常用涂料隔热效果的研究
王雅丽1，李会宁2，曹德榕1，陈仕箐2，肖富平2（1.华南理工大学化学与化工学院，广州510640；2.肇庆千江新材料科技有限公司，广东肇庆526238）
0 引言
太阳是人类赖以生存的必要条件，其辐射到地球表面上的能量大约是750 W/（m2·s），太阳能的开发和利用是整个世界的研究重点。但是，强烈的太阳辐射会使物体表面温度升高，给日常生活和工业生产带来了诸多问题和不利。太阳照射引起的环境温度过高不仅会增加制冷所需的能量，而且辐射引起物体温度过高会加速材料的腐蚀、老化和降解速度，使材料难以保持其良好的机械、化学性能，降低了材料的使用寿命。在涂料行业，隔热涂料这种新功能型涂料的研究是一大热点，根据隔热机理的不同可以将其分为：阻隔型、反射型、辐射型以及复合型隔热涂料。关于这些隔热涂料的配制方法、隔热机理、隔热效果等的分析相关报道也较多。本文则对一些常用涂料进行了简易的隔热效果测试，初步总结了涂料类型、颜色、光泽等对隔热效果的影响。
1 试验部分
涂料样品是肇庆千江高新材料科技有限公司常用产品，测试样板采用150 mm×150 mm×5 mm 的玻璃，涂膜厚度为各涂料品种的标准检测要求厚度。隔热效果测试装置：自制，如图1 所示。其中，光源中心距样板表面垂直距离为25 cm。测试用木盒的尺寸为150 mm×145 mm×75 mm，木盒壁厚为9 mm，盒体用泡沫塑料保温层包裹。将涂有不同涂料的玻璃涂层向上覆盖于木盒顶部，每隔一定时间记录热电偶温度显示器的温度数据，并与空白玻璃比较，测试时间定为30 min。（注：因玻璃是透明的，可以透过绝大部分的太阳光，因此其本身的隔热效果比石棉板等基材差很多，在玻璃板上涂上涂料后，试验中更易对比2 个木盒内的空气温差，因此试验中选用空白玻璃为参照物及基材。）
2 结果与讨论
2.1 透明系列产品的隔热效果
透明系列清漆的隔热效果见图2。
从图2 可以看出，a 与b 重叠，说明NC 亚光清面漆没有隔热作用。c 与d 重叠，与a 比较0.6 ℃温差，说明含有5%纳米SiO2 的清漆和PU 开放亚光清漆隔热效果也比较弱。因此，透明系列产品由于绝大部分的太阳光可以透过该类型的涂膜，隔热效果差。
2.2 白色系列涂料的隔热效果
试验中分别测试比较了3 种不同光泽的PU 白色面漆和几种不同PVC 的白色外墙乳胶漆的隔热效果。
测试结果见图3、4。
从图3 可以看出，PU 系列的3 种白色面漆的隔热效果都很好，与空白玻璃比较，盒内空气温差都可达14 ℃以上。其中，PU720-446（光泽30%~ 35%）隔热效果好，PU721-3（光泽28%~ 35%）次之，PU721-597（光泽48%~ 54%）较差。之所以会有隔热效果的差异，一方面可能是由于光泽上的差异对涂层反射性能的影响；另一方面，PU720-446 在白色的基础上添加了微量铬钼黄浆和碳黑浆调色，PU721-597 则是在白色的基础上加了微量群青兰浆调色，PU721-3 未加其他色浆调色，这也是造成这3 种面漆隔热效果差异的原因。
从图4 可以看出，白色外墙乳胶漆的隔热性能优异，PVC 高的YA800 与空白玻璃相比较，盒内空气温差达到19.4 ℃。随着PVC 的减小，涂层的隔热效果也下降。YA2000 与YA8000 的隔热温差分别为17.8℃和17.2 ℃，PVC 小的CT8300 的隔热温差则降至13.4 ℃，这是由于金红石型钛白粉含量不同引起的，含量越高，隔热效果越好。
2.3 色漆的隔热效果
试验中还测试比较了各种不同颜色、不同光泽的色漆的隔热效果，结果见图5。
由具有强反射作用的铝银浆制得的银粉漆的隔热效果好，与空白玻璃比较，盒内空气温差达到20.3℃。同时加入银粉和色浆调色的香槟金色色漆的隔热效果次之，温度相差18.5 ℃。不同颜色色漆中，白色、土黄色、浅灰色和粉红色的隔热效果相近，盒内空气温差均在15 ℃左右。亮光黑、亮光绿、亮光茄紫色次之，盒内空气温差在12 ~ 13 ℃之间。亮光橙色色漆的隔热温差在11 ℃左右，亚光宝蓝色色漆的隔热温差为8.2℃。亮光大红色色漆的隔热效果差，与空白玻璃盒内空气温差仅为1.4 ℃，这可能是因为该大红色浆的遮盖力较差，试验中所制得的玻璃板略为透明，因而测得的隔热效果较其他色漆差。
3 结语
3 结语
通过对一些常用涂料隔热效果的测试，初步得出以下结论：
1）透明产品由于可以透过绝大部分太阳光，因而其隔热效果差。
2）色漆中则以白色隔热效果为佳，其隔热机理应是金红石型TiO2 能够强烈吸收太阳光中的紫外线，且由于其遮盖作用而阻挡了可见光的透过。相同条件下，浅色系色漆隔热效果则优于深色系色漆。这也从侧面验证了普通热反射涂料的表面颜色均采用白色或浅色的原因。
3）银粉漆具有极强的亮度，对太阳的反射率高，因而隔热效果极佳。由于金属薄片在溶剂型涂料中能够较长时间稳定存在，而在水性体系中目前比较困难，因此大多数反射隔热涂料为溶剂型体系，然而水性涂料是建筑涂料的发展趋势，研究开发高性能的水性反射隔热涂料是十分重要和必要的。
