反射隔热真石漆的制备及其性能研究

0 前言
反射隔热涂料是集反射太阳辐照、辐射蓄积能量与阻隔热传导于一体的新型隔热涂料。选用的功能型辐射填料能进行热量辐射以散热降温，把物体表面的累积的热量以长波形式辐射到大气中去；涂层中含有的导热系数极低的空心玻璃微珠[0.03 W/（m2·K）]可有效延缓热能传递，阻隔大气及涂层表面热量外部热量向建筑内部传导。3 项功能协同作用，可确保了被涂刷建筑内部能保持较低温度。福建地区地处夏热冬暖地区，特别适合建筑反射隔热涂料的应用。目前市面上的反射隔热涂料大多为单色平涂系，色相及质感单一。但随着人们生活水平的提高，单一的涂装已经无法满足人们对外墙涂料装饰性的要求。反射隔热真石漆除了具有普通单色反射隔热涂料的太阳光反射性及节能效果，还兼具百变的外观质感及色彩，有着更为广泛的应用前景及市场前景。然而，深色的涂膜外观及粗糙表面质感必然带来反射太阳光能力的下降，这便对研制具有高反射性能、多机理协同作用、性能稳定、便于维护的反射隔热真石漆提出了新的要求。因此，开发色彩及质感丰富且兼具高反射率的反射隔热真石漆具有良好的社会及经济效益。

1 试验
1.1 主要原材料
丙烯酸乳液乳液：7626，巴斯夫中国有限公司；羟乙基纤维素：250HBR/250HHBR，江苏亚跨龙化工股份有限公司；高反射性颜填料：金红石型钛白粉，中核华原钛白股份有限公司；陶瓷微珠：200 目，上海汇精亚纳米新材料有限公司；成膜助剂：Texanol，伊士曼化学品（南京）有限公司；彩砂：40～140目，灵寿县英森彩矿产品加工厂。
1.2 反射隔热真石漆的制备
按表1 配方在一定的搅拌速率下搅拌30～60 min，分别配制反射封闭底漆、反射隔热真石漆及罩面漆。

1.3 性能测试方法
按JG/T 235—2014《建筑反射隔热涂料》，以反射封闭底漆为底涂，反射隔热真石漆为中涂，罩面漆在铝合金板上制备样品，并测试样品太阳光、近红外反射率，半球发射率及污染后太阳光反射比变化率。
按JG/T 235—2008《建筑反射隔热涂料》标准6.6 节测试不同色调样品的隔热温差，以评估涂层的实际应用性能。按JG/T 24—2018《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》在无石棉水泥板上制备样品，测试样品的施工性、粘结强度、耐水性等基本性能。

2 结果与讨论
2.1 反射性能
反射隔热真石漆的热工性能在于其对太阳光的反射能力及隔热能力。故研发的反射隔热真石漆要求在符合JG/T24—2018 规定的普通外墙砂壁状涂料的最高标准的同时，对其反射太阳光的性能和阻隔热传导的性能进行测试。
为评价所研制产品的性能及竞争力，本研究以国内优秀的3 种同类不同颜色的普通真石漆产品为对比样品，将研发的反射隔热真石漆样品调色至相同颜色，对此6 件样品进行测试，所得3 组样品的反射图谱见图1，具体反射性能见表2。

由表2 可知，在调制相同颜色的条件下，3 组反射隔热真石漆样品的反射性能均符合JG/T 235—2014 要求；而3 组普通真石漆的测试结果均不符合JG/T 235—2014 要求。这是因为，一方面，反射隔热真石漆中的高反射颜填料能对太阳光中400～2500 nm 范围的近红外光及可见光进行反射，使得反射隔热真石漆较普通真石漆有着较高的太阳光反射率及近红外反射率[5]；另一方面，涂层中的中空玻璃微珠及彩砂具有较低的导热系数，能在一定程度上阻止热量向内传导，使得涂层保持较低的温度。
2.2 隔热性能
因为目前标准中尚未有对反射隔热真石漆实际应用效果的明确测试方法，本研究以JG/T 235—2008 中的隔热温差测试方法为基础自制了测试箱体，选用3 mm 纤维增强硅酸钙板为涂布基板，测试其底板温度并与空白样进行对比，来确定普通真石漆与反射隔热真石漆的隔热效果。每份样品抽样5 组进行测试，计算其均方根值，略去偏离最大的2 组，其余3 组求取算术平均值作为该试样的测试结果，见表3。

从表3 可以看出，在调制相同颜色的条件下，3 组反射隔热真石漆样品的隔热温差均较普通真石漆大，与反射谱图反映的结果一致。
此外，为了更直观地考察所研制反射隔热真石漆的隔热效果，制备了隔热试验装置（见图2）。由图2 可以看出，同等条件下照射10 min 后，同色（黄色）的反射隔热真石漆测试板（左板，数显温度为38.6 ℃）与普通真石漆测试板（右板，数显温度为48.4 ℃）的样板内表面温差为9.8 ℃。

2.3 基本性能
表4 为所制备黄色反射隔热真石漆（1# 样品）的基本性能测试结果。

由表4 可以看出，所制备的反射隔热真石漆的基本性能均能优于JG/T 24—2018 标准要求。