层密度低,隔热性差,涂层颜色影响大;冬天温度低,辐射热少,保温层导热系数低,涂层颜色影响小。因此,外墙外保温饰面涂料颜色的选择应以夏天隔热为主,不宜选择颜色太深的涂料。在此选择金红石型钛白粉,有较强的耐候性,长期暴晒不易粉化。

2.4.2填料的选择涂料的隔热保温性能主要由隔热填料决定,因此涂膜中填料含量对隔热效果有很大影响。本实验填料添加量选定为47%、50%、53%(质量分数),按照相应的制备及涂膜方法,制得涂覆于钢板表面的涂膜,干膜厚度约为0.2mm。完全干燥后,测得不同温度下的隔热性能。由实验得出,随着隔热填料添加量的增加,隔热性能提高。当然隔热骨料的添加量也不是越高越好,添加量过多,会导致填料在连续相的树脂之中分散不均匀,彼此之间无法有效与连续相结合,会导致局部涂膜的物理机械性能降低,同时对隔热效果也有相当明显的副作用。结合有关文献[4-6]综合考虑,选定骨料的最佳用量为50%。

3·结论

3.1选择弹性自交联乳液可使涂料附着力、外观、耐候性等性能有较大提升,而这些性能的获得取决于连续相树脂的内部结构。

3.2颜填料的选择可以使涂膜获得较高的保温隔热效果,尤其是空心玻璃微珠与重钙和滑石粉的有机结合,可大大降低导热系数,提高保温性能。

参考文献:

[1]夏正斌,徐伟萍,杨卓如.建筑隔热涂料的研究进展[J].精细化工,2001,18(10):599-601.

[2]殷武,孔志元,蔡青青,等.新型薄层保温隔热涂料的研制[J].涂料工业,2010,40(2):27-29.

[3]张雪芹.外墙外保温系统涂饰技术的研究[J].新型建筑材料,2010,10(1):40-44.

[4]杜红波,张琳萍,毛志平,等.新型环保隔热涂料的研究[J].涂料工业,2010,40(3):53-56.

[5]刘兢科.高效保温隔热涂料的研制[J].化学建材,2005,21(6):40-41.

[6]靳涛,刘立强.玻璃微珠在涂料中的隔热性研究[J].涂料工业,2008,38(9):15-17.

 

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