高性能太阳热反射隔热涂料的

广 东 化 工 2012年 第16期

· 186 · 第39卷 总第240期

高性能太阳热反射隔热涂料的研究

朱怀刚

(广州秀珀化工股份有限公司，广东 广州 511495)

[摘 要]介绍了一种高性能太阳热反射隔热涂料的配方、制备工艺、常规性能和热工性能。阐述了该涂料的隔热机理，并展望了其应用前景。 [关键词]太阳热反射涂料；空心微珠；辐射

[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)16-0186-02

Study on Solar-Reflection Thermal Insulating Coatings with High Performance

Zhu Huaigang

(Marketing Department, Guang Zhou Supe Chemical Co., LTD., Guangzhou 511495, China)

Abstract: In the paper, formula, preparation technology, conventional properties and thermal performance of a kind of solar-reflection thermal insulating coating with high performance were introduced. Insulation mechanism of this coating was also stated.

Keywords: solar-reflection thermal insulating coating ；cenosphere ；radiation

为适应建筑业、石油工业、运输业、兵器工业等迅速发展，自20世纪70年代以来，美国、日本、德国等国家开始研究一种以反射太阳光中近红外线为主的太阳热反射涂料，也称被动式降

温涂料。它不消耗电能却可以降低暴露在太阳光下物体表面的温度，从而阻止热能传导，达到改善环境，节省能源，提高安全性等目的。

文章根据太阳热反射涂料的作用原理，试验研究了一种高性能的太阳热反射隔热涂料。考察了其常规性能和热工性能，并讨论和展望了其隔热机理和应用前景。

1 实验部分

1.1 原料

弹性丙烯酸乳液，固体含量50 %；空心微珠，美国PQ 公司的Q-CEL 产品；金红石型钛白粉，白度≥95 %；滑石粉和碳酸钙；浅色颜料；其它包括：成膜助剂Texanol 、润湿分散剂、增稠剂、杀菌防霉剂、紫外线吸收剂、提高涂膜耐水性和耐沾污性的有机硅助剂等。 1.2 基础配方

表1 基础配方 Tab.1 Basic formula

原料

质量分数/% 弹性丙烯酸乳液(50 %)

25~30

Texanol 1.5~2

自来水 15~20

Q-CEL 25~35

钛白粉 10~15 颜填料 5~10

增稠剂 0.5~1 其它助剂 1.0~1.6

1.3 制备工艺

由于空心微珠不能承受大的剪切力，所以应当在制漆最后阶段加入，并采用均匀慢速搅拌的工艺。涂料的制备流程见图1：

图1 太阳热反射隔热涂料制备工艺流程

Fig.1 Technological processes of preparation of solar heat reflective

and insulation coatings

1.4 涂料和涂膜的常规性能

参照合成树脂乳液外墙涂料的主要指标，我们按照GB/T 9756-2001的方法和标准对涂料和涂膜的常规性能作了测试，结果见表2。由表2可见，该涂料完全达到了合成树脂乳液外墙涂料的常规性能指标要求。

表2 太阳热反射隔热涂料和涂膜的常规性能

Tab.2 Conventional properties of solar heat reflection coating

项目 指标

检测结果 容器中状态 无硬块，搅拌后 呈均匀状态 合格

施工性 刷涂二道无障碍

多道喷(抹)涂无障碍#

低温稳定性 不变质 合格 干燥时间(表干)/h

≤2 1 涂膜外观 正常

合格 对比率(白色)

≥0.93 0.98

耐水性 96 h 无异常 合格 耐碱性 48 h 无异常 合格 耐洗刷性/次

≥2 000

合格 粉化/级96 h 无异常 合格 耐人工气候 老化性/250 h 变色/级

48 h 无异常

合格

涂层耐温变性(5次循环)无异常 合格

注：太阳热反射隔热涂料为粘稠浆体，为保证干燥后涂膜具有良好的隔热

效果，宜采用直接抹涂或适量稀释后高压无气喷涂的方式制板或施工

2 结果与讨论

2.1 隔热机理

我们研制的太阳热反射隔热涂料是将球形空心微珠颗粒填悬

于惰性乳胶基料(水性)中形成的一种高性能、高品质的隔热材料。该涂料干固成膜后在涂层内形成一道球形空心微珠颗粒组成的近真空腔体群，体积约占整个涂层厚度的50 %以上，形成一道有效的热阻屏障。涂层表面的热反射率达到60 %~90 %，材料本身的热辐射发射率为90 %左右。当热入射时，涂层表面将60 %~90 %的热反射回去，涂层本身仅吸收10 %~40 %的热，由于涂层中间近真空腔体群的热阻屏蔽，阻挡了热射线对涂层的穿透，抑制了层内热的物质传导，将吸收的热大部分蓄积在涂层的上部。由于材料本身能够将层内蓄积的热90 %向涂层外发射散发出去，这样涂层内蓄积的热很小，形成可高达95 %的隔热效果。

太阳热反射隔热涂料的涂层结构与热传导路径如图2所示。 太阳热反射隔热涂料的热工原理可概括为：涂层表面的高热反射、涂层材料的高热辐射、涂层中间的高热屏障、涂层结构的低热蓄积。“三高一低”的综合热工性能造就了本产品卓越的隔热效果。

[收稿日期] 2012-11-01

[作者简介] 朱怀刚(1976-)，男，江西吉安人，硕士研究生，中级工程师，主要研究方向为涂料化工及其相关。