隔熱塗料
功能性水性塗料
“隔熱塗料”:指最近發展起來的一種阻擋、反射、輻射太陽光近紅外熱量的功能性水性塗料,令屋面隔熱降溫,節能降耗。具有隔熱、防水、防鏽、防腐、工期短、見效快的特性,全面取代水噴淋系統,保溫棉、發泡海綿、夾層鐵皮等。隔熱塗料從特性原理分類主要有三種,隔絕傳導型隔熱塗料、反射型隔熱塗料和輻射型隔熱塗料。除了上述三種類型隔熱塗料,國外隔熱功能塗料已經出現一種絕熱保溫塗料,除了具備上述隔熱塗料的優點以外,更具備奇特的保溫效果。
隔熱塗料是集反射、輻射與一體的新型隔熱塗料,採用添加添加綠森霖超細微孔材料、中空玻璃或陶瓷微珠的隔熱塗料能對400nm--2500nm範圍的太陽紅外線進行高反射,不讓太陽的熱量在物體表面進行累積升溫,又能自動進行熱量輻射散熱降溫,把物體表面的熱量輻射到太空中去,降低物體的溫度,即使在陰天和夜晚塗料也能輻射熱量降低溫度,同時在塗料中放入導熱係數極低的空心微珠隔絕熱能的傳遞,即使在大氣溫度很高時也能隔住外部熱量向物體內部傳導,三大功效保證了塗刷塗料的物體降溫,確保了物體內部空間能保持持久恆溫的狀態。在陽光強烈時,隔熱塗料可以降低物體表面溫度10-15℃左右,陰天和夜晚可以降溫在3℃以上或是降低到和大氣溫度一致。塗料對於塗刷細小的裂紋的物體有很好性、自潔性能好,所以常溫降溫塗料是高效降溫、薄層、裝飾、自潔、防水、防潮、防紫外線老化、耐酸鹼、防腐於一體的新型常溫降溫節能長壽命塗料。
刷在建築表面,就能夠降低建築物夏熱冬冷和夏熱冬暖地區,構成低輻射傳熱結構,提高建築結構隔熱效果,從而達到降低空調製冷能耗、節約能源的目的。
隔熱塗料從特性原理分類主要有兩種:
1、隔絕傳導型:熱傳導率極低,使熱能傳導幾乎隔絕,將溫差環境隔離。
2、反射熱光型:對紅外線和熱性可見光(太陽光線產生熱量的主要部分)有效的反射,使材料表面水隔熱漆、防晒隔熱漆等。
阻隔型隔熱塗料是通過塗料自身的高熱阻來實現隔熱的一種塗料。是屬於厚膜塗料。塗料施工時塗裝成一定厚度,一般為5—20mm,在經過充分乾燥固化后,由於材料乾燥成膜后熱導率很小,因此塗層具有一定的減慢熱流傳遞的能力。
目前應用最廣泛合塗料,這類塗料是20世紀80年代末發展起來的一類新型隔熱材料。我國有上百家研究單位和企業在進行這類塗料的研究工作,各生產廠對產品的稱呼不盡相同,如“複合硅酸鎂鋁隔熱塗料”、“稀土保溫塗料”、“塗、施工方法各異,性能,如快乾速硬、防水憎水等也各不相同,但均屬硅酸鹽系塗料。
現在這類塗料正在經歷一場由工業隔熱保溫向建築隔熱保溫的轉變,但由於存在自身材料結構帶來的缺陷,如乾燥周期燥收縮大,吸濕率大,對牆體的粘結強度偏低以及裝飾性有待進一步改善等,故這類隔熱塗料較少用於外牆塗裝。
反射型隔熱塗料也稱日光熱反射塗料,是在塗料中添加綠森霖超細微孔材料、中空玻璃或陶瓷微珠,通過選擇合適的樹脂、金屬、或金屬氧化物顏、填料及生產工藝,製得高反射率塗層,反射太陽光來達到隔熱目的。其隔熱原理主要是由於熱反射率高,有效降低輻射傳熱和對流傳熱。最初是為滿足軍事上需求而發展起來的。現在也開始應用在民用事業中。
輻射型隔熱塗料與上述兩種塗料不同,此類塗料的作用機理是通過輻射的形式把建築物吸收的日照光線和熱量以一定的波長發射到空氣中,阻擋了熱能的傳遞,減少了建築的得熱量,從而達到良好的隔熱節能的效果。輻射散熱降溫塗料是一種輻射熱量並隔熱的塗料,輻射降溫隔熱塗料能夠以8-13.5μm波長形式發射走所塗刷在物體上的熱量,降低物體表面溫度並以干膜層內的納米空心陶瓷微珠組成的真空腔體群,形成有效的隔熱屏障,從而達到降溫隔熱的效果。塗料在起到輻射降溫隔熱的同時,也有很好的自潔性、防腐性、防水性、防火性、絕緣性、抗酸鹼、施工方便的特點。
