熱反射涂料

較早時(shí)候，太陽(yáng)熱反射涂料沒有指標(biāo)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，性能檢測(cè)主要參考美國(guó)軍標(biāo)。楊曉鴻等研制了用于測(cè)量太陽(yáng)熱反射涂層表面溫度和涂有太陽(yáng)熱反射涂層的貯罐內(nèi)液體溫度的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，能較好地測(cè)量和記錄即時(shí)溫度值和升溫曲線，對(duì)太陽(yáng)熱反射涂料的研究大有裨益。殷燕子等在美國(guó)車標(biāo)規(guī)定的熱反射涂料反射率測(cè)試裝潢進(jìn)行了改進(jìn)，消除了試驗(yàn)過程中環(huán)境和人為因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成的影響，可獲得科學(xué)可信的試驗(yàn)結(jié)果，縮短研制過程。

2007年5月，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布了建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T 1040建筑外表面用熱反射隔熱涂料，除了其他與涂料有關(guān)的綜合性能指標(biāo)外，主要規(guī)定了太陽(yáng)反射比和半球發(fā)射率這兩個(gè)代表熱反射隔熱涂料特性的指標(biāo)和測(cè)試方法。這兩項(xiàng)指標(biāo)均引用G.JB 2502-1 996衛(wèi)星熱控涂層試驗(yàn)方法(已被GJB 2502~2006航天器熱控涂層試驗(yàn)方法代替)。2008年9月，中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了建設(shè)行業(yè)行標(biāo)準(zhǔn)JG/T 235-2008建筑反射隔熱涂料，該標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了太陽(yáng)反射比、半球發(fā)射率、隔熱溫差和隔熱溫差衰減(白色)4項(xiàng)指標(biāo)，比建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T 1040-2007多出2項(xiàng)與反射隔熱性能有關(guān)的指標(biāo)，但太陽(yáng)反射比和半球發(fā)射率2項(xiàng)指標(biāo)均低于JC/T 1040-2007中指標(biāo)要求。

力學(xué)及環(huán)境性能指標(biāo):符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是防腐蝕性能優(yōu)秀。降溫性能指標(biāo):熱反射涂料(面漆):反射率R≥70%( 0.3-1.35/μm);半球反射率￡≥60%~70%( =8~13.5μm)。隔熱涂料(中間漆);導(dǎo)熱系數(shù)p≤0.25W/cm·K。能滿足上述指標(biāo)的涂層，一般可有較好的降溫功能。研制并批量供應(yīng)市場(chǎng)的J332，其降溫性能指標(biāo)舉例如下:熱反射涂料:白色R=0.98，￡=0.77;淡紅色R=0.71，￡=0.86。隔熱涂料(各色):p≤0.25w/cm·K。

太陽(yáng)反射率是一個(gè)重要的特征。顏料總是在某些種類的基料如涂料中使用，一旦涂料吸收了紅外能，其必定要向外散熱。不同的基材具有不同的散熱率。通過正確選擇顏料和使用涂料，將反射率和散熱率結(jié)合起來，可消弱建筑物吸熱量，大幅降低制冷耗費(fèi)，這樣散發(fā)到周圍環(huán)境中的熱會(huì)少些，因而可降低"熱島效應(yīng)"。

3.2國(guó)內(nèi)目前采用的幾種測(cè)試方法

(1)太陽(yáng)光輻射試板(或小筒)法:即用太陽(yáng)光直射涂有降溫涂料涂層的試板，試板規(guī)格多為100mmX 50mm X 2mm，板背置點(diǎn)溫計(jì)探頭。這種測(cè)試方法的特點(diǎn)是:①簡(jiǎn)單、直觀，易與普通涂料涂層對(duì)比;②受陽(yáng)光照度、板熱容量、環(huán)境(風(fēng)速等)影響，難以得到準(zhǔn)確數(shù)值。或者制成鋼板小筒，筒外壁涂降溫涂料，外壁及筒內(nèi)分別置點(diǎn)溫計(jì)探頭測(cè)試。

