第一情报 ---材料工业

太阳热反射绝热涂料新品揭示

在炎热的盛夏和热带地区,由于太阳光的照射与炙烤而产生的高温,不仅影响人们的生活质量和工作效率,而且也给露天条件下的一些设施带来了使用上的限制和不便,为提高上述环境与条件下隔热保温材料的太阳热反射和隔热性能,北京国邦技术发展中心已研制出一种新型太空绝热反射涂料,采用丙烯酸乳液成膜基料、陶瓷微珠、云母粉等颜填料、助剂等组分配制而成。该涂料不仅具有良好的耐热、耐候、耐腐蚀和防水性能,还有隔热保温、防晒、热反射、高效节能及装饰等优异性能,该产品与普通涂料装饰相比,可有效降低被涂刷物表面的热平衡温度近20℃,内质温度可降低8-10℃,漆膜坚韧细腻,光泽度高、附着力强,产品达到美国国家航空航天局NASA Therma-Cover太空绝热涂料性能标要求。目前广泛用于建筑物外墙和房顶、工业储罐和管道及船舶、车辆、粮库、冷库等场所。
 
国内现有多家企业在研发太阳热反射隔热涂料,同类材料有隔热防晒涂料、水性反射隔热涂料、陶瓷绝热涂料等,同时也形成了不少富有独具匠心的专利技术及产品。如上海德卡精细化工有限公司研发的“太阳热反射隔热涂料”、上海好家庭涂料有限公司推出的“隔热防晒涂料”、上海吉威涂料有限公司开发的“陶瓷隔热弹性涂料”等等。
 
上海德卡精细化工有限公司“太阳热反射隔热涂料”产品由面层涂料和底层涂料组成,面层涂料采用热塑性丙烯酸成膜树脂和金红石型钛白粉填料,底层涂料中采用热塑性丙烯酸成膜树脂及空心漂珠、空心无机纤维、工程纤维素等隔热填料。该涂料具有对可见太阳光和近红外太阳光有高反射率(500-2000nm范围内反射率大于85%)、热导系数低(导热系数0.055 W/m.K)、保温效果好等优点。
 
上海好家庭涂料有限公司推出的“隔热防晒涂料”产品,采用400目以上的空心陶瓷微珠、云母粉及各类丙烯酸乳液成膜剂、助剂等组分制成。空心陶瓷微珠及云母粉在涂层中能形成多层真空层,对太阳光中可见光及红外线有极强的阻断,其反射率达84%,辐射率达86%,导热系数为0.03%,涂上该涂料的建筑物外表温度相差20℃左右,内表相差5-10℃,可节能30%以上。
 
另外,中国地质科学院成都矿产研究所最近成功研制出新型特种矿物隔热保温涂料,它以高分子粘结剂为成膜物质,选择导热系数低和热辐射反射性强的材料,以功能性矿物和辐射性材料作颜、填料,并添加各种涂膜助剂等制成热力学稳定的均匀悬浮体系,涂布后能形成良好的隔热保温涂层结构。这种涂料在酷暑的夏季将暴露在太阳能热辐射下油罐表面温度降低18-20℃,有效改善工作环境,提高储藏和输送的安全性。
 
天津建筑材料科研所开发的太阳热反射弹性涂料目前也已通过技术鉴定,高产品是通过涂料中的颜填料粒子将太阳热辐射或将吸收热能辐射到外部空间,从而降低被覆物体的表面乃至内部温度,在节约能源的同时,可降低涂膜的光热老化作用,延长使用寿命。
 
上世纪90年代,国外已开发出薄层隔热保温涂料,现美国有多家公司研制生产这种隔热保温涂料,如美国SPM Thermo-Shield、Thermal Protective Systems等推出的Thermo-Shield、Ceramic-Cover、J.H.International的Therma-Cover等产品。
 
美国国家航空航天局(NASA)科研人员为解决航天飞行器传热控制问题而研发采用的一种新型太空绝热反射薄层涂料(Therma-Cover),该材料是由一些悬浮于惰性乳胶中的微小陶瓷颗粒构成的,它具有高反射率、高辐射率、低导热系数、低蓄热系数等热工性能,具有卓越的隔热反射功能。这种高科技材料在国外由航天领域推广应用到民用建筑和工业设施中。
 
