顏填料對(duì)水性反射隔熱涂料太陽(yáng)光反射比的影響

何金太，路國(guó)忠，丁秀娟，趙煒璇，谷秀志

（北京建筑材料科學(xué)研究總院有限公司，北京　100041）

顏填料對(duì)水性反射隔熱涂料太陽(yáng)光反射比的影響

何金太，路國(guó)忠，丁秀娟，趙煒璇，谷秀志

（北京建筑材料科學(xué)研究總院有限公司，北京100041）

采用JG/T 235—2014《建筑反射隔熱涂料》測(cè)試方法表征了水性反射隔熱涂料的太陽(yáng)光反射比和近紅外反射比，著重研究了鈦白粉、常用填料、空心玻璃微珠和普通色漿對(duì)涂料太陽(yáng)光反射比的影響。

顏填料；反射隔熱涂料；太陽(yáng)光反射比；近紅外反射比

水性反射隔熱涂料是一種新型功能性涂料，具有裝飾和隔熱雙重功能，對(duì)于降低建筑能耗具有重要意義，已經(jīng)成為涂料企業(yè)研究的熱點(diǎn)。決定反射隔熱涂料性能的關(guān)鍵因素是顏填料的選擇，只有選擇高反射比的顏填料，才能制備高太陽(yáng)光反射比的隔熱涂料。太陽(yáng)光反射比和近紅外反射比是反射隔熱涂料的關(guān)鍵性能指標(biāo)，本文著重探討鈦白粉、常用填料、空心玻璃微珠和普通色漿對(duì)涂料太陽(yáng)光反射比的影響。

1　實(shí)驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)原料

金紅石型鈦白粉：RCL595（澳洲美禮聯(lián)），ALTIRIS-550、800（美國(guó)亨斯邁）；空心玻璃微珠，美國(guó)3M公司；重質(zhì)碳酸鈣：1250目，河北保定望都縣白特粉體有限公司；煅燒高嶺土：GT-1250，河北保定望都縣白特粉體有限公司；沉淀硫酸鋇：1250目，鄭州同創(chuàng)化工有限公司；純丙乳液：AC-261，陶氏化學(xué)；水性國(guó)產(chǎn)色漿：炭黑、鐵黃、鐵紅、酞菁藍(lán)、酞菁綠、大紅、有機(jī)橙；分散劑：731A，陶氏化學(xué)；消泡劑：CF246，英國(guó)布萊克本；潤(rùn)濕劑：CF-10，陶氏化學(xué)；pH值調(diào)節(jié)劑：AMP-95，安格斯；防腐劑：RS，英國(guó)索爾；流平劑：RM2020，陶氏化學(xué)；防凍劑：丙二醇，國(guó)產(chǎn)；成膜助劑：醇酯12，陶氏化學(xué)；增稠劑：ACRYSOL DR-72，陶氏化學(xué)。

1.2主要儀器設(shè)備

高速分散機(jī)、色差儀、PerkinElmer Lambda 950型紫外-可見(jiàn)光-近紅外分光光度計(jì)。

1.3反射隔熱涂料制備與性能測(cè)試

1.3.1白色反射隔熱涂料的制備

按表1基礎(chǔ)配方制備白色反射隔熱涂料。

表1　白色反射隔熱涂料的基礎(chǔ)配方

1.3.2彩色反射隔熱涂料的制備

在白色反射隔熱涂料中加入普通色漿（炭黑、鐵黃、鐵紅、酞菁藍(lán)、酞菁綠、大紅、有機(jī)橙）配制成彩色涂料。

1.4光學(xué)性能測(cè)試方法

顏色：使用色差儀測(cè)試涂層的表面顏色參數(shù)L*、a*、b*值。

太陽(yáng)光反射比和近紅外反射比：制樣和測(cè)試方法按JG/T 235—2014《建筑反射隔熱涂料》進(jìn)行。

2　結(jié)果與討論

2.1白色涂料的光學(xué)性能研究

2.1.1鈦白粉對(duì)太陽(yáng)光反射比的影響

金紅石型鈦白粉折射系數(shù)高，遮蓋力好，是影響白色反射隔熱涂料反射比性能的關(guān)鍵因素。按表1配方，考察不同廠家和牌號(hào)的鈦白粉對(duì)太陽(yáng)光反射比的影響，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2和圖1。

表2　鈦白粉品種對(duì)太陽(yáng)光反射比的影響

注：（1）TSR為總太陽(yáng)光反射比，即250～2000 nm反射與入射太陽(yáng)光輻射能量的比值；（2）RNIR為近紅外反射比，即在780～2000 nm反射與入射太陽(yáng)光輻射能量的比值。下同。

圖1　采用不同鈦白粉白色涂料的太陽(yáng)光反射比曲線

從表2和圖1可以看出，不同廠家和牌號(hào)鈦白粉的白色涂料總太陽(yáng)光反射比差別不大，2#和3#涂料樣品在長(zhǎng)波近紅外光區(qū)（1100～2500 nm）具有較高的反射比。這是由于鈦白粉粒徑不同造成的，普通金紅石鈦白粉的粒徑為0.2～0.4 μm，而ALTIRIS-550的粒徑為0.6 μm，ALTIRIS-800的粒徑為0.9 μm，比普通金紅石鈦白粉粒徑大，紅外光反射能力略有增大［1］。

2.1.2常用填料對(duì)太陽(yáng)光反射比的影響

以金紅石型鈦白粉RCL595為著色顏料，按表1白色涂料的基礎(chǔ)配方，考察常用填料重質(zhì)碳酸鈣、煅燒高嶺土、沉淀硫酸鋇對(duì)太陽(yáng)光反射比的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3、圖2。