(2)模擬太陽(yáng)光輻照試板(或小筒)法:考慮到不同地區(qū)太陽(yáng)光照射試驗(yàn)的局限性，即環(huán)境溫度和太陽(yáng)光的強(qiáng)度的差異性，需要使用紅外燈模擬太陽(yáng)光進(jìn)行照射試驗(yàn)。模擬箱550mm×300mm×350mm的三合板制作，中間用20mm XPS聚苯板一分為二，成兩個(gè)測(cè)試艙，箱頂為斜坡(高度300mm)，四壁與箱底部位內(nèi)襯20 mm XPS聚苯板。箱頂上方懸掛兩只275 W的紅外燈，并接有穩(wěn)壓變壓器。紅外燈距待測(cè)涂膜樣板的高度為250 mm。將涂料噴涂在330 mm×260 mm×0.5 mm的輕鋼板上，涂膜厚度為0.3 mm，室溫放置48 h。測(cè)涂膜表面的反射溫度及涂膜的隔熱溫度，用紅外燈同時(shí)對(duì)空白輕鋼板和涂膜樣板進(jìn)行照射，從照射初始起計(jì)時(shí)和讀數(shù)，每5min記錄一次溫度，連續(xù)照射30 min后記錄平衡時(shí)樣板的溫度，根據(jù)不同配方涂料樣板溫度的變化來計(jì)算隔熱反射率:

P=(t blank-t1)/ (t0-t1)

式中:p-隔熱反射率，t blank:空白輕鋼板的實(shí)測(cè)溫度，固定為68℃;t1:實(shí)測(cè)的涂料樣板溫度;t0:當(dāng)時(shí)的室溫。

模擬太陽(yáng)光不是自然太陽(yáng)光，其熱能分布與自然太陽(yáng)光有差別，難以準(zhǔn)確反映目標(biāo)在真實(shí)狀態(tài)(自然太陽(yáng)光)下的降溫效果。其優(yōu)點(diǎn)是避免了環(huán)境的影響。

(3)太陽(yáng)光輻照實(shí)物測(cè)試法:實(shí)物可以是鋼質(zhì)容器、車輛、建筑物等。把涂有不同涂層的試樣放在強(qiáng)太陽(yáng)光下照射(室外溫度達(dá)到35~40℃的高溫天氣)，同時(shí)記錄環(huán)境溫度。每隔20 min用紅外線測(cè)溫儀測(cè)試試樣內(nèi)外部溫度和環(huán)境溫度，測(cè)試至少6個(gè)周期以上。這種測(cè)試方法的特點(diǎn)是:①真實(shí)、可信度高;②對(duì)比性測(cè)試要多點(diǎn)測(cè)試并接入計(jì)算機(jī)。整個(gè)測(cè)試過程由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成，全套測(cè)試設(shè)備價(jià)格高，需專業(yè)人員進(jìn)行。

(4)涂層反射率、發(fā)射率及導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試:涂料降溫性能最直接的指標(biāo)是其在所需(前述)波段內(nèi)的反射率R、發(fā)射率e(熱反射涂料)、導(dǎo)熱系數(shù)J0(隔熱涂料)。R及e的測(cè)試可由專門儀器(如DG型地物光譜測(cè)試儀及IR~Ⅱ型發(fā)射率測(cè)試儀)進(jìn)行。整個(gè)過程由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成，可同時(shí)繪制涂層在所需波段的光譜反射曲線，并可給出該波長(zhǎng)范圍內(nèi)任意一點(diǎn)的反射率值，從而避免了人為主觀因素的影響。這種測(cè)試方法的特點(diǎn)是:①可真實(shí)反映涂層的降溫性能;②測(cè)試方法簡(jiǎn)單、可行。

4.1配方1:保溫涂料1

注:此涂料涂布后，使建筑物表面溫度降低約26℃，箱內(nèi)空氣溫度降低約19℃，隔熱效果較明顯。

4.2配方2:保溫涂料2

新型降溫涂料集反射、輻射與空心微珠隔熱與一體，涂料能對(duì)400nm--2500nm范圍的太陽(yáng)紅外線和紫外線進(jìn)行高反射，不讓太陽(yáng)的熱量在物體表面進(jìn)行累積升溫，又能自動(dòng)進(jìn)行熱量輻射散熱降溫，把物體表面的熱量輻射到太空中去,降低物體的溫度，即使在陰天和夜晚涂料也能輻射熱量降低溫度,同時(shí)在涂料中放入導(dǎo)熱系數(shù)極低的空心微珠隔絕熱能的傳遞，即使在大氣溫度很高時(shí)也能隔住外部熱量向物體內(nèi)部傳導(dǎo)，三大功效保證了涂刷涂料的物體降溫，確保了物體內(nèi)部空間能保持持久恒溫的狀態(tài)。

