1建筑保温隔热涂料的种类及其应用原理
建筑保温隔热涂料也称为建筑绝热涂料，属于功能性建筑涂料，根据保温隔热作用机理的不同，可以分为阻隔型、反射型和辐射型3类。这3类涂料的绝热机理不同，应用场合和所得到的效果也不同。
1. 1阻隔型建筑保温隔热涂料
阻隔型绝热涂料的绝热机理是阻止热传导。阻隔型建筑绝热涂料涂装成膜后涂膜中充满着孔隙，因而涂膜的干密度很低，其导热系数(入）一般小于0.06 W/(m•K)，所以具有很好的绝热性能。阻隔型绝热涂料在实际应用中的绝热效果与涂膜厚度密切相关。
目前外墙外保温涂料在国内得到广泛应用，涂料也开始从过去的膏状涂料向粉状涂料转变，并且以粉状产品为主;组成材料由初期以膨胀珍珠岩作为绝热骨料逐步转变成以膨胀聚苯颗粒为绝热骨料。不过，由于建筑行业的习惯沿袭，粉状建筑保温隔热涂料多数情况下被称为保温砂浆”、轻质绝热砂浆”等，这些习惯称谓极为流行。国家建工行业标准JC 158-2004《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》颁布实施后，将这类材料称为胶粉聚苯颗粒保温浆料，但在开发应用的初期还是称为保温隔热涂料。
1.2辐射型建筑保温隔热涂料
辐射型建筑绝热涂料的绝热机理是通过波的辐射形式把建筑物吸收的日照光线和热量以一定的波长发射到空气中，从而起到隔热降温效果。该类涂料不同于阻隔型绝热涂料和反射型绝热涂料，因为这两类涂料只能减慢但不能阻挡热能的传递。白天太阳能经过涂装有绝热涂料的屋顶和墙壁不断传入室内空间及结构中，这些传入的热能在室外气温下降后，再反过来通过涂装有绝热涂料的屋顶和墙壁向外传递热量的速率同样很缓慢。
辐射型建筑保温隔热涂料却能够以热辐射的形式将吸收的热量辐射掉，从而促使室内和室外以同样的速率降温，因而具有较高的降温速率。这类涂料的实际应用目前仅是在冶金、炼钢系统的工作服以及红外辐射窗帘布等方面，在建筑绝热领域中的应用尚处于研究阶段。
1.3反射型建筑保温隔热涂料
反射型建筑绝热涂料也称反射太阳热型绝热涂料，其基本原理是通过涂膜的反射作用将日光中的红外辐射反射到外部空间，从而避免物体自身因吸收辐射导致的温度升高。太阳时时刻刻向地球辐射着巨大的能量。太阳能绝大部分处于可见光和近红外区。按波长可分为3部分，即在200一300nm，的紫外线区的热辐射能量仅占5%:在400-720 nm。的可见光区占45%;在720 - 2 500 nm的近红外区占50%。可见，太阳辐射热绝大部分处于400一1800nm。范围内。在该波长范围内，反射率越高，隔热效果越好。
任何物质都具有反射或吸收一定波长太阳光的性能。入射在涂膜上的太阳辐射能被吸收、透射或反射，其吸收率(ó)、透射率(p)和反射率(T)之间有如下的关系:
任何物质都具有反射或吸收一定波长太阳光的性能。入射在涂膜上的太阳辐射能被吸收、透射或反射，其吸收率(ó)、透射率(p)和反射率(T)之间有如下的关系:
由于涂膜是不透明的，其透射率ó近似为0。因此，只有提高涂层的反射率T，才可以使涂层表面吸收较少的能量。反射型建筑绝热涂料就是通过适当选择透明性好的树脂和反射率高的填料，制得高反射率的涂膜，以达到反射光和热的目的。反射型建筑绝热涂料利用涂膜对光和热的高反射作用使太阳照射到涂膜上的大部分能量得到反射，而不是被涂膜吸收；同时，这类涂膜本身的导热系数很小，绝热性能很好，这就阻止了热量通过涂膜的传导。由于反射型隔热涂料具有高反射性和低导热系数，使得涂膜在超过一定厚度时，其反射性能只与涂膜表面的反射率有关，而与涂膜厚度无关。这与阻隔型绝热涂料的绝热效果与涂膜厚度密切相关的原理是完全不同的。