表3　常用填料對(duì)涂料太陽(yáng)光反射比的影響

圖2　采用不同常用填料白色涂料的太陽(yáng)光反射比曲線

從圖2可以看出，加入不同的常用填料后，太陽(yáng)光反射比隨波長(zhǎng)的變化規(guī)律基本一致，白色涂料的太陽(yáng)光反射比差別不大。

2.1.3空心玻璃微珠對(duì)太陽(yáng)光反射比的影響

按表1配方，以金紅石鈦白粉RCL595為著色顏料，分別加入涂料質(zhì)量4%和8%的空心玻璃微珠，測(cè)試涂膜的太陽(yáng)光反射比，結(jié)果見(jiàn)表4和圖3。

表4　空心玻璃微珠用量對(duì)涂料反射比的影響

圖3　不同空心玻璃微珠用量白色涂料的太陽(yáng)光反射比曲線

從表4和圖3可以看出，空心玻璃微珠的加入可以明顯提高涂料的近紅外反射比和太陽(yáng)光反射比。這主要是因?yàn)榭招牟Ａ⒅槭潜”谥锌涨蝮w，具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，在涂層中緊密多級(jí)排列，形成真空層，對(duì)太陽(yáng)輻射熱有極強(qiáng)的反射和阻隔作用［2-4］。

2.2普通顏料對(duì)涂料反射比的影響

在分別以金紅石型鈦白粉RCL595、金紅石型鈦白粉RCL595+空心玻璃微珠4%、亨斯邁鈦白粉ALTIRIS-550為著色顏料的白色基礎(chǔ)漆（1#、7#、2#）中，添加炭黑、鐵黃、鐵紅、大紅、酞菁藍(lán)、酞菁綠、有機(jī)橙色漿，考察這些顏料對(duì)涂料反射比的影響，結(jié)果見(jiàn)表5～表7及圖4～圖6。

從表5～表7和圖4～圖6可以看出，與白色基礎(chǔ)漆相比，加入普通顏料后，太陽(yáng)總反射比和近紅外反射比均有所下降，涂料的反射比譜圖變化較大。加入炭黑后，涂料的太陽(yáng)光反射比和近紅外反射比均大幅降低，不能達(dá)到JG/T 235—2014的規(guī)定要求。其余顏料對(duì)涂料在1200～2500 nm范圍內(nèi)的反射比影響較小，主要影響在380～1200 nm范圍內(nèi)。鐵紅、大紅、有機(jī)橙有很好的近紅外反射比值，可以達(dá)到JG/T 235—2014的規(guī)定要求；酞菁綠在可見(jiàn)光范圍內(nèi)反射比值較低，從而使得涂料的太陽(yáng)光反射比值較低；鐵黃在380～780 nm可見(jiàn)光范圍內(nèi)反射比較高，780～1200 nm范圍內(nèi)的反射比較低，導(dǎo)致涂料的太陽(yáng)光反射比合格，近紅外反射比值不合格。

表5　普通色漿對(duì)鈦白粉RCL595白色基礎(chǔ)漆（1#）反射比的影響

圖4　1#白色基礎(chǔ)漆中添加不同普通色漿隔熱涂料的太陽(yáng)光反射比曲線

表6　普通色漿對(duì)鈦白粉RCL595+4%玻璃微珠白色基礎(chǔ)漆（7#）反射比的影響

圖5　7#白色基礎(chǔ)漆中添加不同普通色漿隔熱涂料的太陽(yáng)光反射比曲線

表7　普通色漿對(duì)鈦白粉ALTIRIS-550白色基礎(chǔ)漆（2#）反射比的影響

圖6　2#白色基礎(chǔ)漆中添加不同普通色漿隔熱涂料的太陽(yáng)光反射比曲線

另外，加入空心玻璃微珠可以提高涂料的太陽(yáng)總反射比和近紅外反射比；亨斯邁鈦白粉基礎(chǔ)漆具有很好的近紅外反射比，加入普通色漿后比相同明度和顏色的金紅石型鈦白粉RCL595涂料的太陽(yáng)光反射比和近紅外反射比均較高。

［1］林宣益.有色反射隔熱建筑涂料探討［J］.中國(guó)涂料，2013，28（9）：23-26.

［2］劉亞輝，馮建林，許傳華.空心玻璃微珠在反射隔熱涂料中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代涂料與涂裝，2014，17（2）：22-24.

［3］張雪芹，徐超.建筑反射隔熱涂料的關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用［J］.新型建筑材料，2015（10）：1-4，57.

［4］丘童，徐強(qiáng)，李德榮，等.建筑外墻隔熱涂料節(jié)能效果實(shí)測(cè)研究［J］.新型建筑材料，2010（9）：80-82.

Influence of different pigments on solar reflectance of waterborne reflective thermal insulation coatings

HE Jintai，LU Guozhong，DING Xiujuan，ZHAO Weixuan，GU Xiuzhi
（Beijing Building Materials Academy of Science Research，Beijing 100041，China）

This paper characterizes the solar reflectance andnearinfraredreflectance ofwaterborne reflective thermal insulation coating by the methods of JG/T 235—2014"Building reflective insulation coatings"，and focuses on the influence of titanium dioxide，commonly used fillers，hollow glass microspheres and ordinary pigments on the solar reflectance of coatings.

pigments，reflective thermal insulation coatings，total solar reflectance，near infrared reflectance

TU56+1.6

A

1001-702X（2015）11-0023-03

2015-05-05；

2015-10-28

何金太，男，1978年生，山西應(yīng)縣人，工程師，碩士，主要從事涂料、新型墻體保溫材料的開(kāi)發(fā)。