周 沫 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230031）

1 引言

反射隔熱涂料通常是指涂膜能夠有效反射照射到其表面的太陽(yáng)熱輻射，降低涂膜表面對(duì)太陽(yáng)輻射能量吸收而具有明顯隔熱效果的一類(lèi)功能性涂料，通常是以合成樹(shù)脂（乳液或溶液）為基料，以功能性顏料（包括填料）為主要顏料組分，與助劑和分散介質(zhì)等一起配制而成、具有較高太陽(yáng)熱反射比、近紅外反射比和半球發(fā)射率（或紅外發(fā)射率），并能夠產(chǎn)生良好隔熱效果的一類(lèi)功能性涂料。

建筑反射隔熱涂料是在建筑物外表面使用的反射隔熱涂料，主要應(yīng)用于夏熱冬暖和夏熱冬冷地區(qū)。我省是應(yīng)用建筑反射隔熱涂料較早的省份，早在2011年就制定了建筑反射隔熱涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程，本文主要介紹作者協(xié)助安徽先飛新型建材有限公司開(kāi)發(fā)AF高性能建筑反射隔熱涂料的研制。

反射隔熱涂料的基本應(yīng)用基礎(chǔ)在于，在夏熱冬暖和夏熱冬冷地區(qū)，夏季幾乎是無(wú)窮無(wú)盡的太陽(yáng)能照射到物體表面，會(huì)使物體表面的溫度驟然升高，由此而帶來(lái)諸如加速物體老化、增大產(chǎn)生事故的風(fēng)險(xiǎn)和提高溫度調(diào)節(jié)的能耗等一系列負(fù)面效應(yīng)。反射隔熱涂料的應(yīng)用能夠使這些負(fù)面效應(yīng)得以緩解或顯著降低。

人類(lèi)進(jìn)入21世紀(jì)初的信息時(shí)代以來(lái)，一方面是科學(xué)技術(shù)以幾乎超出人們想象的速度向高、精、尖方向飛速發(fā)展；另一方面是四E（能源、資源、環(huán)境和效益）壓力繼續(xù)不斷加大，研究開(kāi)發(fā)新能源、節(jié)約利用能源和資源成為人類(lèi)保持可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急，乃至節(jié)能減排技術(shù)成為重中之最。反射隔熱涂料的應(yīng)用能夠順應(yīng)這種潮流，其應(yīng)用所帶來(lái)的許多好處日益受到重視，加之其應(yīng)用的靈活性和方便性，使之在一些不同的領(lǐng)域得到應(yīng)用或正在研究其應(yīng)用的可能性。

2 試驗(yàn)

2.1 原材料與配方

2.1.1 原材料

淄博坤瀚化工有限公司的KH600A彈性建筑乳液和BC200聚丙烯酸酯乳液；中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司生產(chǎn)的GS60型和GS20型商品玻璃空心微珠。兩種微珠均為硼硅酸鹽質(zhì)，GS60型的密度約0.60kg/cm，平均粒徑約（50～85）μm ；GS20型的密度約0.20k/cm，平均粒徑約（65～120）μm；金紅石型鈦白粉、“快易”分散劑、texa?nol酯醇-12、ASE-60增稠劑、TT-935增稠劑、681F消泡劑、PE-100潤(rùn)濕劑和K20防霉劑等。

2.1.2 基本配方

研究AF建筑反射隔熱涂料使用的基本配方，見(jiàn)表1。

研究AF建筑反射隔熱涂料用基本配方 表1

2.2 涂料制備程序

AF建筑反射隔熱涂料的制備是物理混合過(guò)程。在制備程序的設(shè)計(jì)上應(yīng)注意空心玻璃微珠不能夠受到研磨，否則會(huì)使其破碎而損失反射性能。

制備涂料時(shí)，將水、防霉劑、乙二醇（或丙二醇）、酯醇-12（或丙二醇丁醚）、陰離子型分散劑、潤(rùn)濕劑、氨水和適量消泡劑等在混料罐中混合均勻，制得料漿。將該料漿通過(guò)砂磨機(jī)研磨至合格細(xì)度后，轉(zhuǎn)移至調(diào)漆罐中加入彈性聚丙烯酸酯乳液攪拌均勻，再投入空心玻璃微珠中速攪拌均勻。最后視涂料中泡沫的多少，再補(bǔ)充消泡劑，慢速攪拌消泡。最后，還可以根據(jù)涂料的黏度狀況，使用適量的有機(jī)類(lèi)增稠劑調(diào)整涂料的黏度。

涂料配制后，一般需要放置24h后再進(jìn)行各種性能的試驗(yàn)。

3 結(jié)果與討論

3.1 彈性乳液和普通乳液不同復(fù)合比例對(duì)涂料性能的影響

由于空心玻璃微珠的添加，使得AF建筑反射隔熱涂料在原材料的選用方面和普通彈性涂料有所不同。例如，僅用彈性建筑乳液能夠配制出性能良好、滿(mǎn)足建工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《彈性建筑涂料》（JG/T 172—2014）的涂料。但同樣的技術(shù)卻不能夠配制出性能良好的建筑反射隔熱涂料。主要是僅選用彈性建筑乳液，所得到的涂膜拉伸強(qiáng)度很低。為了解決這一問(wèn)題，采取將彈性建筑乳液和普通聚丙烯酸酯乳液復(fù)合使用，再選擇合適的PVC濃度的技術(shù)。