2反射型建筑绝热涂料的应用
2反射型建筑绝热涂料的应用
反射型绝热涂料开始是为满足军事上和航天上的需求而发展起来的，即通过该涂料的作用可以降低和削弱敌方热红外探测设备的效能，改变目标自身的热辐射特征或使目标自身的综合热散射特征和周围背景相适应。由于反射型绝热涂料能够显著地降低暴露于太阳热辐射下的物体的表面温度，因而该类涂料迅速在石油化工行业得到应用。用于贮存和运输石油、液化天然气的金属储罐、管道等设施，夏季受太阳光的照射，表面和内部的温度迅速升高，因此而带来一系列问题。使用反射型绝涂料能有效地降低因太阳热辐射引起的温升，达到阻止这些设施表面温度的升高和热传导、改善工作环境和提高安全性的目的，因而该类涂料的应用受到重视，并得到较多的研究，已被广泛应用于建筑工程、石油、运输、造船及军工、航天等行业。反射型绝热涂料在建筑工程领域中主要应用于隔热场合，即在外围护结构的表面采用高反射性隔热涂料，能够减少建筑物对太阳辐射热的吸收，阻止建筑物表面因吸收太阳辐射导致的温度升高，减少热量向室内的传入。以前主要研究在屋面上应用，以降低温升并对屋面防水材料起保护作用。近年来由于国外新型高效能反射材料玻璃空心微珠的出现，推动了这类涂料在我国南方冬冷地区外墙面的应用。作者认为，反射型隔热涂料除了对太阳热反射的热工作用外，还能够解决外墙外保温系统所带来的裂、渗和涂膜老化迅速等新问题，这类涂料随着今后建筑节能的全面展开，其应用将会受到重视并得到更多的应用。
3反射型绝热涂料生产技术与涂膜反射性能测试方法
3.1原材料
3.1.1基料的选用
(1)根据反射率和吸收率选用
用于反射型建筑绝热涂料的树脂对可见光和近红外光的吸收越小越好，通常要求树脂的透明度高透光率应在80%以上)，对太阳热的吸收率低，且结构中尽量少含一C-O-C、>C=O、一OH等吸能基团.
(2)根据对涂膜的耐候性要求选用
由于反射型建筑绝热涂料主要应用于受太阳光照射的外墙或屋顶，因而必须具有良好的耐候性及保色性，优异的附着力及耐沾污性。例如，丙烯酸树脂的耐候性强、透明度高、附着性好，是最常用的建筑涂料基料。该类树脂的触变性可以调节，有利于防止涂料的贮存沉降，其分子链结构中有特殊的结构单元，涂层在户外日晒雨淋的过程中，这种高分子树脂发生局部分子链断链，使涂层表面微粉化，经雨水冲刷后，又得到新鲜的涂层表面，使涂层一直处于崭新状态，能保证在户外使用过程中涂层的高太阳热反射能力。
(3)根据涂料种类的要求选用
建筑涂料是涂料中水性化比例最高的涂料品种。一般来说，溶剂型品种比同一类水性涂料的性能要优异，但成本相应提高，且对环境产生污染。因而，对于建筑绝热涂料来说，当应用于外墙和屋顶时，在没有特殊要求时应使用水性成膜物质。就目前的商品状况来说，以合成树脂乳液为宜。目前使用的合成树脂乳液主要是丙烯酸类以及丙烯酸共聚类。这里提出选用的依据：制备一般的建筑外墙涂料可以选用普通丙烯酸乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液等，制备耐候性、耐沾污性好的涂料可选用有机硅-丙烯酸酯共聚乳液和聚氨酯-丙烯酸酯共聚乳液等；制备具有适应基层体积应变性能的涂料可以选用玻璃化温度低并具有自交联性能的相应种类的弹性乳液。此外，为了提高涂料的耐候、耐沾污性能，还可以使用适量的硅溶胶与合成树脂乳液复合。
