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      外墻反射隔熱涂料的研制

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      外墻反射隔熱涂料的研制
      王夏夏1, 王群英1, 熊君山2, 劉先國1
      ( 1. 中國地質大學, 武漢430074; 2. 武漢敏慧汽車零部件有限公司, 武漢430050)

      在我國, 建筑能耗已占到全國能耗總量的27.6%, 并將隨著人們生活水平的提高將逐步增加到33%以上 。建筑外墻隔熱涂料用于建筑物表面可以有效地降低建筑物表面及內部的溫度, 并能緩解建筑物表面溫度變化, 對建筑物有良好的保護作用。其應用對于改變生活環境和節約能源有重要的意義。本文對顏填料對涂料隔熱性能的影響進行了研究, 并據此確定了隔熱涂料中的顏填料。
       
      1 實 驗
      1.1 實驗儀器及試劑
      碘鎢燈( 300W ) ; TES- 1300數顯溫度計; SDF- 400型分散砂磨機; 天平; 自制測溫裝置。
      苯丙乳液: 通州互益化工廠; R- 595金紅石型二氧化鈦:美禮聯; 空心玻璃微珠: 美國波特公司; 白云母、重鈣、高嶺土、滑石粉、膨脹珍珠巖、助劑: 均為市售。
      1.2 實驗方法
      1.2.1 涂料制備流程
      涂料的制備流程如圖1所示。
      涂料的制備流程圖
       
      按圖1將一定量去離子水、潤濕劑、分散劑等助劑加入到研磨機的攪拌罐中, 同時加入一定量的氧化鋯微珠, 低速攪拌10 m in。然后依次加入各種顏填料, 先低速攪拌, 待所有顏填料充分潤濕后, 再高速攪拌得到漿料I 。向漿料I 中加入消泡劑, 在電動攪拌機作用下低速攪拌消泡, 然后向其中緩慢加入苯丙乳液, 得到漿料II 。最后加入防腐劑、成膜助劑等助劑, 過濾后得到隔熱涂料。
      1.2.2 隔熱測試裝置
      隔熱性能測試裝置是參照1976 年美國軍標M IL - E-46136及郭年華的裝置 自制。裝置如圖2所示。
      自制的隔熱測溫裝置
       
      測試時試板(規格為150 mm X 75 mm X 0.5 mm 的鍍鋅鐵板)放置在測溫箱中部, 涂有涂層的一面朝上, 將熱電偶溫度計探頭緊密固定在試板的背面, 在測溫箱正上方25 cm 處固定1個300W 碘鎢燈來模擬太陽光。測溫時保持外界環境溫度一致, 每隔2 m in 記錄測試溫度, 當溫度恒定不變時停止記錄。
       
      2 結果與討論
      2.1 乳液的選擇
      隔熱涂料是一種反射率高的涂料, 所用的樹脂對可見光和近紅外光的吸收越少越好。通常所用的樹脂透明度高、對可見光的吸收率低, 故一般涂料用的樹脂均可采用。外墻涂料還要求有良好的耐沾污性、耐候性能。本實驗選用苯丙乳液。
      2.2 常用顏填料的隔熱效果
      常用顏填料的基本性質 如表1所示。
      常用顏填料的基本性質
      以相同質量苯丙乳液為基料, 分別加入上述單一顏填料,根據制備流程制成涂料涂于試板上, 用自制的測溫裝置測試其平衡溫度, 其結果如圖3所示。
      不同填料的反射隔熱效果
      由圖3 可見, 由二氧化鈦制備的涂層平衡溫度最低, 為52 ℃ ; 由滑石粉制備的涂層溫度最高, 為78℃ ; 其他試板的平衡溫度差別不大。主要是因為相對于其他顏填料來說二氧化鈦的折光指數最高(見表1)。衡量涂層反射能力強弱可以用散射率來表示。散射率越高, 反射光線的能力也就越強。散射率m 定義如式( 1) 所示。
      m = np /nr X 100% 式( 1)
      式中: np- 顏填料的折光系數; nr - 基料的折光系數。
      由式( 1)可知, 要得到高散射率的涂層需要采用折射率高的顏填料。因為金紅石型二氧化鈦(以下提到的二氧化鈦皆為金紅石型)的折光系數為2. 8, 二氧化鈦的折光指數與乳液的折光指數相差最大, 因此由單一二氧化鈦制備的涂層, 試板的平衡溫度相對其他顏填料最低。
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