在陽(yáng)光強(qiáng)烈時(shí)，涂料可以降低物體表面溫度20℃以上，陰天和夜晚可以降溫在3℃以上或是降低到和大氣溫度一致。涂料對(duì)于涂刷細(xì)小的裂紋的物體有很好的防水、防滲漏作用，涂料有多種顏色可供選擇，可根據(jù)不同顏色要求涂刷不同顏色的常溫降溫涂料，另外涂料涂刷完光滑平整，疏水性、自潔性能好，所以常溫降溫涂料是高效降溫、薄層、裝飾、自潔、防水、防潮、防紫外線老化、耐酸堿、防腐于一體的新型常溫降溫節(jié)能長(zhǎng)壽命涂料。

熱反射涂料可廣泛用于建筑、化工、石油、電力、冶金、船舶、輕紡、儲(chǔ)存、交通、航天等行業(yè)上降溫，節(jié)約能源，創(chuàng)造舒適的人類生活、工作環(huán)境。

早在20世紀(jì)70年代，國(guó)外已經(jīng)開始了反射隔熱涂料的研究，并逐漸向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。有代表性的如美國(guó)盾牌(Thermo-hield)節(jié)能涂料，新加坡高科(HIT)涂料，美國(guó)太陽(yáng)能集團(tuán)公司研制的LO/MIT-1型隔熱漆，雅典的Intermat防務(wù)涂料公司等。盾牌節(jié)能涂料用于航天飛機(jī)隔熱保溫，涂料中含有極細(xì)的陶瓷泡，對(duì)陽(yáng)光有較高的反射率，且成膜后陶瓷泡緊密排列形成完整的隔熱層，可令被涂物內(nèi)部溫度大大降低，節(jié)能約40%。太陽(yáng)能集團(tuán)的LO/MIT-1型隔熱漆，其隔熱效果是標(biāo)準(zhǔn)金屬薄膜的85%-95%，夏天用于屋頂涂裝，可令室內(nèi)溫度降低5.5-14.5℃，即可節(jié)省空調(diào)能8-12%;冬天，可阻止熱量向外輻射，又可節(jié)省取暖能1%-2%。Intermat防務(wù)涂料公司開發(fā)的熱反射涂料，可將物體的溫度降到一個(gè)特定值，與環(huán)境溫度相近，紅外特征降低達(dá)50%，表面溫度降低達(dá)65%。此涂料的防護(hù)范圍為400-2000nm，熱觀測(cè)儀、夜視產(chǎn)品、以及衛(wèi)星、激光定位系統(tǒng)等很多傳感器都難以分辨。

國(guó)內(nèi)研究雖起步較晚，但不少高等學(xué)校及研究單位介入這一領(lǐng)域，因此，在機(jī)理研究、品種開發(fā)及工程應(yīng)用方面，取得了巨大進(jìn)展。近幾年，可見光及近紅外隱身涂料、紅外隱身涂料的研發(fā)，更取得了較大進(jìn)步，可以說已具有與國(guó)外同步的研發(fā)水平。屠平亮等早在20世紀(jì)90年代就研制出一種在高溫時(shí)仍保持高發(fā)射率的節(jié)能涂料。上海大通應(yīng)用化學(xué)所于1992年研制的涼涼隔熱膠，已大量工程應(yīng)用，尤其是油罐。

目前，我國(guó)建筑能耗占能源總消耗的1/3左右，建筑單位面積采暖能耗是國(guó)際氣候條件相近發(fā)達(dá)國(guó)家的2倍~3倍。隨著建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，發(fā)展低能耗、保溫隔熱性能好的新型材料成為主流趨勢(shì)，建設(shè)部從2007年起全面推行節(jié)能建筑認(rèn)證體系。建筑節(jié)能新技術(shù)的研究開發(fā)和新產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，是推動(dòng)建筑節(jié)能工作的有效途徑。巨大的建筑節(jié)能市場(chǎng)將帶動(dòng)建筑涂料產(chǎn)進(jìn)行新的發(fā)展，我國(guó)是節(jié)能涂料最具發(fā)展?jié)摿Φ拇笫袌?chǎng)。

