建筑反射隔热涂料自然老化性能的研究

0 引言 建筑反射隔热涂料是通过高效反射太阳光来达到隔热效果的,能有效的反射、阻隔太阳光的能量,明显降低屋顶和室内温度,降低空调设备等能耗。其反射隔热性能主要是由涂料的太阳光反射比…

0 引言
建筑反射隔热涂料是通过高效反射太阳光来达到隔热效果的,能有效的反射、阻隔太阳光的能量,明显降低屋顶和室内温度,降低空调设备等能耗。其反射隔热性能主要是由涂料的太阳光反射比决定的。反射隔热涂料自然老化性能是指涂料涂刷后在自然状态下自身抵抗紫外线、表面温度、表面污染、风、冻融等外界因素一定周期后,反射隔热性能保持的能力,尤其是涂层太阳光反射比保持能力。自然老化性能指标直接影响到反射隔热涂料的反射隔热性能,国内相关标准并未对此作出规定,因此研究涂料的自然老化性能对反射隔热涂料的应用和推广具有重要意义。
反射隔热涂料在浙江、江苏、广东等地区应用比较广泛,在西安地区应用比较少见。西安地区的气候特点与东部沿海城市差异较大,同一种涂料在两地区表现出的自然老化性能也有较大差异。通过试验研究反射隔热涂料在西安地区自然老化性能,为反射隔热涂料在西安地区推广使用及相关标准技术指标的制定提供试验依据。

1 试验方法
目前国内反射隔热涂料的行业标准中,没有反射隔热涂料自然老化性能的技术要求,也没有相应的试验方法。笔者参考美国LBNL的试验方法制定了相应的试验方案。
选用3种反射隔热涂料、铝板和砼板两种基材进行试验。按照涂料正常施工顺序将其喷涂至准备好的铝板和砼板上晾干,作为试验样板放在样品架上暴晒。选用暴晒场地为某办公楼楼顶,场地空旷无遮挡,外界干扰小,具有代表性的典型西安地区气候特点。通过定期测试太阳光反射比来反应其自然老化情况。
涂料样板的太阳光反射比测试与计算依据:ISO9050《建筑玻璃—可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳光总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》、JGJ/T 151-2008《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》。
选用近红外分光光度计测试反射隔热涂料样板的太阳光反射比,选用小型气象站一台, 24小时连续自动监测样品自然老化试验区域的气候条件。

2 试验数据及分析
使用分光光度计对涂料样板初始状态至暴晒2年后的太阳光反射比进行测试,每3个月测试一次,测试前不对样品表面沾污做任何处理,保持样品暴晒时的自然状态,已达到预期目的。测试结果如下图:
(1)通过测试数据发现,三种涂料暴晒开始半年内,样品的反射比衰减迅速,半年至1年期间衰减程度减缓,1年后反射比基本稳定,不再明显降低,甚至有些回升。分析有两个主要原因:
其一,影响涂料反射比的主要因素取决于颜料和树脂的折光系数及涂层厚度,样板早期暴露在空气中,涂层在日晒、温度、雨淋等环境条件综合作用下,树脂分子链及功能性颜填料(外颜料、空心微珠等)发生结构性破坏速度较快,导致反射比迅速下降,随着后期外界环境条件对涂层表面结构破坏作用减慢,反射比下降速率减慢,直至趋于稳定。
其二,样板早期暴露在空气中时,表面迅速沾污,由于测试过程要求对样板表面不作清理,导致样板反射比迅速下降;后期随着样品表面沾污速度减缓,再加上雨水的冲洗,1年后反射比基本稳定,不再明显下降,甚至有些回升(见图)。
SC-a样品2年期间反射比变化图
DC-b样品2年期间反射比变化图
(2)三种反射隔热涂料在砼基材和铝合金基材制作的样板上暴晒后,其反射比的变化规律基本一致,不同的基材对反射比变化规律影响不大。
(3)三种涂料样板虽然反射比初始值略有差异,1年后至2年期间,反射比基本稳定在0.5-0.55之间,初始反射比高的样品比初始反射比低的样品下降幅度大,且2年后的反射比稳定值基本相当。

3 结语
反射隔热涂料的自然老化性能指标对涂料反射隔热性能影响较大,并能够真实反映其在使用周期内的反射隔热性能,建议将其试验方法、技术指标加以完善并纳入相关的产品标准。通过试验数据分析,几种涂料在暴晒一年后太阳光反射比基本稳定,因此可将自然老化性能指标定为自然老化一年后的太阳光反射比实测值。
反射隔热涂料的自然老化性能受不同地区气候条件影响比较大,应对其在不同地区进行更全面更深入的研究,使其技术指标更完善、更具有代表性。

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