【中国幕墙网 08月14日消息 记者黄静】节约能源是我国经济发展的根本策略,建筑物的节能降耗首当其冲,走在各行业的前列。由于我国地域辽阔,气候分布各不相同,所以采用的
保温形式各不相同,各有特点。
目前,我国大部分地区的建筑物普遍采用
外墙外保温体系,该体系大都采用
EPS聚苯板薄抹灰和EPS聚苯颗粒
保温砂浆。由于该保温体系施工繁琐、周期长、现场操作随意性大,再加上聚苯板自身的
应力收缩以及板与板
接缝处的
热胀冷缩,容易造成
保温层开裂、
渗水,降低保温性能而达不到
建筑节能的设计要求。
本研究根据
隔热涂料不同的
隔热机理和隔热方式,选用低
导热系数的颜、
填料来获得良好的反射隔热性能。所研制的
反射隔热涂料自身
热阻大,
导热系数低,而且对光热的反射高,能有效降低
辐射传热及
对流传热,起到
隔热保温作用。
1 实验部分
1.1原材料
基料:GHT-1苯丙乳液,江阴国联化工公司:功能性颜料:金红石型
钛白粉,市售:
填料:硅藻土、重质碳酸钙、滑石粉、
云母粉,
中空微珠等,市售:
助剂:
分散剂、润湿剂、多功能助剂、
成膜助剂、
消泡剂、
增稠剂、杀菌
防霉剂等,均为市售工业品。
1.2仪器
设备
电动高速分散机、斯托默
粘度计、电子天平、反射隔热模拟箱(自制)、稳压变压器、热电偶温度计等。
1.3反射隔热
涂料基础配方(表1)
表1涂料的基础配方
1.4生产工艺流程
生产工艺流程如下
先将水、分散剂、润湿剂、成膜助剂、多功能助剂搅拌均匀,在高速分散下加入颜填料、中空微珠后进砂磨,使浆料细度达到40um以下,然后在慢速搅拌下加入乳液、消泡剂、增稠剂,用氨水调pH值至8一9,即可过滤出料。
1 .5涂料隔热
反射率的测定
目前国内对反射隔热涂料隔热性能的测试尚无统一标准,各研制单位的测试方法各不相同,根据用户的实际使用情况,我们自制了一个模拟测试箱,见图1。
图1模拟测试箱
模拟箱用550mm×300mm×350mm的
三合板制作,中间用20mmXP5聚苯板一分为二,成两个测试舱,箱顶为斜坡(高度300mm),四壁与箱底部位内衬20mmXP5聚苯板。箱顶上方悬挂两只275 W的红外灯,并接有稳压变压器。红外灯距待测
涂膜样板的高度为250mm。
1.5.1测试样板的制作
将涂料
喷涂在330mm×260mm×0.5mm的彩色
涂层板(俗称轻
钢板)上,涂膜厚度为0.3mm,室温(25℃)放置48 h。
1.5.2检测方法
将两支热电偶温度计(0~100℃)紧贴于轻钢板背面,测涂膜表面的反射温度。另将两支水银温度计(0~100℃)插于箱体中央,测涂膜的隔热温度,用红外灯同时对空白轻钢板和涂膜样板进行照射,从照射初始起计时和读数,每5mm记录一次温度,连续照射30 min后记录平衡时样板的温度,根据不同配方涂料样板温度的变化来计算隔热反射率:
式中:p——隔热反射率,t空白——空白轻钢板的实测温度,
固定为68度;
t1——实测的涂料样板温度;
to——当时的室温。
1.6发射隔热涂料的性能(表2)
表2反射隔热涂料的性能
2 结果与讨论
2 .1基料的选择
反射隔热涂料主要用于户外,从环保角度考虑,基料最好是水性的,其本身不带吸热基团。从
耐水、耐沾污、
耐候性等方面综合考虑,我们选用江阴国联化工有限公司生产的GHT-1
亲水性苯丙乳液。该乳液为核壳结构,即核为疏水的软单体(低Tg)
聚合物,壳为亲水性的硬单体(高Tg)聚合物,在适量助剂作用下,软核形成的涂膜可提
高弹性,硬壳呈海岛型分布,可提高涂膜的表面致密性、
强度和
硬度。由于采用乳液的亲水化术,
使涂膜表面呈亲水性,提高了涂膜的耐沾污性。
2 .2颜、填料的选择
2 .2 .1颜料的选择
根据太阳光反射隔热的光学属性,反射隔热涂料应以白色或浅色为主。金红石型钦白粉
反射系数≥80%,折光指数2 .8,能够起到光热反射作用,并且它具有良好的遮盖率和着色力,在大气中较为稳定,因此颜料首选金红石型钦白粉。
2 .2 .2功能性填料的选择
功能性填料是影响涂膜保温隔热性的关键材料。选用空心微珠作为隔热填料的主作用有:
(1)利用其特有的球型中空结构中的无数空腔形成隔热层来阻止
热传导。(2)它具有一定的填充作用,能减少涂料中基料用量,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黄变性能。
由于空心
玻璃微珠(尤其是漂珠)比重小于1,球体为薄壁多孔结构,
抗压强度低(一般为100~350kg/cm2),在高
剪切作用下易碎,降低隔热效果,故采用
陶瓷空心微珠,球体壁坚硬,抗压强度高(1000~7000kg/cm2),在高速分散、
研磨过程中,球体完整无损,便于涂料的工业化生产。
2 .2 .3无机填料的选择
若单独使用陶瓷微珠作为填料,所形成的涂膜表面粗糙,孔隙较大,容易积尘沾污,加入适量的填料可以充填陶瓷微珠之间的孔隙,使涂膜致密、提高
附着力,同时起到增稠,减少收缩,改善施工性能的作用。
通过综合对比、筛选,本实验采用硅藻土作为隔热涂料中的填料,因为硅藻土是由硅藻的硅质细胞组成的一种生物化学沉积岩,质地松软,多孔而轻,相对
密度为0.5g/cm3左右,导热系数为0.17 W/m·k,具有很好的
绝热性能。此外,也可以加入价廉的矿粉填料,有利于提高涂料的
固含量,降低涂料成本,选用的矿粉填料可以是重钙、滑石粉、云母粉、硫酸钡等。
3 结语
(1)幼通过实验数据对比,最好的反射隔热颜料是具有高
折射率的金红石型钦白粉;功能性填料为陶瓷空心微珠;而无机填料选用硅藻土较为理想。(2)通过对基料及颜、填料的优选,制得的反射隔热涂料,综合了涂料及
保温材料的双重特点,而且施工简便(
辊涂或喷涂),周期短,保温效果显著。对建筑物的节能降耗作出积极的贡献。(3)所研制的反射隔热
外墙涂料亦可应用于船舶甲板、
钢结构贮罐等表面,具有保温、隔热、
防腐功能,有着广泛的应用领域和广阔的市场前景。【完】
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