輻射隔熱塗料不同於泡沫塑料、玻璃棉等多孔性阻隔式保溫材料。白天太陽能經過屋頂和牆壁中的阻隔式保溫材料不斷傳入室內和結構中,即使晚上室外溫度降低,室內和結構中的熱量也不能馬上散去。而輻射隔熱塗料卻能夠以熱發射的形式將吸收的熱量輻射出去,從而使室內與室外以相似的速率降溫。
隔熱塗料一般有十多項指標,其中有兩項尤為重要,即隔熱效果與耐洗刷性指標
隔熱效果指標的檢測
用兩塊鍍鋅瓦A片和B片,其中A片塗上隔熱塗料B片則不塗,而用於空白對照,兩塊鍍鋅瓦的 底部分別用膠布各貼一支酒精溫度計( 0--150 ℃ ,試劑、儀器商店有售, 約4元/支), 在猛烈的陽光照射下, 當B片的溫度達65 ℃ 時,觀看A片的溫度讀數,A片與B片的溫差越大,證明隔熱塗料的隔熱效果越好,一般相差應 >15 ℃,即B片65 ℃ 時A片應 ≤ 50 ℃ 為優。
註:為什麼B片溫度選65 ℃ 這個定值呢?經我們長期試驗,夏天猛烈的陽光下的鍍鋅瓦溫度在62--68 ℃ 之間,我們取其中間值,定為65 ℃,有關廠家來我公司參觀后也採用了這個溫度定值。
耐洗刷性的檢測
耐洗刷性的檢測要有專用的檢測設備---塗料耐洗刷儀,但用戶一般很少準備該儀器,下面介紹用簡單的試驗即可對隔熱塗料的耐洗刷性進行鑒定:
用一塊鍍鋅瓦塗上隔熱塗料,自然乾燥三天,然後放入清水處泡30分鐘,用手指(手指模這邊,不要用指甲)在隔熱塗料的漆面上用力反覆刷4-5出底材證明該隔熱塗料的耐洗刷性很差,如刷后漆面完好並未出現白色的漿狀物則耐洗刷 >2000次(優級品),證明該隔熱塗料的耐洗刷性極優。
隔熱塗料屬外牆塗料,但在使用上比一般的外牆塗料要求要高,因為一般的外牆塗料只塗在外牆上,而外牆又分東、南、西、北方向,白天陽光不一定每時每刻都能照到各個方向,但隔熱塗料就不同,大多數均塗在屋項、天面或向西的牆上,因此白天絕大多數時間受到陽光的直射,所以隔熱塗料必須有優良的耐候性、而耐洗刷性與耐候性是直接相關的。
因此有好的耐洗刷性就能保證隔熱塗能經久耐用。特別是大規模使用隔熱塗料的用戶,以上檢驗是必不可少的,通過以上兩招檢測隔熱塗料的結果表明: '真的假不了,假的也真不了' , 這樣可使客戶選購到優質的隔熱塗料。
以刷塗和輥塗為主,也可噴塗。施工時應嚴格按施工說明,不宜摻水稀釋。施工前要求對牆面進行清理整平。
材料 密度(kg/m3) 導熱係數(W/m×K)
銅 8900 380
鋁 (硅合金) 2800 160
黃銅 8400 120
鐵 7800 50
不鏽鋼 7900 17
PVC 1390 0.17
硬木 700 0.18
軟木 (常用於建築構件中) 500 0.13
玻璃鋼(UP樹脂) 1900 0.40
玻璃 碳酸鈣玻璃 2500 1.0
PMMA (有機玻璃) 1180 0.18
聚碳酸脂 1200 0.20
熱斷橋 聚冼氨 (尼龍) 1150 0.25
尼龍 6.6和25%玻璃纖維 1450 0.30
高密度聚乙烯HD 980 0.50
低密度聚乙烯 LD 920 0.33
固體聚丙烯 910 0.22
帶有25%玻璃纖維的聚丙烯 1200 0.25
PU (聚亞氨脂樹脂) 1200 0.25
剛性PVC 1390 0.17
