复合型外墙隔热涂料的研究

摘要

随着生产力的发展和人民生活水平的提高，越来越多的建筑使用空调来调节室内温度，从而得到舒适的工作和生活环境。但是，在炎热的夏季，由于大量太阳光热量通过墙体传递到室内，致使空调等制冷设备消耗了大量的能源。因此，研制外墙隔热涂料对于节能降耗具有重要的现实意义。
　　 为了同时应用阻隔、辐射、反射三种隔热机理，以过渡金属氧化物为原料，采用固相反应法制备高发射率材料，并与堇青石配合得到辐射型功能填料；以硫酸钛和两种空心微珠为原料，采用非均相沉淀法制备二氧化钛包覆粉煤灰漂珠和空心玻璃微珠复合功能填料。
　　 辐射型填料研究结果表明：其晶型为尖晶石和反尖晶石相，在中红外区出现强烈吸收，红外辐射率较高，以其作为填料所制备的隔热涂料热反射率达到72.62％。
　　 对于二氧化钛包覆粉煤灰漂珠和空心玻璃微珠复合功能填料，重点研究了pH值、温度、包覆时间、包覆厚度、前驱体浓度以及颗粒分散速度对包覆效果的影响。通过SEM、XRD、白度、产率、热反射率的测试与分析，确定了包覆反应的最佳工艺参数。在温度为70℃，pH等于7，包覆时间为6h，包覆厚度为1μm的工艺条件下，粉煤灰漂珠表面二氧化钛包覆层完整、均匀，产率达98％；而在温度为55℃，pH等于7，包覆时间为6h，包覆厚度为1μm的工艺条件下，空心玻璃微珠表面均匀包覆一层TiO2；在600℃下煅烧后，两种包覆材料的二氧化钛晶型均为锐钛矿型。以包覆材料为填料制备的隔热涂料热反射率最高可达96.27％，彩色涂料热反射率均超过50％，黄色、浅翠绿等颜色热反射率超过70％。试图通过提高煅烧温度，延长煅烧保温时间、加入外加剂等方法促进锐钛矿晶型向金红石转变，从而进一步提高其热反射率。但是由于温度高、微珠受损、颜色加深，其隔热效果的提升并不显著。为研究这种隔热涂料的实际效果，将隔热涂料涂刷在自制的室外测试装置上，结果表明隔热效果显著。
　　 综上所述，以纯丙乳液为成膜基料，堇青石、二氧化钛包覆空心玻璃微珠或粉煤灰漂珠作为主要功能填料所制备的复合型外墙隔热涂料同时具备了阻隔、反射和辐射三种隔热机理，隔热效果显著。
　　 最后，探讨了热反射率的测定和计算方法，发现，紫外-可见-近红外分光光度计以其测定精确度高、受环境因素干扰小的特点正逐步成为测定太阳热反射涂料反射比的理想仪器。