一种保温外墙涂料的研究及其制备

（1.新疆大学理化测试中心，新疆乌鲁木齐830046；2.石油化工天然气精细化工重点实验室，新疆大学化学化工学院，新疆乌鲁木齐830046）

    摘要：以硅丙乳液、纯丙乳液为基料，云母粉、海泡石、滑石粉、高岭土、膨润土为辅助填料，空心玻璃微珠为隔热骨料，钛白粉、轻钙为颜填料，丙二醇为粘结剂，加人适当的分散剂、消泡剂、成膜助剂等助剂，研制了一种保温外墙涂料，其常规性能符合外墙涂料的相关标准要求，具有明显的保温隔热效果。

    关键词：硅丙乳液；纯丙乳液；隔热骨料；保温外墙涂料

    1·前言

    我国城乡建筑95%以上为高耗能建筑，能耗比同等气候条件下的发达国家高出2-3倍。随着我国人口的增长、人民生活水平的提高以及全球气候变化，建筑耗能必将大幅度增长，将直接影响社会经济的发展。国家建设部已将建筑节能列为一项艰巨而紧迫的战略性任务，制定了相关的政策、法规，以推进建筑节能技术的开发，降低建筑能耗。目前，我国建筑节能保温多采用聚苯保温板[1-2]。该保温体系技术成熟，但最大的缺点是不防火、燃烧时产生有毒气体。同时，由于聚苯保温板热阻很大，使防护层和饰面层的热量很难通过热导扩散，引起夏季阳光下保温系统表面温度高达50-80℃，易造成严重的开裂变形。此外，还存在施工复杂、施工周期长、造价较高以及有很多节点性热桥难以处理等问题。

    保温外墙隔热涂料只需采用简单刷涂或喷涂的施工方式就可达到较好的保温效果，兼具装饰和保护作用[3]，具有质轻层薄、阻燃性好、环保、施工简单、整体性强等诸多优点，市场需求前景巨大[4-5]。根据涂料隔热机理和方式不同，可以把隔热涂料分为：阻隔型隔热涂料、反射型隔热涂料、辐射型隔热涂料[6]。以硅酸盐类复合涂料为代表的阻隔性隔热涂料是通过对热传递的显著阻抗性来实现隔热的涂料[7]。反射隔热涂料是通过选择合适的树脂、金属或金属氧化物颜、填料及生产工艺，制得高反射率涂层，反射太阳光来达到隔热目的[8]。辐射隔热涂料是通过辐射的形式把建筑物吸收的日照光线和热量以一定的波长发射到空气中，从而达到良好隔热降温效果的涂料[9]。

    本文选用硅丙乳液、纯丙乳液为基料，添加云母粉、海泡石、滑石粉、高岭土、膨润土等辅助填料以及空心玻璃微珠为隔热骨料，再加入适当的助剂，研制了一种外墙保温涂料，并与一般市售涂料进行比较，测试其保温隔热效果。

    2.实验部分

    2.1仪器与试剂

    DHG-9245A型电热鼓风干燥箱、BS-1500L型电子天平、SF-2型智能砂磨、分散、搅拌多用机。

    纯丙乳液，国产、云母粉，国产、海泡石，国产、滑石粉，国产、高岭土，国产、膨润土，国产、空心玻璃微珠，国产，钛白粉，国产、轻钙，国产、丙二醇，国产、消泡剂，进口、成膜助剂，进口、分散剂，进口、增稠剂，进口。硅丙乳液参考文献[10]制备。

    2.2保温外墙涂料的制备

    在SF-2型智能分散砂磨机的生产缸中加入120mL水，开动搅拌，加入消泡剂（4mL）、分散剂（4mL）、增稠剂（2mL）、成膜助剂（2mL）、丙二醇（6mL）、钛白粉（30g）、轻钙（15g）、云母粉（6g）、高岭土（4g）、海泡石（4g）、滑石粉（6g）、膨润土（4g）后反应40min，加入硅丙乳液（25g）和纯丙乳液（50g），反应10min，加入12g空心微珠，反应30min，再加入6g空心微珠反应20min至均匀分散，即得到保温外墙涂料。

    2.3保温外墙涂料的性能测试

    2.3.1对保温外墙涂料一般性能的检测

表1 保温外墙涂料的性能检测

    2.3.2保温性能的测定

    准备两块玻璃板，其中一个涂刷保温涂料，另一个涂刷普通涂料，然后将这两块玻璃板分别盖在两个同样规格无盖的聚苯乙烯泡沫箱子上，放在红外灯下照射4h，用温度计测量两个泡沫箱内温度，发现盖有涂刷保温涂料玻璃板的泡沫箱内的温度比涂刷普通涂料得泡沫箱内的温度低8℃，说明研制的外墙保温涂料保温效果明显。

图1 保温性能测试示意图

    3.结果与讨论

    研制的保温外墙涂料，因添加了中空的玻璃微珠，其中空部分含有稀薄的静止空气，从而有效地降低涂料热导率和阻隔空气的热对流，增强了涂料的隔热效果。当添加空心微珠的量<5%时，其保温效果不好，当添加量>8%时，影响涂料的稳定性。

    其余原料对涂料的性能也有影响。当乳液的添加量>25%时，涂料放置一段时间易结块，当添加量<20%时，影响涂料的施工性。当钛白粉:轻钙<2:1时，涂料的颜色外观泛灰白。钛白粉和轻钙总添加量>15%时，涂料放置一段时间易沉淀。滑石粉可使涂料流平性能增强，在耐洗性和硬度方面也有良好的作用，因其质重，易沉淀，所以用量不可过多。加入一定量的云母粉，可阻止紫外线的穿透，起到防龟裂、粉化的作用。高岭土具有良好的抗沉降作用，分散、悬浮性能也较好，有利于保持涂料粘度的稳定。海泡石因具有极佳的悬浮性，可以用作涂料的防沉剂。

    4.结论

    本文通过热反射、隔热功能材料的复合使用，研制了一种保温外墙涂料，其常规性能符合外墙涂料的相关标准要求，通过对保温涂料隔热性能的测定，与普通涂料相比，温差可达8℃，具有明显的保温效果。

    参考文献

    [1]王金台,路国忠.太阳能反射隔热涂料[J].涂料工业,2004,(10):17-19.

    [2]林宣益.隔热保温涂料和外墙外保温[J].上海涂料,2007,45(11):54-56.

    [3]陆鸿彬，陈建华.隔热涂料的隔热机理及其研究进展[J].材料导报,2005,19(4):71-73.

    [4]韩慧芳，崔英德，蔡立彬.硅丙乳液涂料的研究进展[J].广州化工,2002,30(4):15-17.

    [5]黄月文.有机硅在涂料工业中的应用[J].涂料工业,2000,(1):35-39.

    [6]夏正斌，徐伟萍．建筑隔热涂料的研究进展[J]．精细化工,2001,18(10):599-601.

    [7]汪世平.建筑隔热保温涂料及研究进展[J].上海涂料,2005,43(3):13-15.

    [8]郭声波，叶建军．反光隔热防水涂料的研究[J].新型建筑材料,2005,(10):46-49.

    [9]张建贤，邹永军，陈国敦．高辐射耐热涂层的研制[J]．涂料工业,2005,35(5):1-3.

    [10]陈静，苏花平，李中华.硅丙乳液的合成及吸水性的研究[J].有机硅材料,2005,19(5):12-