在建筑節(jié)能外墻保溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用較多的為白色熱反射隔熱涂料，以空心微珠和高折射率TiO2為主要功能顏填料，對(duì)太陽(yáng)光的熱反射比可達(dá)80%以上。隨著建筑節(jié)能的需求日益迫切，單一白色熱反射涂料已不能滿足多色彩的外墻涂料要求;而彩色熱反射涂料因在可見光波段的高吸收性和顏料耐候性差，其使用和推廣受到限制。選擇紅外反射性好的顏料，通過補(bǔ)色原理調(diào)色制備的灰色系涂料，成為節(jié)能涂料發(fā)展的主流。

2.1太陽(yáng)熱反射節(jié)能涂料的組成

太陽(yáng)輻射能的波長(zhǎng)覆蓋面很廣，到達(dá)地面空間的波長(zhǎng)在303nm~2500nm之間。波長(zhǎng)在300nm~400nm之間的高能紫外光只占能量的5%，其大部分被吸收，其主要損傷和降解有機(jī)材料，如涂料中的聚合物;大約45%的太陽(yáng)輻射能在波長(zhǎng)為400nm~700nm之間的可見光，不同的顏色反射不同波段不同程度的光;波長(zhǎng)在700~2500nm之間的太陽(yáng)波譜屬紅外區(qū)域，占太陽(yáng)輻射能的50%。紅外輻射既可被吸收，又可被反射，吸收可致涂料升溫，并通過遠(yuǎn)紅外區(qū)將能量散發(fā)出去。

2.1.1顏料

1)反射型IR顏料的選擇:

研究發(fā)現(xiàn)，一種顏料可以反射可見光區(qū)的光，吸收紫外區(qū)的光，透射紅外區(qū)的光，或是任何其中3種情況的組合。這樣其既有一定的色彩，甚至是較深的顏色，又能反射一部分紅外光，減少熱量的集結(jié)，起到降溫作用。把在可見光區(qū)呈現(xiàn)一定的色彩，在紅外區(qū)具有反射紅外光性能的顏料稱為紅外反射顏料，簡(jiǎn)稱IR顏料(Infrared Reflective Pigment)。具有這種特性的紅外反射無機(jī)顏料由金屬氧化物，硝酸鹽，醋酸鹽，或氧化物混合后經(jīng)1000C以上高溫煅燒、反應(yīng)，原料中的金屬離子和氧離子重新排列，形成更穩(wěn)定的類似于尖晶石(spine1)結(jié)構(gòu)或金紅石型(rutile)結(jié)構(gòu)。這些顏料里通常含有鎳、錳、鉻、鈦、鐵、鈷等金屬離子。

據(jù)研究，添加不同濃度的鐵紅、鐵黃、酞青藍(lán)和酞青綠，分別配制成深淺2種色調(diào)的涂料，共8種。結(jié)果表明，隨添加色漿濃度的加深，對(duì)反射型建筑保溫隔熱涂料280~780 nm可見光范圍的反射率影響最大，在780~900 nm近紅外范圍內(nèi)，色漿濃度對(duì)反射率影響也很大，在900~1200nm近紅外范圍內(nèi)，色漿濃度對(duì)反射率影響開始減小，而1200~2500nm范圍內(nèi)，色漿濃度對(duì)反射率影響較小。在試驗(yàn)的4種色漿中，鐵黃添加到隔熱涂料中對(duì)反射比的影響最小。

反射型功能顏填料對(duì)可見光和紅外光的反射較高，以往的研究主要集中以白色或淺色為主。首選為金紅石型鈦白粉反射系數(shù)≥80%，折光指數(shù)2.8，能夠起到光熱反射作用，并且它具有良好的遮蓋率和著色力，在大氣中較為穩(wěn)定，因此顏料首選金紅石型鈦白粉。

