水性薄型热反射隔热保温涂料的研制

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上海涂料14第 47 卷

水性薄型热反射隔热保温涂料的研制李 冰 孟庆红 (天津灯塔涂料工业发展有限公司技术中心 300400)

摘 要:通过正交试验设计和自制隔热检测装置确定了最佳实验方案,自制水性薄型热反射隔热

保温涂料的性能达到了建筑外表面用热反射隔热涂料标准(JC/T 1040—2007)的要求,其中两项关键

性能指标太阳反射比(白色)和半球发射率均高于标准要求。

关键词:水性涂料;隔热保温涂料;太阳反射比;半球发射率

中图分类号:TQ 630.7 文献标识码:A 文章编号:1009-1696(2009)06-0014-03

0 前言

节能降耗、提高经济效益是科学研究和技术开发

的基本目标之一,涂料技术也不例外。20世纪70年代

后,世界气候变暖,地球资源日趋枯竭。

保温技术向高效、薄层、隔热防水户外一体化方

向发展,如何充分利用传热机理研制新型节能材料是

重要发展方向。薄层隔热保温涂料不仅自身热阻大、

导热系数低,而且热反射率很高,能有效地降低辐射

传热及对流,并可与传热多孔保温材料复合使用,提

高保温效率。因此,开发水性薄型热反射隔热保温涂

料具有较大的现实意义。

1 实验部分

1.1 原材料

pH调节剂,进口;分散剂,进口;消泡剂,进口;

成膜助剂,国产;金红石型钛白粉,进口;空心玻璃

微珠,进口;空心陶瓷微珠,进口;隔热粉,京红化

工;纯丙乳液,国产;硅丙乳液,国产;增稠剂,进口;

杀菌剂,进口;防霉剂,

进口。

1.2 仪器和设备

高速分散机;斯托默粘度计;电子天平;烘箱;

数显温度计;自制隔热检测装置等。

1.3 实验设计

1.3.1 乳液和钛白粉加量的确定上海涂料SHANGHAI COATINGS第 47 卷第 6 期2009 年 6 月Vol. 47 No. 6Jun. 2009[收稿日期]

2009-04-16利用正交设计法,制定一个3因素2位级的L4(23)

正交表(表1),确定乳液和钛白粉的加量。

表1 L4(23)正交实验表

因素实验号硅丙乳液纯丙乳液钛白粉隔热效果检测(详见1.4)正-反(温差)/℃11(20)1(20)1(20)67-54(13)22(15)1(20)2(15)69-59(10)31(20)2(15)2(15)69-58(11)42(15)2(15)1(20)69-57(12)

结论:1号实验隔热效果较好,且涂膜外观也最

好,所以选择1号实验乳液和钛白粉的加量。

1.3.2 功能性填料加量的确定

通过以上实验确定了乳液和钛白粉的加量后,利

用正交设计法,制定一个4因素3位级的L9(34)正交

表(表2),确定功能性填料的加量,并确定最终配方。

表2 L9(34)正交实验表

因素实验号玻璃微珠陶瓷微珠超细重钙隔热粉隔热效果检测(详见1.4)正-反(温差)/℃11(2)1(2)3(9)2(4)62-52(10)22(5)1(2)1(3)1(2)61-50(11)33(8)1(2)2(6)3(8)58-47(11)41(2)2(5)2(6)1(2)59-48(11)52(5)2(5)3(9)3(8)58-45(13)63(8)2(5)1(3)2(4)56-36(20)71(2)3(8)1(3)3(8)59-45(14)82(5)3(8)2(6)2(4)58-42(16)93(8)3(8)3(9)1(2)60-43(17)第 6 期15

结论:在达到标准中性能指标的前提下,6号实

验配方隔热效果最好,所以选择6号实验配方为功能

性填料的最佳加量。

1.4 隔热效果检测

制板涂膜干膜厚度均为300 μm,分别放入自制的

检测装置内(图1),在同一功率的光源下,光照相同

的时间后,用灵敏度为0.1℃的数显温度计分别测量

样板的正面温度和反面温度,通过正反面的温度差,

考察隔热效果(见表2),6号实验样板隔热效果最好,

确定6号实验设计为最佳实验方案。

图1 隔热检测装置(自制)

1.5 配方

6号实验配方见表3。

表3 6号实验配方 原 料规格用量/%去离子水自制15pH调节剂进口0.1分散剂进口1消泡剂进口0.1成膜助剂国产1.2金红石型钛白粉进口20空心玻璃微珠进口8空心陶瓷微珠进口5隔热粉京红化工4超细重钙国产3硅丙乳液进口20纯丙乳液国产20增稠剂进口0.45防冻剂国产2杀菌剂进口0.1防霉剂进口0.05合计-100.001.6 样板制备及性能检测

