熱固型反射隔熱涂料在彩鋼瓦夾保溫棉板廠房的應(yīng)用與研究

玉 淵，陸 強(qiáng)，韋立民，林合興，趙文斐，玉寧佳

（1.南寧市金雙龍涂料有限公司，廣西 南寧 530007；2.南寧振寧開發(fā)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530022；3. 南寧產(chǎn)投工業(yè)園區(qū)開發(fā)管理有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530012）

建筑反射隔熱涂料是在涂料中加入熱傳導(dǎo)系數(shù)小、有絕熱功能及對(duì)太陽(yáng)輻射有反射功能的材料，將其涂刷在建筑物外立面，通過(guò)涂料涂層對(duì)太陽(yáng)光的高反射率，將太陽(yáng)光反射到外層空間，減少建筑物外立面對(duì)太陽(yáng)輻射能的吸收所產(chǎn)生的累計(jì)熱，從而降低建筑物表面溫度和室內(nèi)溫度，最終達(dá)到建筑節(jié)能降耗、實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)和改善環(huán)境的目的[1]。這種涂料具有裝飾及隔熱的雙重作用，屬于功能性涂料，除用于建筑工程的屋面及墻面，還可運(yùn)用于石油化工行業(yè)、糧食儲(chǔ)備行業(yè)諸多領(lǐng)域，需求量有迅速增大的趨勢(shì)，是一種很有發(fā)展前途的功能涂料新品種[2]。

本文將一種制備好的熱固型反射隔熱涂料涂刷在現(xiàn)代廠房的屋頂頂面，這種屋面構(gòu)造是由上下彩鋼瓦夾2 層保溫棉板組成，具有一定的隔熱、保溫、隔音和防火功能。測(cè)試內(nèi)容是針對(duì)涂刷反射隔熱涂料與未涂刷涂料的屋面頂面和底面進(jìn)行溫度對(duì)比，研究和分析這種熱固型反射隔熱涂料是否具有良好的隔熱效果。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

A.測(cè)試材料：熱固型反射隔熱涂料取自南寧市金雙龍涂料有限公司研發(fā)生產(chǎn)的一種隔熱節(jié)能涂料。這種涂料以溶劑型的氟碳和丙烯酸樹脂為基材，同時(shí)添加約占涂料總重量的25%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的具有隔熱和反射功能的材料。將涂料涂刷在彩鋼瓦夾兩層保溫棉板的頂面。涂裝3 遍，干燥涂膜厚度80 100μm。實(shí)驗(yàn)前對(duì)廠房屋面進(jìn)行洗刷，以防灰塵落下影響測(cè)試效果。

B.屋面構(gòu)造：上下兩層彩鋼瓦（鍍鋁鋅鋼板，每層厚1mm，總厚度2mm），中間夾2 層保溫棉（保溫棉每層厚50mm，總厚度100mm）。彩鋼瓦夾兩層保溫棉板預(yù)制出廠前，工廠將其壓縮至標(biāo)準(zhǔn)總厚度為50mm。

C.測(cè)試地點(diǎn)：南寧市北湖園藝路106 號(hào)的南寧錦虹棉紡織有限責(zé)任公司二分廠廠房。以廠房東西軸為界，在西南面的屋頂頂面選取面積為10m×10m=100 m2涂刷熱固型反射隔熱涂料，與西北面相應(yīng)面積未涂刷涂料的屋頂進(jìn)行頂面與底面的溫度對(duì)比測(cè)試。

1.2 儀器設(shè)備

XMZ-102 數(shù)字式電子溫度調(diào)節(jié)儀，量程：0 150℃；分度號(hào)：Cu50；工作電壓：220V。

1.3 測(cè)試條件

測(cè)試時(shí)間：2014 年7 月8 日，10：45-15:15，總計(jì)4.5h。初始測(cè)試時(shí)間從10:45 開始，每隔15min記錄1 次。當(dāng)天外界環(huán)境溫度：31.7 43.4℃。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 測(cè)試數(shù)據(jù)

設(shè)T1為保溫板未涂刷涂料（以下簡(jiǎn)稱未涂刷）的頂面溫度，T2為保溫板涂刷熱固型反射隔熱涂料（以下簡(jiǎn)稱涂刷涂料）的頂面溫度，則△T頂面溫差= T1（未涂刷）-T2（涂刷涂料）。設(shè)T3為保溫板未涂刷涂料的底面溫度，T4為保溫板涂刷熱固型反射隔熱涂料的底面溫度，則△T底面溫差= T3（未涂刷）- T4（涂刷涂料）。