近年來，對(duì)近紅外區(qū)反射率高的深色CICP顏填料的開發(fā)漸成熱點(diǎn)。常用的深色顏料有:P Black 30，P Green 17，P Green 26，P Green 50，P Brown 29，P Brown 24，PBrown 33，P Blue 36，P Blue 28，P Yellow 53，P BIack12，等。如Shepherd公司的Black 10C909，它在紅外區(qū)有較大的反射，太陽(yáng)光總反射率(TSR)達(dá)到25%，而普通黑色顏料的TSR只有5%左右，白顏料是升溫最低的，TiO2可的TSR為70%。通常，IR顏料的TSR明顯高于普通顏料。Synnefa用CICP制得10種不同顏色的節(jié)能涂料，與同色系的普通涂料作對(duì)比，在夏季環(huán)境下，反射率最大提高440%，溫度最大降低了10.2℃。

新開發(fā)的復(fù)合無機(jī)顏料技術(shù)，具有高度耐候、耐熱、耐化學(xué)品性，用在耐候涂料配方體系中，可維續(xù)30年而無明顯降解，由其配制出的涂料因升溫低，熱降解也低。復(fù)合無機(jī)顏料化學(xué)技術(shù)的最新進(jìn)展是已開發(fā)出新型紅外反射黑顏料，早期研究的產(chǎn)品有3倍炭黑的反射率，而最新品的反射率已超出炭黑5倍，而且黑度不變，效果極其明顯。

美國(guó)Oak Ridge(ORNL)和Lawrence Berkeley(LBNL)2個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合眾多建材、涂料、顏填料廠商，建立了近100種常見顏填料的具體屬性的數(shù)據(jù)庫(kù)，包括顏填料的名稱、顏色、化學(xué)特性、力學(xué)性能、光譜屬性利用數(shù)據(jù)庫(kù)的信息，并建立了關(guān)于散射系數(shù)S和吸收系數(shù)K的模型。根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以選用不同的顏料，混合制備出高反射率的制品。

2)影響IR顏料紅外反射的因素

(1) 顏料的混合:任何IR顏料與白顏料混合后，其TSR都比單獨(dú)的1R顏料要高。

(2) 顏料的分散:過度的研磨會(huì)破壞顏料的顆粒結(jié)構(gòu)，使主色調(diào)變淡，TSR變小;

(3) 涂層的不透明性:IR無機(jī)顏料一般都有較好的可見光遮蓋力。它對(duì)紅外光有反(散)射和透射的作用。較薄的涂層不能完全反射紅外光，因此需要更厚的涂層來保證對(duì)紅外光的反射。

(4) 污染:IR顏料如果與紅外吸收的顏料混合，其紅外反射性能會(huì)急劇下降。因此在使用IR顏料的過程中要非常注意不能受到一些普通顏料，尤其是炭黑、鐵黑等顏料的污染。研磨設(shè)備必須清洗干凈，保證沒有交叉污染。

2.1.2 基料

太陽(yáng)熱反射涂料主要用于戶外，從環(huán)保角度考慮，基料最好是水性的，其本身不帶吸熱基團(tuán)，并綜合考慮耐水、耐沾污、耐候性等性能。反射太陽(yáng)光能力的強(qiáng)弱主要用物質(zhì)的折光指數(shù)來表征，折光指數(shù)越大，對(duì)人陽(yáng)光的反射能力越強(qiáng)。環(huán)氧樹脂的折光指數(shù)為1.45~1.50，其中常用的醇酸樹脂為1.48與環(huán)氧樹脂的折光指數(shù)接近;含氟聚合物具有相對(duì)較低的折光指數(shù)1.34~1.42。因此，選擇不同的有機(jī)樹脂，涂層的太陽(yáng)熱反射效果不會(huì)發(fā)生顯著的改變。常用樹脂如丙烯酸樹脂、有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、有機(jī)硅改性醇酸樹脂、含氟樹脂、環(huán)氧樹脂、氯化橡膠等，都可用作太陽(yáng)熱反射涂料的基料。

