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[据ecialChem12月24日报道]太阳热反射隔热涂料的研究（二）2.1.5红外粉料对涂层辐射率的影响 尽管涂层中基料在太阳光下能吸收部分能量，但是最终能以红外辐射方式把吸收的能量辐射出去而起到隔热作用。在涂料中加入适量红外粉料，可以提高涂层的辐射性能，使涂层具有高辐射率(ε>0.9)。 红外粉料吸收了辐射热能而改变和加剧了分子内部的运动，从而使粒子能态级产生从高到低的热发射，从而降低被辐射物的温度。用光谱学分析，物质的分子吸收光子，可使光子的能量完全变为分子的振动、转动的能量，促使了分子的振动、转动能量发生改变、不断使晶格、键团的振动在其相间产生碰撞，使吸收的部分能量以红外辐射的方式返回外部空间。红外粉料的加入量与涂层辐射率的关系见表3。 表3 红外粉料加量与涂层辐射率的关系 由表3可知，通过添加3%～4%的红外粉料可以大大提高涂层的红外辐射能力，使涂层的辐射系数达到0.88以上。加量超过5%时，涂层的辐射系数开始下降。 2.1.6涂膜厚度与热性能的关系 为使涂料达到理想的隔热保温效果，涂膜一般要达到0.2～0.3mm厚度，这样，既增多了涂料用量，增加了施工成本，又使涂料的耐沾污性较差。本文研制的太阳热反射隔热涂料与其他同类产品的厚度与温差对比情况见表4。 表4 太阳热反射隔热涂料与其他同类产品的对比情况 由表4可知，本实验研制的太阳热反射隔热涂料与同类产品相比，涂膜的厚度薄，隔热效果好，且在涂膜达到一定厚度后，其隔热反光效果基本稳定。 2.2乳液品种对涂料性能的影响 涂料的性能是由涂料的组成和结构决定的。由于太阳热反射隔热涂料主要用于建筑物或油罐的外装饰面，故其性能就必须满足外墙的要求良好的耐候性及保色性，优异的附着力及耐沾污性。选用市场上知名度较高的乳液厂家的4种乳液产品作对比，采用相同的基础配方配制的太阳热反射隔热涂料的基本性能如表5所示。 表5 4种涂料的主要性能对比 式中：x-涂层的沾污率，% A―涂层的原始反射系数值，% B―涂层经沾污后的反射系数值，% 由表5可以看出，从涂料的常规性能和反射比指标考虑，涂料d的综合性能指标最好，因此配方中采用乳液d。乳液d为一种硅丙乳液，在有机涂料中引进无机性的硅氧结构，大大改进涂料的性能。有机硅树脂主链为Si-O键，键能为452kJ/mol，而一般乳胶漆分子主链C-C键，键能为356kJ/mol，因此，能有效抵御紫外线对涂膜的光氧化降解，所以有机硅改性乳胶漆具有令人满意的耐久性。有机硅树脂分子由于具有有机基团，同时分子对称性高，极性相互抵消，整个分子呈非极性，从而使其具有很低的表面张力，使涂膜具有很好的斥水性能。一方面能对建筑物起到有效的保护，另一方面又能提高涂膜的耐沾污性。斥水性好的涂膜吸水性低，进入涂膜毛细孔的灰尘少，耐沾污性提高。有机硅树脂由于具有硅氧骨架结构，所以涂膜透气性好。另外，有机硅树脂Si-O主链成螺旋状，其基团在界面能定向排列，与基层硅酸盐类材料还可交联，形成化学键，因此大大改善了涂膜与基层之间的粘结，从而提高了涂膜的附着力。 2.3PVC值与涂料综合性能的关系 在低PVC涂料中，颜料粒子分散在基料聚合物的连续相里，形成所谓“海-岛”结构。但随着颜料和填料的增加，PVC超过某一极限值时，基料聚合物就不能将颜料和填料粒子之间的空隙完全充满，这些未被填充的空隙就潜藏在涂膜中，因而涂膜的物性以该PVC的极限为界限，开始急剧下降，此时的PVC称为CPVC。所以高性能或外用涂料配方的PVC一般不应超过CPV，否则涂膜许多物性将受到不利影响。PVC和涂膜性能的关系如图1所示。 图1 颜料体积分数和涂膜性能的关系 1-起泡性；2-光泽；3-透气透水性；4-生锈性 实验证明，当PVC值在40%～50%之间时，漆膜呈现菲涅耳反射，大大提高了涂膜对太阳光的反射比。若PVC值较高，接近漫反射，不利于涂膜对太阳光的反射。 2.4助剂的选择 考虑到阻燃剂必须具有与体系的相容稳定性好和满足涂料的pH值要求，经过大量试验从卤系、锑系、无机磷系、硼系(硼酸锌)、金属氢氧化物等阻燃剂中，选用了氢氧化镁(MH)作为阻燃剂，使涂料既具有一定的阻燃性能，又可调节涂料的pH值，节省了pH值调节剂。 3、结语 该涂料利用涂膜中的特种材料组合，对光和热具有很高的反射和耗散作用，大大降低被涂物体表面温度。不仅可以减少结构热应力引起的温差收缩变形，提高结构的抗裂、抗渗和耐久性，而且可使通过屋顶和外墙进入室内的热量显著减少，提高了环境的热舒适度，节约能源。另外，涂料干燥后，中空微珠紧密排列起来，形成一个完整的空心隔离层，它不仅具有良好的隔热效果，还具有优异的隔音效果，能够明显减少外部噪音，使室内安静舒适。