空心玻璃珠保溫涂料的研制

1、前言
　　建筑保溫隔熱是節(jié)約能源、提高建筑物居住和使用功能的一個(gè)重要方面。建筑能耗在整個(gè)能源消耗中所占比例一般在30～40％，且其絕大多數(shù)是取暖和降溫的能耗。節(jié)約能源、降低能耗、提高經(jīng)濟(jì)效益是科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)的基本目標(biāo)之一，涂料也不例外，在原有的裝飾、保護(hù)、防腐等功能的基礎(chǔ)上，使涂層具有保溫功能，例如，在室內(nèi)外涂上保溫隔熱涂料可以保持室內(nèi)溫度恒定，增大室內(nèi)外的溫差，在夏季減少降溫能耗，在冬季降低取暖費(fèi)用。目前，保溫隔熱材料正經(jīng)歷一場由工業(yè)保溫隔熱向建筑保溫隔熱為主的轉(zhuǎn)變，這也是今后保溫隔熱材料的主要發(fā)展方向之一。作為一種新型的建筑保溫材料，空心玻璃珠保溫涂料因經(jīng)濟(jì)、使用方便和隔熱效果好等優(yōu)點(diǎn)而越來越受到人們的青睞，發(fā)展前景樂觀。
　　2、試驗(yàn)部分
　　2.1原料
　　空心玻璃珠是一種密度小、質(zhì)輕、高強(qiáng)度的玻璃微球。由于中空的特性，與普通的玻璃微珠相比，具有質(zhì)量輕、密度小、絕熱性能好等特點(diǎn)，是保溫隔熱涂料的主要原料。由于其粒徑較小，相當(dāng)或約大于普通涂料用填料的細(xì)度，因而可以以填料的方式直接加入涂料體系，使涂料固化形成的涂膜具有保溫隔熱性能。本配方空心玻璃珠采用PQ公司的BTS系列產(chǎn)品作為保溫隔熱填料，該產(chǎn)品外觀為白色細(xì)粉，細(xì)度在100微米左右。應(yīng)用涂料中輻射絕熱可以達(dá)到R-20級(jí)，傳到絕熱可以達(dá)到R-5級(jí)。丙烯酸乳液是涂料的基料，固體含量為45％。醇酯-12作為涂料的成膜助劑，其他為增稠劑、殺菌劑和防腐劑等。
　　2.2 配方
　　采用上述原料，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)得到了以下較為理想的配方（均為質(zhì)量百分比）：
　　丙烯酸乳液（50％）      20％
　　醇酯-12                 1.0％
　　自來水                  35％
　　空心玻璃珠              30％
　　鈦白粉                  5.0％
　　增稠劑                  適量
　　殺菌劑和防腐劑          適量
　　2.3生產(chǎn)工藝
　　由于空心玻璃珠不能承受大的剪切力，因此，我們采用均勻慢速攪拌的工藝生產(chǎn)保溫隔熱涂料。首先將自來水、成膜助劑、增稠劑、防腐劑和殺菌劑、丙烯酸乳液依次加入攪拌缸，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅�逐步加入空心玻璃珠繼續(xù)攪拌一小時(shí)后，形成白色乳狀涂料，出料、包裝。
　　3涂料和涂層性能
　　3.1涂料和涂層的常規(guī)性能
　　按照合成乳液內(nèi)墻涂料標(biāo)準(zhǔn)GB/T9756-2001的方法和標(biāo)準(zhǔn)，我們對(duì)空心玻璃珠涂料和涂膜做了測試。結(jié)果如下表：
　　涂料和涂層的常規(guī)性能
　　容器中狀態(tài)涂膜外觀干燥時(shí)間，h（表干25℃）
　　耐洗刷性，次耐堿性（24h）耐水性（24h）

　　施工性涂層耐溫變性－10℃～40℃
　　指標(biāo)攪拌后均勻白色<2>600次無剝落無異常無異常多道涂刷良好20次循環(huán)無異常
　　由上表可見，該涂料完全達(dá)到了乳膠漆的常規(guī)性能指標(biāo)要求。
　　3.2熱學(xué)性能
　　保溫隔熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)是反映其保溫隔熱性能的重要技術(shù)指標(biāo)。通常導(dǎo)熱系數(shù)λ≤0.23W/(m.K)的材料就被歸屬于保溫隔熱材料。采用上述保溫隔熱涂料，用無氣噴槍噴涂的方法制得涂膜，我們采用防護(hù)熱平板法對(duì)固化后的漆膜進(jìn)行了測試，在25℃的標(biāo)準(zhǔn)條件下該導(dǎo)熱系數(shù)為0.072 W/(m.K)，這一數(shù)字遠(yuǎn)小于0.23W/(m.K)，所以認(rèn)為空心玻璃珠保溫隔熱涂料有非常好的保溫隔熱性能。
　　4、結(jié)語
　　空心玻璃珠引入涂料能較大的增加涂料的絕熱性能，得到一種新型的功能性建筑涂料。該涂料具有較為明顯的節(jié)能降耗作用，可以應(yīng)用于建筑物的保溫隔熱，是市場前景廣闊的涂料新品種。