美国SPM Thermo-Shield公司研制生产的盾牌绝热反射涂料,采用水性纯丙烯酸乳液成膜基料、小于100μm陶瓷微珠、云母粉等颜填料、助剂等组分配制而成,该涂料具有良好的隔热保温、抗UV、防晒、热反射及低VOC等特点,可用作各类管槽外表及建筑物内外墙体与屋面的隔热保温涂装。
 
美国Thermal Protective Systems推出的Ceramic-Cover薄层隔热绝热涂料将具有保温隔热和反射性能的陶瓷微珠、云母粉等填料及助剂等与耐热性成膜树脂基料配制而成,该产品可广泛用于船舶、车辆、石化行业罐、槽、管体及各类建筑物墙体隔热绝热及装饰涂装。
 
下表对国内外有代表性的几种太阳热反射绝热涂料同类产品作性能指标对照说明:
 
性能指标
美国Therma-Shield 产品
 
美国Ceramic-Cover产品
北京国邦技术中心产品
上海好家庭涂料有限公司 
技术要求          检测结果
涂摸外观
白色,外观正常
 白色,外观正常
 白色,外观正常
白色,外观正常
符合
施工性
涂刷两道无障碍
涂刷两道无障碍
涂刷两道无障碍
 涂刷两道无障碍
符合
干燥时间
表干45min
表干≤2h
表干≤2h
表干≤2h
45min
耐水性
无异常
96h无异常
96h无异常
96h无异常
符合
耐碱性
无异常
48h无异常
48h无异常
48h无异常
符合
耐温变性
 无异常
5次循环无异常
5次循环无异常
 5次循环无异常
符合
耐人工老化
/
粉化1级,变色1级
(400h)
粉化1级,变色1级
(400h)
粉化≤1级(250h)
变色≤2级(250h)
粉化0级(250h)
变色0级(250h)
热反射率%
82
83
89
≥84%
84
热辐射率%
94
89
 
≥86%
89
导热系数(W/m.k)
0.050
0.050
0.030
根据GB/T10294-88
0.030
 
 
除此之外,国外还开发了众多的新型隔热保温涂料新品,如德国KEIM矿牌涂料是最具代表性的全屋脊硅酸盐隔热反射墙体涂料, 该涂料涂刷后能渗入墙体基面0.5-2mm, 与墙体矿物质基质发生化合作用,形成一层抗碱防酸的硅石。另外该涂料与墙体同属于矿物基质,有相近热胀冷缩叙述,可避免涂层龟裂与剥落,使用寿命长达10-15年。
 
随着水性涂料以水为稀释介质,可完全取代含有挥发性的有机溶剂,它对人体及环境无毒、无危害而被世人誉为当今新型绿色环保涂料产品,因而水性反射隔热涂料又将成为全球隔热保温反射环保涂料的研发热点之一。国外研究者曾在铝基反光隔热涂料的基础上,通过选择合适的树脂、金属或金属氧化物填料,可制得高反射率的涂层,反射太阳热以达到隔热之目的。他们一般采用马来酸二丁酯-乙酸乙烯共聚物为成膜物质,通过加入Cermic Si132的珠光隔热剂制得隔热性能优良的水性反射隔热涂料。而国内多以鳞片状铝粉制得综合性能良好的水性反光隔热罩面涂料。
 
 
 
 
 
 
参考文献:
1.洪晓  太空绝热反射涂料的研制   涂料工业 2004,34(12),57~58,45
2.章柏洋 保温涂料研究开发渐热    化工文摘 2003,11,4
3.王金台、路国忠 太阳热反射隔热涂料 涂料工业 2004,34(10),17~19
4.童仲轩  石化储藏应用高效太阳热反射涂料的研究     江西石油化工
                                                                         2004,16(3),1~7
5.徐燕平、潜伟清  太空隔热特种涂料的开发与应用     节能技术
                                                                         2002,20(6),29~32
6.任秀全等 太阳热反射弹性涂料的研究    新型建筑材料  2004,2,26~28
7.郑其俊等 薄层隔热保温涂料的研制及应用              石油工程建设
                                                                        2003,29(5),26~30
8.蔡怀智  新型特种矿物隔热保温涂料研发成功          矿物综合利用  2004,2,
9.太阳热反射涂料的研究通过鉴定   天津建材  2004,2,4
10.美国SPM Thermo-Shield公司产品介绍
     http://www.thermoshield.com/
11.美国Ceramic-Cover隔热绝热涂料产品介绍
     http://www.envirotrol-inc.com/
12.中国发明专利
CN1583894、CN1583908 CN1621459、CN1590481、CN1515633、CN1530406、CN1434063等
 

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