颜料和填料的选用主要是着眼于反射性能和对涂膜导热系数的影响。例如，过去使用的铝粉类颜料，虽也具有好的反射性能，但铝粉的导热性能好，涂膜吸收的少量热会被涂膜很好地传导。因而，夏天在太阳光的照射下，铝粉反射涂膜表面的温度可达60℃以上。
(1)玻璃空心微珠
近年来，使用玻璃空心微珠制备的日光反射型建筑绝热涂料具有很好的反射性能，使得这类涂料成为崭新的涂料品种，并提高了应用性能，扩大了应用领域。一言以蔽之，玻璃空心微珠赋予了日光反射型绝热涂料所需要的各种性能。例如，20世纪90年代美国国家航空航天局(NASA)为解决航天飞行器的传热控制问题研制了一种太空绝热瓷层(therma-cover)，系由悬浮于惰性聚合物乳液中的空心玻璃微珠构成。该涂层具有高反射率、高辐射率、低热导率、低蓄热系数等热工性能.玻璃空心微珠也称涂料用多功能空心添加剂，其颗粒呈圆形或者近似圆形，表面为光滑坚硬、结构致密的玻璃体，对各种液体介质几乎不吸收，能够很好地反射光、热等入射波。玻璃空心微珠内部为空心，因而密度低、导热系数小、传热隔绝性能也很好。这些性能，使之非常适合于作为反射型绝热涂料的反射性填料。
表1 列出某商品空心玻璃微珠的性能 。
表1 列出某商品空心玻璃微珠的性能 。
这些商品玻璃空心微珠在涂料中的作用有:①能够提高涂料的绝热性能并赋予涂膜更好的增白遮蔽效果，能够反射80%一90%日光辐射热能，可防止涂膜结构中成膜物质的降解，延长使用寿命:②具有高效的填充性，能够减少涂料中基料的使用量;降低涂料施工中有害气体的排放，更有效地减少涂料的VOC指标;③能够增强涂料的流平性、平滑性，明显改善涂膜的硬度和抗刮伤等机械性能;④使涂膜具有更好的防污染、防腐蚀和耐黄变性能。有的产品除具有上述性能外，还因具有较好的冷热体积变化性而能够增强涂膜的弹性。
(2)其他颜料
除了空心玻璃微珠以外，还要根据涂料性能的需要添加其他颜料、填料。选用时应注意，由于要保证空心玻璃微珠在涂膜中的反射性能，涂料组成材料中应尽量少用对光吸收率高的普通填料，但可以使用对光、热反射性能较好的功能填料，例如品质较高的粉煤灰空心玻璃微珠，以降低涂料成本。此外，还应根据颜料折光率与涂膜反射率的关系选用折光率高、吸收率小的颜料。
3.1.3其他涂料组分
涂料是由成膜物质、分散介质、颜料、填料和助剂组成的。这些涂料组分的选用应根据普通涂料的选用原则并考虑到反射型绝热涂料的特征。这类内容涉及篇幅较长，可参考有关书籍。
3.2反射型建筑绝热涂料制备举例
3. 2. 1参考配方举例
反射型建筑绝热涂料是一种高性能功能性涂料，其使用环境直接处于室外，除了反射性能外，对涂料的其他物理力学性能要求也很高，例如耐候性、耐大气腐蚀性、耐酸雨等。因而，其配方的特征之一是在满足涂膜反射性能的要求下涂料的PVC不能太高，否则对涂料的物理力学性能不利。就涂料PVC与涂膜反射性能之间的关系来说则是很复杂的，涂膜的反射率是先随着涂料PVC的增加而上升，到15%时达到最大值，其后随着PVC的增加反射率又下降，而在PVC达到45%以后，反射率又随着PVC的增加而增加，并趋于平缓!14。配方的特征之二是空心玻璃微珠的含量不能太低，应能够形成连续的反射层面。从各种文献中的参考值来看，其用量(以质量计)应高于20%。三是如果基料使用热塑性树脂，应注意树脂的玻璃化温度不能太低，一般应高于25℃。四是不能选用会显著吸收光和热的材料，特别是填料、颜料的选用。
表2为日光热反射型绝热涂料的参考配方。
表2为日光热反射型绝热涂料的参考配方。