2.2 外界溫度對(duì)未涂刷與涂刷涂料彩鋼瓦夾保溫棉板的影響分析

2.2.1 未涂刷與涂刷涂料頂面的溫度對(duì)比分析

由表1 測(cè)試數(shù)據(jù)中未涂刷與涂刷涂料頂面溫度數(shù)值制得圖1。

表1 外界溫度、未涂刷與涂刷熱固型反射隔熱涂料頂部與底部溫度對(duì)比

圖1 未涂刷與涂刷涂料頂部的溫度對(duì)比

從圖1 可知，隨著外界溫度上升，未涂刷與涂刷涂料頂面溫度都上升，這是因?yàn)樘?yáng)時(shí)刻向地面輻射著巨大的能量，彩鋼瓦夾保溫棉板的屋頂面因吸收太陽(yáng)熱量而溫度上升。但是涂刷涂料的頂面溫度從11:00 至15:15 始終比未涂刷頂面溫度要低，溫差△T數(shù)值在13 21℃之間，這是因?yàn)闊峁绦头瓷涓魺嵬苛系耐繉颖砻姘l(fā)揮了反射功能，它將大部分的太陽(yáng)光反射或散射出去，減少熱量在屋頂板面的累積吸收。在13:30 時(shí)，由于受云層遮擋原因，外界溫度從13:15 時(shí)的41.3℃突然降至35.7℃，溫度下降了5.6℃，未涂刷涂料頂面溫度也從68.5℃降至55.1℃，溫度下降了13.4℃，涂刷涂料頂面溫度也從53.4℃降至43.3℃，溫度下降了10.1℃。但是涂刷涂料頂面溫度始終比未涂刷涂料頂面溫度要低。

2.2.2 未涂刷與涂刷涂料底部的溫度對(duì)比分析

由表1 測(cè)試數(shù)據(jù)中未涂刷與涂刷涂料底面溫度數(shù)值制得圖2。

圖2 未涂刷與涂刷涂料底部的溫度對(duì)比

從圖2 可知，在12:30 和13:30 時(shí)，由于受云層遮擋原因，外界溫度曲線出現(xiàn)小幅和較大的波動(dòng)，呈下降趨勢(shì)。但未涂刷涂料的頂面溫度曲線和涂刷涂料的頂面溫度曲線并未像圖1 那樣，有明顯的波動(dòng)和下降趨勢(shì)，說(shuō)明未涂刷與涂刷涂料保溫板都發(fā)揮了隔熱作用。測(cè)試從實(shí)驗(yàn)開始至結(jié)束時(shí)，涂刷涂料底面溫度從未超過(guò)35.5℃，并且與未涂刷涂料比較，底面溫差△T 數(shù)值保持在6 7℃。值得關(guān)注的一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是未涂刷底面溫度＞外界溫度＞涂刷涂料底面溫度。由此分析：1）未涂刷底面溫度＞外界溫度，表明彩鋼瓦夾保溫棉板的隔熱作用效果不明顯。2）外界溫度＞涂刷涂料底面溫度，表明保溫板涂刷熱固型反射隔熱涂料后隔熱效果顯著，涂層中的隔熱材料發(fā)揮功能，抑制熱量由頂面向底面?zhèn)鬟f，整個(gè)隔熱過(guò)程是平穩(wěn)和持久的。

3 結(jié)論

1）通過(guò)未涂刷與涂刷涂料頂面的溫度測(cè)試對(duì)比可知，二者溫差數(shù)值保持在13 21℃間。對(duì)于涂層表面而言，利用涂膜中的反射材料對(duì)光和熱的高反射作用，使太陽(yáng)照射到涂膜上的大部分能量得到反射和散射，說(shuō)明熱固型反射隔熱涂料具有較高的反射率。

2）當(dāng)頂面涂刷熱固型反射隔熱涂料后，未涂刷與涂刷涂料底面的溫差數(shù)值保持在6 7℃，進(jìn)一步提高對(duì)廠房的隔熱作用。對(duì)于涂層底面，由于涂膜中含有導(dǎo)熱系數(shù)小、絕熱性較好的材料，降低和隔絕一部分熱量，阻止和減少涂膜因吸收小部分熱量導(dǎo)致熱傳遞。表明熱固型反射隔熱涂料同時(shí)具有良好的隔熱功能。

3）從測(cè)試可知，一天當(dāng)中外界最高溫度是出現(xiàn)在午后13:00，外界溫度＞40℃。由于夏季我國(guó)南方地區(qū)太陽(yáng)輻射大、光照強(qiáng)度高、天氣炎熱時(shí)間長(zhǎng)，人們普遍安裝空調(diào)改善室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，按照單位體積空氣每降低1℃所需要的能耗是同樣體積空氣升高1℃所需能耗的6 倍，由此可見(jiàn)夏季南方地區(qū)要做好降低空調(diào)能耗和節(jié)能隔熱的建筑設(shè)計(jì)工作。

4）將建筑反射隔熱涂料涂刷在建筑物外立面時(shí)，由于長(zhǎng)期受太陽(yáng)光紫外線的照射和酸雨侵蝕的影響，容易使涂料出現(xiàn)粉化、褪色和脫落的現(xiàn)象。為保持建筑反射隔熱涂料的保光性和保色性、保持涂膜具有較高的反射率和隔熱性、保持涂料使用的長(zhǎng)久性，應(yīng)盡可能使用溶劑型的氟碳樹脂和丙烯酸樹脂作為制備反射隔熱涂料的基材，以此提高涂膜的耐候性、耐洗刷性、耐老化性、耐化學(xué)性和附著力等技術(shù)指標(biāo)，使涂層具有良好的自潔性，經(jīng)雨水沖刷后得到嶄新干凈的外立面，保證建筑反射隔熱涂料在戶外使用過(guò)程中長(zhǎng)時(shí)間具有較高的反射率和隔熱能力。

[1] 玉淵，玉寧佳，等.熱固型反射隔熱涂料的制備與研究[J].化工技術(shù)與開發(fā)，2012(11)：11-13.

[2] 石玉梅，楊文頤和，等.建筑反射隔熱涂料的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問(wèn)題分析[J].中國(guó)涂料．2014(1)：8-10.