随着人们生活水平的提高，电力设施，尤其是空调、冰箱等制冷设施的使用日趋普遍，被动制冷均来源于做功，随之带来的能耗也是巨大的，尤其是建筑能耗，我国建筑能耗约占总能耗的30% ～40%，建筑节能［1 － 2］逐渐提上了日程． 建筑物的节能手段主要是从其外部维护结构入手，当使用具有良好隔热效果的材料作为建筑物外饰面时，能极大降低建筑物内外能量交换，从而起到隔热保温的作用． 外墙隔热涂料将是建筑节能的［3］．
目前国外对于这一类型涂料已有一定的研究基础，研究成果得到了较为广泛的应用，国内学者对此类型涂料的研制多是通过加入功能性填料: 空心玻璃微珠、红外陶瓷粉等来形成反射隔热层，阻隔热量传递． 但目前反射型隔热涂料的研究多集中于浅色系［4 － 7］，而民用市场需求较大的彩色涂料的反射率仍无法达到此类涂料要求．空心玻璃微珠作为一种隔热填料的独到之处在于其中空、密度小所带来的低导热系数的特点，在美国，空心玻璃微珠的研究较为成熟，应用相对较广［8 － 10］． 空心玻璃微珠在隔热涂料中的应用也主要是利用其低导热系数、高反射率的特点． 空心玻璃微珠由于中空结构中夹杂的稀薄空气，在涂层中能形成紧密排列的隔离层，有效阻隔太阳辐射的传递，起到有效的隔热、隔音的效果［11］． 而实际应用中，其在水性涂料中的分散稳定性差这一问题已引起学者们的普遍关注，对空心玻璃微珠的表面改性也成为此类涂料的研究热点［12 － 13］．笔者制备着色型空心玻璃微珠，在改善其在涂料中分散性的同时，增强了其反射太阳辐射与阻止热传导的能力，并且减少涂料制备过程中有色颜料的加入，达到提高深色系涂料太阳热反射率的效果． 双包覆法制备着色型空心玻璃微珠，在空心微珠表面附上一层TiO2薄膜，由于TiO2的太阳光反射比高，另外以其为基体再包覆一层Fe2O3，从反射型填料本身引入色彩，并且涂覆物TiO2、Fe2O3及少量钛铁矿均为高温生成的稳定氧化物，增强了空心微珠的抗氧化能力． 以其作填料制备隔热涂料，不仅能达到有效的隔热、隔音、反射太阳辐射的作用，还能明显改善外墙涂料耐老化性，从而提高涂料耐水性．

1 实验
1. 1 材料
十二烷基苯磺酸钠、四氯化钛、氢氧化钠、氯化高铁、空心玻璃微珠、硅丙乳液、金红石型钛白粉、滑石粉、重钙、中铬黄、羟甲基纤维素、乙二醇、涂料助剂、水和铝片等．
1. 2 仪器
FJ － 200 型高速匀质分散机，上海普申化工机械有限公司; DZKW － D － 2 型电热恒温水浴箱，北京市光明医疗仪器厂; 101 － 1AB 型电热鼓风干燥箱，天津泰斯特仪器有限公司; ZDMF1 －1400 型马弗炉，深圳市中达电炉厂; QUV /Se 型人工加速老化仪，美国Q － Panel 公司; BYK 型雾影光泽仪，上海丽度电子科技发展有限公司;CM － 700d便携式分光测色计，上海卡罗卡超仪器有限公司; UV － 2550 型UV － vis 分光光度计，日本岛津．
1. 3 双包覆法制备着色型空心玻璃微珠
取5 g 空心玻璃微珠与蒸馏水制成10%的悬浮液，在恒温水浴箱中用匀质分散机边搅拌边并加入5 mL 1%的十二烷基苯磺酸钠溶液，保持水温固定为55 ℃，缓慢滴加100 g /L TiCl4溶液150 mL，用10% 的NaOH 溶液始终维持体系的pH 在3. 0 ～ 3. 5，包膜过程需5 h，此时空心玻璃微珠表面涂覆了一层水合二氧化钛膜．此后实验分两步进行，A 类样，将包覆完TiO2的未分离溶液调pH 值后进行涂覆Fe2O3膜的工艺: 调节未分离溶液pH 为3. 5 ～ 4. 0，然后缓慢加入15%FeCl3溶液175 mL，同时加入10%的NaOH 溶液，以保证溶液pH 值稳定，二层包覆反应3 h，将反应液过滤、洗涤、干燥，并在650 ℃马弗炉中煅烧1 h; B 类样，则将包覆完TiO2的未分离溶液进行洗涤、过滤，烘干，接着涂覆Fe2O3膜:分离烘干后的样品重新制10% 的悬浮液，调节溶液pH 在3. 5 ～ 4. 0． 以下实验步骤，则同A 类样Fe2O3膜涂覆工艺．
1. 4 金色系隔热涂料的制备
取适量水，用搅拌机控制搅拌速度300 r /min下搅拌15 min，依次加入乙二醇及涂料助剂; 调节转速到3 500 r /min 下加入粉料( 钛白粉、滑石粉、重钙、中铬黄) ，高速分散20 min 以上; 细度达到要求后， 300 r /min 下加入消泡剂、成膜助剂，并加入硅丙乳液及双包覆空心玻璃微珠，低速搅拌20 min以上． 而后在静置涂料中加入增稠剂调节黏度到10 000 mPa·s 以上并调节pH 到8 ～ 9，即制得产品．表1 所示为涂料的引导性配方． 其他配方均为在引导性配方的基础上改变作为颜料的钛白粉、双包覆空心微珠及中铬黄的配比来配制金色系涂料． 通过测定各组配方的反射率来反映其隔热效果．
表1 涂料的引导性配方

2 性能测试
2. 1 空心微珠分散稳定性测试
利用重力沉降法对两种方法包覆的空心玻璃微珠与未包覆的空心玻璃微珠的分散稳定性进行评定对比: 取A 类包覆样、B 类包覆样及未包覆样各2 g，分别加入到25 mL 水中， 300 r /min 下分散10 min，分散液静置72 h，每隔24 h 读取上层清液的体积．
2. 2 反射率测试
根据JG /T235 － 2008《建筑反射隔热涂料》中太阳反射比测定方法，使用UV － 2550 型UV －vis 分光光度计测定空心玻璃微珠及涂料在200 ～800 nm 波段的太阳光反射比，太阳反射比试验结果以3 个试样的算术平均值表示，计算精确至0. 1．
2. 3 涂料耐候性测试
用QUV 人工加速老化仪进行耐候性测试，选用340 nm 紫外灯，测试循环: 50 ℃下紫外灯辐照8 h，辐照强度0. 68 W/m2， 40 ℃下冷凝4 h． 定期测定涂料样板的光泽( 雾影光泽仪测定) 和色差( ΔE，由CM － 700 d 便携式分光测色计测定) ．
2. 4 涂料耐水性测试
耐水性测定按照《漆膜耐水性测定法》( GB /T1733 － 1993) 甲法规定进行．按照配方( 见表1) ，固定涂料制备中乳液及其他颜填料的用量，将双包覆空心微珠与普通空心微珠( 质量分数12%) 分别制备热反射型隔热涂料，按照《漆膜耐水性测定法》( GB /T1733 －1993) 规定，将其涂刷到铝板上，涂层厚度皆150μm，用石蜡和松香混合物( 质量比1∶ 1) 将试板四周边缘和背面封闭，在40 ℃水中浸泡7 d． 观察试板表面情况，是否有起泡、掉粉、明显变色等异常现象，比较测试其耐水性能．