用于反射型建筑絕熱涂料的樹脂對(duì)可見光和近紅外光的吸收越小越好，通常要求樹脂的透明度高(透光率應(yīng)在80%以上)，對(duì)太陽(yáng)熱的吸收率低，且結(jié)構(gòu)中盡量少含-C-O-C-、C=O和-OH等吸能基團(tuán)。如聚吡咯摻雜的三元共聚物(丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯酸)，另外還要摻雜微量的二氯化鐵，就是一種很好的水性紅外反射涂料的成膜物質(zhì)。

2.1.3 功能性填料

功能性填料是影響涂膜保溫隔熱性的關(guān)鍵材料。要獲得高反射率的涂膜，必須選用反射率高的填料。選用空心微珠作為隔熱填料的主要作用有:(1)利用其特有的球型中空結(jié)構(gòu)中的無數(shù)空腔形成隔熱層來阻止熱傳導(dǎo)。(2)它具有一定的填充作用，能減少涂料中基料用量，降低涂料中VOC含量。(3)提高涂料的流平性，改善涂膜的硬度。(4)提高涂膜的耐沾污性和耐黃變性能。

1)微珠種類對(duì)涂料隔熱性能的影響

在相同條件下，空心微珠對(duì)近紅外光的反射率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通填料，玻璃微珠與陶瓷微珠的反射率相接近，陶瓷微珠略高于玻璃微珠?？招奈⒅橐卜Q涂料用多功能空心添加劑，其顆粒呈圓形或者近似圓形，表面為光滑堅(jiān)硬、結(jié)構(gòu)致密的玻璃體，對(duì)各種液體介質(zhì)幾乎不吸收，能夠很好地反射光、熱等入射波。這些性能，使之適合作為反射型隔熱涂料的反射性填料。但是，玻璃玻璃空心微珠內(nèi)部為空心，因而密度低、導(dǎo)熱系數(shù)小、傳熱隔絕性能也很好。但是空心玻璃微珠(尤其是漂珠)比重小于l，球體為薄壁多孔結(jié)構(gòu)，抗壓強(qiáng)度低(一般為100~350kg/m)，在高剪切作用下易破碎，降低隔熱效果。采用陶瓷空心微珠，球體壁堅(jiān)硬，抗壓強(qiáng)度高(1 000~7 000 kg/m )，在高速分散、研磨過程中，球體完整無損，便于涂料的工業(yè)化生產(chǎn)。

2)微珠添加量對(duì)涂料隔熱性能的影響

隨著空心微珠添加量的增加，涂料的反射率也隨著增加;但是，涂料的黏度也變化較大，黏度太高會(huì)影響涂料的施工性，故微珠的添加量在4.5%~6.0 wt%之間較為適宜。

3)微珠尺寸對(duì)涂料隔熱性能的影響

微珠粒徑的大小與其反射入射光的波長(zhǎng)大小有關(guān)，當(dāng)微珠的直徑與入射光波長(zhǎng)的比例為0.1~1.0，則顏料表現(xiàn)為菲涅耳型反射。這種反射對(duì)溫控是有用的。若比值小于0.1，顏料表現(xiàn)為瑞利散射，這對(duì)于溫控毫無用處。

費(fèi)凡等發(fā)現(xiàn);當(dāng)空心微球粒子直徑>200目，在涂料中的含量>20%時(shí)，對(duì)涂料的附著力、沖擊強(qiáng)度等各項(xiàng)使用性能指標(biāo)沒有明顯的影響，對(duì)涂料的反射率也基本沒有影響。

4)微珠級(jí)配對(duì)涂料隔熱性能的影響

微珠的級(jí)配對(duì)涂料體系的隔熱效果及涂膜性能有一定的影響，微珠的粒徑大對(duì)涂料的反光隔熱效果好，但涂膜表面粗糙、空隙較多，涂料的耐沾污性差;微珠的粒徑小涂膜表面光滑平整，涂料的耐沾污性好，但涂料的反光隔熱效果不好。所以，應(yīng)選擇一合理的粒徑搭配，即使涂料反射太陽(yáng)熱的隔熱效果良好，又使涂膜表面光滑平整，涂料的耐沾污性好。經(jīng)過試驗(yàn)確定:微珠的粒徑分布為270~325目占20%，500~600目占60%，800~1250目占20%時(shí)，綜合效果較好。

