潘建中

（上海歐瑞涂料有限公司，上海 201907）

建筑反射隔熱涂料是一種新型的建筑節(jié)能保溫材料，具有優(yōu)良的隔熱性能和反射性能，能有效減少建筑物的能耗，提高室內的舒適度。

1 建筑反射隔熱涂料的特點及隔熱機理

建筑反射隔熱涂料是一種應用非常廣泛的保溫材料。顧名思義，它通過反射陽光或其他熱源來降低、消減熱量的吸收，以此達到隔熱的目的。為了能夠達到良好的隔熱效果，建筑反射隔熱涂料在形成、性能或實踐應用等方面具有其獨特的特性。

在建筑反射隔熱涂料的成分上，一般可分為：顏料、乳液樹脂粘結劑、填料及必要的助劑。顏料主要起到顏色和光散射的效果，關鍵在于能否對太陽光有良好的反射性。粘結劑乳液樹脂的作用是保證涂料的附著力和耐久性。填料則是在顏料和乳液樹脂粘結劑的基礎上，調整涂料性能，如體積固含、填充等性能。而必要的助劑則可以調整分散性，如流動性、干燥速度、成膜性等。

建筑反射隔熱涂料在性能上主要表現為較強的反射性和隔熱性。反射性主要取決于涂料的顏色和光散射特性，一般來說，顏色越亮，光散射性越強，反射性也就越好。其實熱反射涂料的主要作用就是將熱量反射回去，減少熱量的吸收。隔熱性主要取決于涂料的成分和涂層厚度，通過控制涂層厚度和最優(yōu)化涂料成分配比可以得到理想的隔熱性能。

那么，建筑反射隔熱涂料的隔熱機理又是如何的呢？主要包括三大方式：反射、散射和輻射。其中，反射是對陽光或其他熱源的直接反射，即將熱源的直接熱量反射回空間；散射是對反射光的二次反射，即將反射光散射到其他方向，使熱量分散；輻射則是將熱量轉化為無害的紅外線輻射到空間。通過這三種方式，建筑反射隔熱涂料可以有效減少熱量的吸收和傳遞，達到隔熱保溫的效果。理想的反射隔熱涂料應該是不透明的。不透明的涂料可以防止陽光直接進入建筑物內部，有效緩解陽光對室內溫度的影響，同時也可以減少室內的光照強度，給人以舒適的環(huán)境。涂料需要對太陽光的所有波段，至少是可見光和紅外光波段具有高反射率。太陽光的主要部分是可見光和紅外光，可以給建筑物帶來大量的熱量。通過高反射率的涂料，可以有效地反射這些光源，減少熱量的吸收。理想的反射隔熱涂料還需要有一定的能力，將其吸收的輻射能高效地轉化為紅外光并輻射到大氣層外。紅外光是熱量的主要傳播方式，只有將吸收的熱輻射盡量轉化為紅外光輻射出去，才能有效減少在涂料中的熱量堆積。建筑反射隔熱涂料的傳熱系數應當盡可能低。這樣可以更有效地阻隔熱量的傳遞，適用于各種溫度環(huán)境。因此，涂料的傳熱系數可以直接影響到涂料的隔熱性能和使用壽命。理想的反射隔熱涂料還需要具有良好的耐候性和綜合性能。耐候性是指涂料受到風、雨等自然環(huán)境的抵抗影響能力，具有良好耐候性的涂料，使用壽命更加長久。而綜合性能則是涂料的其他各項性能，如抗腐蝕抗開裂能力、飾面效果抗沖擊能力等。