1.6.1 样板的制备

配料→充分分散→制浆→制漆→制样板→检测性

能。

1.6.2 性能检测

涂料的技术指标见表4。

表4 涂料的技术指标 检测项目技术指标检测结果细度/μm≤5050pH值8~99固体含量/%60±261.5粘度/KU90±289

按建筑外表面用热反射隔热涂料标准(JC/T 1040

—2007)进行隔热性能检测,结果见表5。

表5 涂膜性能检测结果 检测项目技术指标检测结果执行标准涂膜外观无针孔、流挂,涂抹均匀通过-低温稳定性无硬块、凝聚及分离通过-表干时间/h≤2通过GB/T 1728—1979耐碱性48 h无异常通过GB/T 9265耐水性96 h无异常通过GB/T 1733—1993耐洗刷性/次2 0008 000GB/T 9266涂层耐温变化5次循环无异常通过JQ/T 25—1999耐人工老化性(400 h)不起泡、不剥落、无裂纹,粉化≤1级,变色≤2级1 000 h,粉化≤1级,变色≤1级GB/T 1865—1997

太阳反射比(白色)≥0.830.89JC/T 1040—2007

半球发射率≥0.850.89JC/T 1040—2007

2 结果与讨论

2.1 乳液的选取

本实验选取了对可见光和近红外光吸收率低及耐

候性、耐水性好,表面张力相对较低,附着力优异,安

全环保的硅丙乳液和纯丙乳液相配合使用,获得了较

好的涂膜外观和优异的理化性能。

2.2 功能性填料的选取

研制薄型热反射隔热保温涂料的关键是选取性能

优良及粒径合适的功能性填料,空心玻璃微珠和空心李 冰,等:水性薄型热反射隔热保温涂料的研制上海涂料16第 47 卷

陶瓷微珠对近红外光的反射比>90%,远远高于其他

普通填料,两种原料因其空心结构,具有导热系数小、

折光指数高、隔热性能好、环保无毒、耐高温、

耐腐蚀

等特性,其隔热保温效果也远远高于其他普通填料,

通过正交设计确定了两种原料的最佳加量比例。

2.3 颜填料的选取

本实验对填料有特殊的光学性能要求,必须以增

强涂膜的光反射隔热性能为前提,以提高涂膜的反射

率和发射率为目标。实验中选取了折光率高和吸收率

小的金红石型钛白、重钙和隔热粉3种颜填料相结合

使用,与空心玻璃微珠和空心陶瓷微珠搭配使用,使

涂膜具有较高的太阳反射比(白色)和半球发射率。

2.4 助剂的选取本实验选取了无毒、无味、环保型的pH调节剂,得到相对稳定的涂料体系;其他助剂的加入,也增强

了涂料的贮存稳定性,得到较好的涂膜外观和优异的

性能。

3 结语

本课题研制的水性薄型热反射隔热涂料具有较

高的太阳反射比(白色)和半球发射率,隔热保温效

果好,属于环保节能涂料,材料来源广泛,施工工艺

简单,具有良好的防水性和防腐性,可用于石油化工

行业储罐、成品油罐及外墙的隔热保温,综合经济效

益高。

[致谢]在实验过程中,我公司刘建颖总工提供了

多篇参考资料和实验思路及路线,在此表示感谢!UV固化金属涂料用低聚物的

合成及性能研究

罗 侃 吕 波 惠正权 (江苏三木集团股份有限公司,江苏无锡 214258)

摘 要:合成了一种可用于UV金属涂料的低聚物,用傅立叶红外光谱(FTIR)对其结构进行表征;

探讨了温度和时间对合成反应的影响,重点研究了低聚物对金属的附着力。该低聚物具有较快的光固

化速度、高硬度、高柔韧性、优异的金属附着力和良好的耐水性等性能。

关键词:UV固化;金属附着力;丙烯酸多元醇

中图分类号:TQ 630.1 文献标识码:A 文章编号:1009-1696(2009)06-0016-03

0 引言

UV金属涂料在金属标牌装饰、易拉罐加工、金属

饰板制造、铝合金门窗保护及钢管临时涂装保护等方

面有较广泛的应用。UV涂料应用于金属材料时常遇

的问题就是涂层对金属的附着力不佳,若未添加特殊

功能的附着力促进剂,常规UV涂料很难获得较理想上海涂料SHANGHAI COATINGS第 47 卷第 6 期2009 年 6 月Vol. 47 No. 6Jun. 2009

[收稿日期] 2009-03-16[作者简介] 罗侃,男,硕士研究生,主要从事光固化树脂的研究开发。的附着力。本课题通过对金属涂料附着力机理进行研

究,开发出了不用附着力促进剂,也可以获得优异金

属附着力的光固化低聚物。

1 实验部分

1.1 试剂

异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI);丙烯酸羟乙酯

(HEA);丙烯酸多元醇(自制,羟值:125 mgKOH/g);

对羟基苯甲醚(MEHQ);二丁锡二月桂酸酯(T-12);

1173;1,6-己二酸双丙烯酸酯(HDDA)。工艺·设备