超薄节能型外墙隔热涂料的制备
2021-12-17 14:11 浏览:226
墙体保温是建筑节能的重要一环。国外建筑节能用绝热材料占绝热材料总量的比重很大，如美国1997年以来建筑用绝热材料占所有绝热材料的81%左右，瑞典、芬兰等欧洲国家80%以上的岩矿棉制品用于建筑节能。而在我国能源消耗中，建筑能耗占全国能源消耗总量的1/3，而建筑用绝热材料仅占总量的10%左右(且多为不耐高温的有机保温材料)，可见新型建筑隔热保温涂料市场潜力巨大[1]。当前，我国隔热材料正由工业隔热保温为主向建筑隔热保温为主转变，隔热保温材料是今后主要发展方向之一。新型建筑隔热涂料因经济、使用方便和隔热效果好等优点而越来越受到人们的青睐。国家质量技术监督局1998年5月发布了硅酸盐复合隔热涂料国家标准(GB/T17371-1998)，为生产和应用者提供了硅酸盐隔热涂料的技术标准。住建部2006年发布的《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》规定新建建筑应该采用隔热保温措施节能60%以上[1]。因此，未来建筑使用隔热保温涂料是发展趋势[2]。
涂料的耐热性与有机高聚物基料有关，还与组成涂料的颜填料有关[3-4]。隔热涂料的基料树脂组分应具有吸热、散热和隔热能力，同时加入空心玻璃粉等耐热隔热填料。涂料的保温性要求涂料具有在一定温度下能蓄热、贮能、隔热等性能。以丙烯酸乳液为基料，空心玻珠为填料制得的涂料固化形成的涂膜既具有保温材料的共性，又有中空质轻、节能减耗明显等特性[5-7]。按照热量传递的传导、对流和辐射3种机理，隔热保温涂料相应分为阻隔型隔热保温涂料、反射型隔热保温涂料和辐射型隔热保温涂料3类。一种隔热效果良好的涂料常需要将2种或更多种隔热机理设计于同一配方里。各种隔热保温涂料原料各有其特点，可进行复配，优势互补，研制出性能优良的复合型隔热保温涂料。不同的隔热保温涂料和保温材料组合，可以制得既隔热又保温的外墙外保温系统，也可制得以隔热为主的外墙外保温系统，这也是外墙外保温涂料的发展趋势[8]。
杭州传化涂料有限公司2006年承担国家星火计划项目研制的“超薄节能型外墙隔热涂料”，同时具备反射型隔热涂料和辐射型隔热涂料的特点。经国家化学建筑材料质量监督检验中心检测，符合国标GB/T9755-2001《合成树脂乳液外墙涂料》优等品指标的要求;隔热性能指标按照军标GJB/T2502-1995《卫星热控涂层试验方法》检测:太阳热吸收比为0.13(即涂层反射了87%的太阳热辐射)。经国家红外及工业电热产品质量监督检验中心、中国科学技术大学检测:法向热发射率为0.796，隔热效果明显。
1 超薄节能型外墙隔热涂料的制备
1.1 主要原材料
采用自行合成的自交联型丙烯酸共聚乳液与去离子水、清华大学研制的纳米抗老化剂、进口金红石型钛白粉和红外辐射颜料、用于美国宇航空间站的陶瓷空心微珠和进口助剂(日本产氨盐分散剂和润湿剂、英国产防腐防霉防藻剂、美国产增稠剂、美国伊士曼公司产成膜助剂、消泡剂)，经过配方优化设计制造而成。
1.2 主要仪器设备
1.2.1 中试设备
33 kW高速分散机2台;2 m3分散缸1只;2 m3调漆缸1只;中转拉缸1只。
1.2.2 其他生产设备
高速分散机、调漆缸、砂磨机、隔膜泵、精密捕集器、浓浆泵、胶体磨等。
1.2.3 主要仪器
配色仪、恒温恒湿机、耐洗刷仪、耐沾污冲洗装置、紫外光老化仪及附件、喷涂机、磨耗仪、耐盐雾试验箱、数显压力试验机、饰面砖粘结强度检测仪、电动抗折试验机、动态抗开裂试验仪、水分快速测定仪、气相色谱仪等。
1.3 生产工艺
将一定量的去离子水加入分散缸中，加入分散剂、消泡剂中速搅拌均匀。边搅拌边加入钛白粉和红外辐射颜料高速分散到细度小于30 μm，转入调漆缸。边搅拌边加入防腐防霉防藻剂、成膜助剂和抗冻剂，缓慢加入一定量的自交联纯丙烯酸乳液和消泡剂。控制搅拌速度，在搅拌下缓慢加入隔热涂料功能空心添加剂，搅拌至均匀无颗粒，再用增稠剂调整到合适的黏度，调色后(或白色)过滤包装，出厂检测合格后入库。
1.4 中控指标(见表1)
1.5 应用试验性能技术指标与实测结果(见表2)
注:太阳热吸收比为 0.13即涂层反射了87%的太阳热辐射，法向热发射率为0.796即79.6%的热量被发射到外层空间。