2 建筑反射隔熱涂料隔熱性能影響因素

2.1 基料的選擇

太陽光對于建筑反射隔熱涂料的直接暴曬是一個重要的考量因素。具有良好抗紫外線反射隔熱性能的涂料，能夠有效地反射太陽光，減少熱量的吸收，使建筑物內部保持涼爽。在制備理想的反射隔熱涂料中，涂料中所含的樹脂乳液成分必須要能夠抵抗紫外線對于涂料本身結構的破壞。這就對樹脂乳液的選擇和涂料的配方設計提出了更高的要求。涂料中的樹脂乳液是涂料附著力、光澤度、硬度、耐候性等核心性能的決定因素，因此對于建筑反射隔熱涂料來說，樹脂乳液的選擇和使用是非常關鍵的。樹脂乳液的透光率對涂料的反射性能有重要影響，必須要求其透光率在80%以上，對輻射吸收率低。這樣的樹脂，才能形成薄而均勻、反射率高且吸收熱量少的涂膜?？赡艿倪x擇包括聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚丙烯、聚酯純丙乳液、氟碳乳液等高分子材料。這些樹脂具有出色的透明性，可以確保涂料的高反射性。同時，這種樹脂與各種填料和顏料的粘結力良好，可以提供一定的硬度和耐候性。某些具有高反射性和低吸收率的礦物填料也可用于制備反射隔熱涂料。這些礦物材料可包括氧化鋅、二氧化鈦等，它們對太陽光具有高反射率。通過與上述樹脂融合，可進一步提高涂料的性能。輔料也在配置反射隔熱涂料中占有一席之地。選擇能夠保護樹脂免受紫外線破壞、提高涂膜耐候性和延長涂膜使用壽命的輔料也非常重要。研究發(fā)現，在不同涂層間，不同材料對于光線都具有反射作用，且不同材料溫度差距在115 ℃左右。由此可見，基料的選擇對于涂料反射隔熱性能影響較小。因此，在制備建筑反射隔熱涂料過程中，除選擇具有高反射率、低吸收率和高發(fā)射率的樹脂和填料外，合理配置及優(yōu)化涂料的配方也是至關重要的。

2.2 顏填料

反射率是反射隔熱涂料的一項重要性能，它與涂料中的顏填料折光指數、樹脂折光指數、顏填料純度、顏色、濃度等因素密切相關。對于一種涂料來說，其反射性能與顏填料和樹脂的折光指數有著重要的關系。折光指數代表了材料反射、折射光線能力的強弱，一般來說，折光指數越高，其反射能力越強。因此，通常傾向于選擇折光指數較高的顏填料和樹脂。當顏填料的折光指數與樹脂基料折光指數較為接近時，由于折射光線的能力相近，涂料顏色呈透明狀態(tài)。這樣的涂料可以有效地反射太陽光，減少熱量的吸收。然而，當顏填料折光指數高于基料樹脂折光指數的情況下，由于折射能力的差異，涂料顏色較深，涂層會形成一種遮蓋作用。遮蓋作用的強度可以用顏填料折光指數與基料樹脂折光指數之差來衡量，差值越大，其遮蓋性能越好，涂料的散射能力也越強。此外，顏填料的純度、顏色和濃度也會直接影響涂料的反射率。一般來說，顏填料的純度越高，顏色越純正，涂料的反射性能就越好。根據顏料的色相，一般來說，黑色的顏料的反射較差，吸熱較大，較難反射。一般來說，有機色漿會比有機色漿的反射率更高。同時，顏填料的濃度越高，也能夠增強涂料的遮蓋能力，提高其反射率。顏填料的顆粒大小對涂料的光學性能也有明顯影響。通常，顆粒較細的顏填料具有更高的折射指數，反射陽光的能力更強。而顆粒較大的顏填料雖然折射指數較低，但其反射面更大，如果配合合適的樹脂，也能達到良好的反射效果。

2.3 耐沾污性

目前市面上選擇的反射隔熱涂料類型主要為純丙烯酸涂料，雖然其隔熱效果良好，但耐沾污性差，特別是在重度污染天氣多的北方城市，可能會在兩年內反射率下降50%，隔熱效果大大降低。北方城市的氣候變化大，冬寒夏熱，且空氣中的粉塵和污染物多，空氣質量相對較差，給涂料的維護帶來了很大的挑戰(zhàn)。耐污性不好的隔熱涂料，不僅受環(huán)境氣候影響，其表面容易附著塵土，而且污漬難以清洗，日久天長，表面的污垢越來越厚，顯著影響涂料的反射性能。隨著日積月累，甚至可能形成污垢層，對太陽光的反射率產生重大影響，讓本就高昂的能源消耗成本變得更高。在現有技術下，可以通過改善涂料的表面化學性質、物理性質來提高其耐污性。如涂料表面溶液中添加抗污劑，提高涂料的疏水性和疏油性，使其可以抗拒各種污垢的侵入；增固涂料的表面，使其不易被物理性破壞；改變涂料的顏色，選擇不易顯污的顏色等。此外，從涂料的選材和加工過程也可以提高其耐污性。