不同乳液拼混比例時(shí)涂料PVC對(duì)涂膜拉伸強(qiáng)度的影響 表2

不同拼混比例時(shí)涂料PVC對(duì)涂膜斷裂伸長(zhǎng)率的影響 表3

3.1.1 彈性乳液和普通乳液不同復(fù)合比例對(duì)涂膜拉伸強(qiáng)度的影響

將KH600A彈性建筑乳液和BC200聚丙烯酸酯乳液復(fù)合，在不同拼混比例時(shí)涂膜拉伸強(qiáng)度如表2所示。

3.1.2 彈性乳液和普通乳液不同復(fù)合比例對(duì)涂膜斷裂伸長(zhǎng)率的影響

KH600A彈性乳液和BC200聚丙烯酸酯乳液拼混比例不同時(shí)的涂膜拉伸強(qiáng)度，如表3所示。

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著KH600A彈性乳液在成膜物質(zhì)中比例的降低，涂膜的拉伸強(qiáng)度提高、延伸率降低。

3.2 涂料PVC值對(duì)涂膜性能的影響

上述表2和表3中的試驗(yàn)結(jié)果表明，在PVC為28%～43%范圍內(nèi)，隨PVC的增大，涂膜的拉伸強(qiáng)度增大、延伸率降低。

這種變化趨勢(shì)不難理解，因?yàn)镵H600A彈性乳液膜的延伸率很高，實(shí)際試驗(yàn)數(shù)值大于1000%，但抗拉強(qiáng)度很低；而B(niǎo)C200聚丙烯酸酯乳液膜的延伸率很低，抗拉強(qiáng)度很高，因而二者復(fù)合使用時(shí)能夠產(chǎn)生互相平衡的作用。

通過(guò)適當(dāng)調(diào)整彈性乳液和普通乳液的混拼比例以及涂料配方的PVC值，可使AF建筑反射隔熱涂料涂膜的力學(xué)性能滿(mǎn)足不同的使用要求。

3.3 空心玻璃微珠添加量對(duì)涂膜反射率的影響

3.3.1 單用GS20型空心玻璃微珠時(shí)添加量對(duì)涂膜反射率的影響

空心玻璃微珠是提高涂膜反射率的主體功能材料，在鈦白粉添加量為8%的情況下，其添加量對(duì)涂膜反射率的影響，如表4所示。

從表4可見(jiàn)，在空心玻璃微珠的一定添加量的情況下，涂膜反射率隨著空心玻璃微珠添加量的提高而明顯提高，但當(dāng)達(dá)到20%大小時(shí)，涂膜反射率有所下降。且涂膜的外觀效果也不好，因而考慮到涂膜效果和生產(chǎn)成本，空心玻璃微珠的添加量不應(yīng)高于20%。

3.3.2 GS60型+GS20型空心玻璃微珠復(fù)合使用時(shí)添加量對(duì)涂膜反射率的影響

涂膜反射率隨著空心玻璃微珠添加量的變化 表4

涂膜反射率隨著空心玻璃微珠添加量的變化 表5

考慮到單使用一種型號(hào)的空心玻璃微珠，其粒徑單一，在涂膜中分布和密堆積形態(tài)不好，將30%GS60型和70%GS20型空心玻璃微珠復(fù)合使用，因?yàn)槎吡讲煌?，小粒徑空心微珠能夠填充在大微珠的堆積空隙中，在涂膜中能夠形成更好的分布狀態(tài)，使涂膜致密，得到更大的反射率，見(jiàn)表5所示。

3.4 改善涂料耐沾污性的研究

彈性涂料一般使用低玻璃化溫度的乳液，PVC值又低，因而涂膜的耐沾污性較差。為此，進(jìn)行了改善涂膜耐沾污性的研究。我們通過(guò)添加低表面能有機(jī)類(lèi)耐沾污劑的方法改善涂料的耐沾污性。耐沾污劑能使涂膜表面具有疏水性，受液體沾污物沾污時(shí)，可呈現(xiàn)類(lèi)似水珠在荷葉上的不潤(rùn)濕效果，易于用水沖洗干凈，這樣能夠提高涂料的耐沾污性。

3.5 AF建筑反射隔熱涂料的綜合性能

所研究的AF建筑反射隔熱涂料的綜合性能良好，并進(jìn)行了試生產(chǎn)，所生產(chǎn)產(chǎn)品的性能滿(mǎn)足建工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《反射隔熱涂料》（JG/T 235-2014）的要求。

AF建筑反射隔熱涂料經(jīng)安徽先飛新型建材有限公司生產(chǎn)，其產(chǎn)品的工程應(yīng)用超過(guò)百萬(wàn)平方米，應(yīng)用效果良好。由于該涂料生產(chǎn)技術(shù)的先進(jìn)性，產(chǎn)品具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

4 結(jié)論

①研究了彈性乳液和普通建筑乳液不同復(fù)合比例時(shí)，對(duì)涂膜斷裂伸長(zhǎng)率的影響。研究表明，隨著KH600A彈性乳液在成膜物質(zhì)中比例的降低，涂膜的延伸率降低。

②研究了彈性乳液和普通建筑乳液不同復(fù)合比例，對(duì)涂膜拉伸強(qiáng)度的影響。研究表明，隨著KH600A彈性乳液在成膜物質(zhì)中比例的降低，涂膜的拉伸強(qiáng)度提高。

③研究了涂料PVC值對(duì)涂膜性能的影響。研究表明，在PVC為28%～43%范圍內(nèi)，隨PVC的增大，涂膜的拉伸強(qiáng)度增大、延伸率降低。

④研究了空心玻璃微珠添加量對(duì)涂膜反射率的影響。研究表明，在空心玻璃微珠的一定添加量的情況下，涂膜反射率隨著空心玻璃微珠添加量的提高而明顯提高，但當(dāng)達(dá)到20%大小時(shí)，反射率開(kāi)始下降。使用兩種型號(hào)的空心玻璃微珠，能夠提高涂膜的致密度和反射率。

⑤添加低表面能有機(jī)類(lèi)耐沾污劑能夠提高涂料的耐沾污性。