2.1.4 PVC值

在低P V C涂料中，顏料粒子分散在基料聚合物的連續(xù)相里，形成所謂"海-島"結(jié)構(gòu)。但隨著顏料和填料的增加，PVC超過某一極限值時(shí)，基料聚合物就不能將顏料和填料粒子之間的空隙完全充滿，這些未被填充的空隙就潛藏在涂膜中，因而涂膜的物理性能以該P(yáng)VC的極限為界限，開始急劇下降，此時(shí)的PVC稱為CPVC(1l~界顏料體積濃度)。所以高性能或外用涂料配方的PVC一般不應(yīng)超過CPVC，否則涂膜許多物理性能將受到不利影響。另外，實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)PVC值在40%~50%之問時(shí)，漆膜呈現(xiàn)菲涅耳反射，大大提高了涂膜對(duì)太陽(yáng)光的反射比;若PVC值較高，反射則接近漫反射，不利于涂膜對(duì)太陽(yáng)光的反射。

路國(guó)忠選用壁薄空心體積大的玻璃微珠和不透明聚合物為功能材料，通過合理級(jí)配，使涂料具有高的反射率。(2)通過添加適量的紅外輻射填料，可大大提高了涂層的輻射率。采用有機(jī)硅改性丙烯酸為基料，確定合適的P V C值，使漆膜具有獨(dú)特的硅氧結(jié)構(gòu)和低的表面張力，使涂膜具有良好疏水透氣性，保持墻面處于健康狀態(tài);選用超細(xì)氫氧化鎂作為阻燃劑，即使涂料具有一定的阻燃性能，又可調(diào)節(jié)涂料的p H值，節(jié)省了pH值調(diào)節(jié)劑，使涂料具有良好的阻燃性能。

2.1.5 乳液的選擇

由于太陽(yáng)熱反射隔熱涂料主要用于建筑物或油罐的外裝飾面，故其性能就必須滿足外墻的要求，要求具有良好的耐候性及保色性、優(yōu)異的附著力及耐沾污性，有機(jī)硅樹脂能有效地抵御紫外線對(duì)涂膜的光氧化降解，所以有機(jī)硅改性乳膠漆具有令人滿意的耐久性。有機(jī)硅樹脂分子由于具有有機(jī)基團(tuán)，同時(shí)分子對(duì)稱性好，極性相互抵消，整個(gè)分子呈非極性，從而使其具有很低的表面張力，使涂膜具有很好的疏水性能。其優(yōu)點(diǎn)在于:(1)能對(duì)建筑物起到有效的保護(hù);(2)能提高涂膜的耐沾污性，這是因?yàn)槭杷院玫耐磕ぃ缘?，進(jìn)入涂膜毛細(xì)孔的灰塵少，所以耐沾污性提高。有機(jī)硅樹脂由于具有硅氧骨架結(jié)構(gòu)，所以涂膜透氣性好。(3)有機(jī)硅樹脂Si-O主鏈成螺旋狀，其基團(tuán)在界面能定向排列，與基層硅酸鹽類材料還可交聯(lián)，形成化學(xué)鍵，因此大大地改善了涂膜與基層之間的粘結(jié)，從而提高了涂膜的附著力。(4)該乳液還具有良好的延伸性，可使涂料具有優(yōu)異的彈性，能夠彌補(bǔ)基層的細(xì)微裂紋

添加不透明聚合物乳液，可以提高涂層的太陽(yáng)光反射率。這是由于干膜中粒徑均勻的中空不透明聚合物球體具有抗聚集效應(yīng)，充分填充空心微珠中的空隙，使涂層中多級(jí)組合排列的空心球體更加緊密。如苯乙烯和丙烯酸酯的共聚乳液，乳液粒子呈球形，是由中空的苯乙烯芯/丙烯酸酯殼組成。起初，在乳液態(tài)和涂料中時(shí)，該聚合物的芯中充滿水，當(dāng)涂料涂覆在基層表面干燥后，水由微球的芯中擴(kuò)散出來而被空氣所代替，形成微球內(nèi)充滿氣體的空氣穴，使其成為具有極好的光散射介質(zhì)，賦予干膜光散射效果和不透明度，從而進(jìn)一步提高了涂層的太陽(yáng)光熱反射率，也提高了涂料的白度和遮蓋力。