3 建筑反射隔熱涂料的應用技術要點

3.1 飾面工程熱工設計

進行建筑隔熱設計時，應采用修正后的太陽輻射系數進行計算。建筑反射隔熱涂料的早期研發(fā)主要關注涂料的反射率和隔熱性能，往往忽視了涂料隨著環(huán)境污染程度的變化而導致的反射率變化。通過采用修正后的太陽輻射系數，可以更加準確地反映涂料在實際使用環(huán)境中的反射隔熱效果，從而做出更加準確的隔熱設計。選擇淺色的建筑反射隔熱涂料是明智的選擇。淺色涂料的反射率通常較高，可以更好地對太陽輻射進行反射。同時，淺色涂料的耐污性能也較好，可以有效延長涂料的使用壽命和保持較高的反射性能。在隔熱設計過程中，如果不考慮涂料的反射隔熱效果，那么墻面和屋面的熱阻應符合現行的國家標準。也就是說，無論是否采用反射隔熱涂料，都不能忽視傳統的隔熱設計方法，應在滿足傳統隔熱設計標準的基礎上，再引入反射隔熱涂料來提高隔熱效果。對于夏熱冬冷地區(qū)，使用建筑反射隔熱涂料時，節(jié)能設計應重點考慮夏季的空調節(jié)能，同時兼顧冬季的采暖能耗。

3.2 空心微珠

在建筑行業(yè)中，隔熱涂料是一種能夠有效吸收和反射太陽輻射熱的新型涂料。在其中，空心微珠的使用大大提高了涂料的隔熱性能?？招奈⒅榈恼酃庵笖蹈摺⑽土康停@種“海島”結構可以起到良好的隔熱作用?？招奈⒅榈奶厥饨Y構和特性使其在制備隔熱涂料中扮演著重要角色。首先，空心微珠的中空結構能夠大大降低涂料的導熱系數，起到良好的隔熱作用。此外，由于空心微珠的質量輕，因此涂料的整體重量也得以大大降低，有利于減輕建筑物的負載。最重要的是，空心微珠的高折光指數使得涂料具有很好的反射性能，可以有效地反射太陽的輻射熱。然而，空心微珠在制備過程中也需要格外小心，以防止其薄壁中空結構的破損。一旦空心微珠的結構破損，其隔熱和反射性能會大大降低。因此，在制備過程中，需要將空心微珠等功能填料在低速狀態(tài)下加入到分散液中，盡可能避免其空心結構的破損。在使用空心微珠制備隔熱涂料時，還需要注意的是，應將空心微珠等功能填料均勻地分散在涂料中，只有這樣，才能使得涂料涂覆在建筑物表面時能夠有效地發(fā)揮其隔熱和反射功能。

3.3 納米功能材料

涂料中納米粒子與有機樹脂的結合，產生的化學鍵為涂料提高了粘附力和附著力，使涂料更易于粘附在表面上。有機改性也大大增加了涂料的耐候性和耐腐蝕性，使得其在各種惡劣環(huán)境下都能保持良好的保護性能。與此同時，無機改性作為另一種改性方式，也在解決納米材料在涂料中的分散問題上發(fā)揮了巨大作用。主要方式是利用無機填料作為載體復合納米粒子。在這個過程中，無機填料表面的許多微觀孔隙可以“吸附”納米粒子，其一方面可起到空心微珠的作用，改善涂料的隔熱性能；另一方面，由于無機填料的負載能力比較強，納米粒子在無機填料表面分散的比較均勻，避免了因粒子團聚而引起的涂料性能下降的問題。在實際操作中，這兩種方法還可以結合使用。將納米粒子進行有機改性，隨后再利用無機填料進行復合，以解決納米粒子分散的問題。這種方法不僅能夠更好地利用納米粒子的優(yōu)異性能，還能夠避免因為團聚而不利于涂料性能提升的問題。

4 結束語

建筑反射隔熱涂料是一種綠色環(huán)保的建筑保溫材料，其應用具有巨大的潛力。通過優(yōu)化工藝技術、合理選擇材料和嚴格控制施工過程，可以進一步提高建筑反射隔熱涂料的隔熱效果和應用效果。隨著科技的不斷進步和人們對節(jié)能環(huán)保的關注，建筑反射隔熱涂料在建筑領域的應用前景將變得更加廣闊。希望文章的研究和探討能夠對相關領域的研究者和從業(yè)人員提供一定的參考和啟發(fā)，為建筑反射隔熱涂料的進一步研究和應用做出貢獻。