防雨 氯丁橡膠 (PCP) 1240 0.23
密封條 EPDM (三元乙丙) 1150 0.25
純硅膠 1200 0.35
柔性PVC 1200 0.14
聚脂馬海毛 0.14
柔性人造橡膠泡末 60~80 0.05
密封劑 PU (剛性聚氨脂) 1200 0.25
固體/熱融異丁烯 1200 0.24
聚硫膠 1700 0.40
純硅膠 1200 0.35
聚異丁烯 930 0.20
聚脂樹脂 1400 0.19
硅膠(乾燥劑) 720 0.13
分子篩 650 to 750 0.10
低密度硅膠泡末 750 0.12
中密度硅膠泡末 820 0.17
除了上述三出現一種隔熱保溫塗料,除了具備上述隔熱塗料的優點以外,更具備奇特的保溫效果。
二十世紀七十年代初,美國塗料專家利用物質在真空狀態下,其分子振動熱傳導和對流傳導兩種方式完全消失的特性,採用NASA航天器隔熱材料技術,將粒徑在6-10um的球形空心陶瓷微泡填懸於惰性乳膠基料(水性)中,得到一種高性能,高品質的絕熱材料——陶瓷微泡隔熱保溫塗料。自此,採用空心微粒作為填料以製備性能優良的保溫塗料成為特殊機能塗料研究的熱點。
這種特殊機能塗料在建築構件表面薄薄的塗刷一層,就可有效地增強建築的隔熱保溫效果,不僅在採暖季節可使室溫提高3-5℃,夏天可使室內降低同樣甚至更低的溫度。由於這種塗料本身特殊的由極微小的空心陶瓷微泡和與其相適應的環保乳液組成的水性塗料體系,使得該塗料不僅能有效地絕熱,而且還有著優良的防水、防潮、防腐蝕、防紫外線老化、耐酸鹼、耐鹽霧等性能,材料無有害物質成分,其固化物含量高,延展性、附著性好,施工簡便,使用壽命長。它與牆體、金屬、木製品等基底有較強的附著力,直接在基體表面塗抹0.3mm左右即可達到隔熱保溫目的。由於塗料的特殊成分和塗層內部結構特點,所以塗層內蓄積的熱量很少,形成可高達95%的絕熱效果,降低建築能耗可高達30-60%。
目前,陶瓷微泡隔熱保溫塗料已經進入中國市場,並且在建築、橋樑、交通、海上鑽井平台,化工儲罐,石油管道等方面已經有了成功地運用。由此可見,建築隔熱塗料的發展已經突破了傳統建築塗料的功能界限,正向著功能複合型以及應用納米技術方向快速發展。
由於國內對建築隔熱塗料研究時間較短,已有產品在使用性能上有較大局限性,在這方面,國外對建築隔熱塗料研究啟動較早,而且應用普遍,發展迅速。除了政府部門大力推廣,頒布法令,採取稅收減免政策以外,隨著建築節能理念的推廣深入,節能隔熱塗料的使用正變得越來越普及。
在美國及歐洲,由建築隔熱塗料構成的“冷”建築體系正在快速發展,尤其是在夏季天氣炎熱地區受到廣大使用者的追捧。但出乎意料的是,在較冷的地區,這種概念也受到人們熱烈的歡迎。這是因為人人都想為環境作貢獻,人人都想節能,人人都想把能耗費用降下來控制能源支出。由於市場對於“冷”建築體系的需求不斷增長,促使各地方出台的新的節能法規,由建築絕熱塗料構成的“冷”建築體系的信任度和普及率有了進一步的提高。
同傳統的外牆外保溫建築節能體系相比,建築隔熱塗料更適合中國南方高溫、高濕、多雨、夏季時間長的特點,能夠降低施工綜合造價,提高建築的穩定性和耐久性。是適合中國南方建築節能要求的新型節能材料。
我們可以看到,建築隔熱塗料的使用已經超出地域及形態限制,建築新型“冷”技術格局正在形成和發展之中。建築隔熱塗料的特殊性能,具有顯著的經濟效益、環境效益和重要的社會效益。建築隔熱塗料的發展應用必定能夠為建築節能事業提供有效的保障和長久的支持!