2.1.6 其他助劑的選擇

王曉莉等以水性丙烯酸彈性乳液為成膜物質(zhì)，鈦白粉、空心玻璃微珠、高嶺土等為顏填料制備的反射隔熱彈性涂料中，通過調(diào)節(jié)助劑在涂料配方中的用量，發(fā)現(xiàn)0.22%的分散劑對(duì)涂料流動(dòng)性的改善最為明顯;消泡劑含量為0.2%左右即可達(dá)到良好的消泡效果;耐沾污劑的最佳用量為1.3%。并且，堿性條件更有利于分散劑效果的發(fā)揮，提高涂料的貯存穩(wěn)定性。然而，助劑的添加對(duì)涂膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂延伸率都有一定程度的影響。涂料制備中應(yīng)該適當(dāng)調(diào)整組分配方，避免不必要的負(fù)面效應(yīng)，使涂膜的力學(xué)性能滿足不同的使用要求。

2.1.7 工藝流程

制備反射型節(jié)能涂料分為兩個(gè)過程，首先要在玻璃微珠表面包覆一層TiO2，然后以此為部分功能填料來配制反射型紅外節(jié)能涂料。以Ti(SO4)2為原料制備二氧化鈦包覆中空玻璃微珠的工藝過程為:稱取空心玻璃微珠5 g，加入到500 mL四口燒瓶中，加人蒸餾水50 mL，滴人2%的十二烷基苯磺酸鈉水溶液2 mL ，攪拌，分散，升溫到100C。用10%的NaOH溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值?？刂圃诓煌姆磻?yīng)時(shí)間內(nèi)加完Ti(SO4)2溶液。反應(yīng)結(jié)束后，過濾，洗滌濾餅。濾餅在鼓風(fēng)十燥箱中以120℃干燥3 h，再在馬弗爐中于600℃煅燒2 h，得到包覆二氧化鈦的空心玻璃微珠。反射型功能涂料的制備工藝與乳膠漆的生產(chǎn)工藝基本相同:先分散顏填料，然后低速攪拌下加入空心微珠，攪拌分散均勻后加入乳液，再加入適蹬的消泡劑、增稠劑等助劑。由于微珠中空，在攪拌分散時(shí)注意避免微珠的破壞，需在低速攪拌下加入。

1)樹脂對(duì)涂層反射率的影響

用于太陽(yáng)熱反射涂層的樹脂，對(duì)可見光和近紅外光吸收越小越好，一般涂料常用的樹脂都可用于太陽(yáng)熱反射涂層。要求樹脂的透明度高，透光率在80%以上，太陽(yáng)能的吸收率低，有些基團(tuán)吸熱，故在設(shè)計(jì)合成樹脂時(shí)，盡量使樹脂中少含有C-O-C、C=O、O-H等基團(tuán)。

2)顏料對(duì)涂層熱反射率的影響

顏料對(duì)可見光和近紅外光的吸收同樣越小越好，同時(shí)，為減少太陽(yáng)光透過，顏料對(duì)太陽(yáng)光應(yīng)有盡可能大的散射。

顏料對(duì)可見光和近紅外輻射的散射能力取決于顏料和樹脂折光指數(shù)的差異，散射率m定義為顏料與樹脂折光指數(shù)的比值(如右圖)。nρ為顏料的折光指數(shù)(常用顏料的指數(shù)為1.4(2.8)，nR為樹脂的折光指數(shù)(常用有 機(jī)樹脂的指數(shù)為1.45(1.50，變化很小)。要達(dá)到高反射率，必須選用折光指數(shù)高的顏料。

3)涂層厚度的影響

涂層厚度熱反射面漆涂層厚度越薄越好，一般涂層厚度20~40μm較好。

雙向熱反射建筑節(jié)能無機(jī)保溫系統(tǒng)由基層墻體、無機(jī)中空?；⒅楸貙印⒖沽焉皾{護(hù)面層和內(nèi)、外熱反射涂料飾面層組成。

主要產(chǎn)品有:無機(jī)中空保溫砂漿、抗裂砂漿、外墻膩?zhàn)?、絕熱保溫反射涂料(外隔熱層)、絕熱節(jié)能保健涂料(內(nèi)保溫層)、防火保溫板。