多功能微空超纖建筑隔熱涂料保溫系統(tǒng)研究

0.前言

　　目前，建筑節(jié)能已成為國(guó)內(nèi)外建設(shè)節(jié)約型社會(huì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)的重要內(nèi)容。我國(guó)已經(jīng)對(duì)各類住宅要求采取保溫隔熱措施并規(guī)定了設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，2008年8月7日國(guó)務(wù)院頒布并于2008年10月1日開(kāi)始實(shí)行的《民用建筑節(jié)能條例》更加體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)節(jié)能保溫領(lǐng)域的重視。根據(jù)建設(shè)部的要求，到2010年，全國(guó)城鎮(zhèn)新建建筑應(yīng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能50%。到2020年，北方和沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和特大城市新建建筑應(yīng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能65%。傳統(tǒng)的擠塑、聚苯類保溫和無(wú)機(jī)類保溫存在著龜裂、空鼓、脫落、滲水等弊病，為此，我們研發(fā)出多功能微空超纖建筑隔熱涂料保溫系統(tǒng)，將微空超纖建筑保溫漿料與熱光反射保溫隔熱涂料結(jié)合成一種新型節(jié)能建筑隔熱保溫系統(tǒng)，保溫性能更優(yōu)、粘結(jié)性能更強(qiáng)、阻燃性能更好、防水性能更佳、施工工藝更簡(jiǎn)單，廣泛適用于民用建筑、功能性建筑、石油儲(chǔ)備、糧食儲(chǔ)備、軍用庫(kù)房、航天航空等行業(yè)新建、擴(kuò)建、改建的所有建筑物墻面、屋面、地面及設(shè)備表面的保溫隔熱，市場(chǎng)前景十分廣闊。

　　1.微空超纖建筑保溫漿料

　　1.1微空超纖建筑保溫漿料的原料與配比

　　芳綸纖維3~5份，巖棉纖維4~6份，珠光砂6~8份，膨脹珍珠巖8~10份，漂珠4~6份，硬硅鈣粉3~5份，纖維狀蛭石粉3~5份，海泡石3~5份，丙烯酸合成樹(shù)脂20~25份，氟硅合成樹(shù)脂15~20份，保水增稠劑溶液15~20份，適量消泡劑和防霉殺菌劑，水2~3份。將上述原料按照比例混合成泥膏狀施工料。

　　1.2微空超纖建筑保溫漿料的保溫機(jī)理

　　微空超纖建筑保溫漿料的保溫機(jī)理就是利用產(chǎn)品中高氣孔率密閉氣孔中靜止空氣的低導(dǎo)熱率來(lái)達(dá)到保溫的目的。產(chǎn)品導(dǎo)熱系數(shù)的公式如下：

　　λ總=λ固相+λ氣相+λ輻射+λ對(duì)流

　　λ總——制品的總導(dǎo)熱系數(shù)；

　　λ固相——制品中固體物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)；

　　λ氣相——制品中氣體的導(dǎo)熱系數(shù)；

　　λ輻射——制品的輻射傳熱系數(shù)；

　　λ對(duì)流——制品的對(duì)流傳熱系數(shù)。

　　由上式可知：產(chǎn)品中固相物質(zhì)愈多、密度愈小，氣孔率愈高、導(dǎo)熱系數(shù)愈小，產(chǎn)品的保溫性能愈好。如果這樣的微孔無(wú)窮無(wú)盡就會(huì)使材料內(nèi)部有相當(dāng)多的中空隔離反射界面，則又能使輻射傳導(dǎo)效果趨于零，從理論上說(shuō)此涂膜的熱導(dǎo)率就接近零，由此可獲得比靜止空氣的熱導(dǎo)率［0.023W/(m·K)］還要低的建筑隔熱保溫涂料。

　　保溫效果測(cè)試：室內(nèi)環(huán)境溫度(25±1)℃，用制備的微空超纖建筑保溫漿料均勻涂覆在6個(gè)直徑6.5cm×高12cm×厚0.1~0.3mm的馬口鐵罐體外部，按3~20mm不同的厚度制成6個(gè)試驗(yàn)罐，在罐內(nèi)注入(80±1)℃水溫的開(kāi)水，用紅外溫度測(cè)溫儀測(cè)定試驗(yàn)__罐的內(nèi)外壁溫度，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1使用微空超纖涂層效果測(cè)試圖

　　由圖1可見(jiàn)：保溫層越厚，內(nèi)外表面溫差越大，保溫隔熱效果越好。當(dāng)保溫涂料層涂刷至5mm時(shí)，試驗(yàn)罐內(nèi)壁溫度為82℃，外壁溫度為48℃，可維持20min保持不變，足以說(shuō)明其保溫隔熱效果。

　　1.3微空超纖建筑保溫漿料的性能指標(biāo)

　　微空超纖建筑保溫漿料的性能指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1微空超纖建筑保溫漿料的主要性能指標(biāo)

　　其中，反映隔熱性能的指標(biāo)——導(dǎo)熱系數(shù)為0.056W/(m·K)，優(yōu)于JG158—2004《膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)》中5.5要求的0.060W/(m·K)。

　　2.熱光反射保溫隔熱涂料

　　2.1熱光反射保溫隔熱涂料的組成和制備

　　鈦白粉20~30份，二氧化硅-三氧化二鋁結(jié)構(gòu)微珠5~20份，隔熱硅酸鹽填料5~20份，反射陶瓷微珠10~30份，成膜物質(zhì)30~60份，助劑適量，進(jìn)行分散混合，制成分散溶液。將此溶液涂刷在厚度為0.8mm的鍍鋅鐵板(或者白鐵皮)上，涂膜厚度為200μm，在常溫下干燥，就此制成樣品。

　　2.2熱光反射保溫隔熱涂料的保溫機(jī)理

　　太陽(yáng)光由紫外線、可見(jiàn)光、近紅外線組成，其能量合計(jì)是2926kJ/m2。太陽(yáng)光放射能量的分布為：紫外線占放射總能量的2.5%，可見(jiàn)光占44.3%，近紅外線占53%；包含紫外線、可見(jiàn)光、近紅外線的太陽(yáng)能量波長(zhǎng)區(qū)域是0.2~2.5μm。太陽(yáng)熱反射效率在波長(zhǎng)為0.2~2.5μm區(qū)域內(nèi)最好。陶瓷填料具有導(dǎo)熱系數(shù)以及比熱小的特點(diǎn)，所以選擇陶瓷作填料。

　　2.3熱光反射保溫隔熱涂料的性能指標(biāo)

　　熱光反射保溫隔熱涂料的性能指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2熱光發(fā)射保溫隔熱涂料的性能指標(biāo)

　　其中，反映熱反射隔熱涂料隔熱性能的主要指標(biāo)太陽(yáng)反射比為0.86，半球發(fā)射率為0.89。

　　3.多功能微空超纖建筑隔熱涂料保溫系統(tǒng)的組成

　　該系統(tǒng)由基層表面開(kāi)始由里向外依次是微空超纖建筑保溫漿料層、柔性防水膩?zhàn)印�專用水性封閉底漆、熱光反射隔熱涂料面層和面漆表面保護(hù)層(圖2)，其中起保溫隔熱作用的是微空超纖建筑保溫漿料層與熱光反射隔熱涂料層。

圖2多功能微空超纖建筑隔熱涂料保溫系統(tǒng)的構(gòu)造

　　1—基層；2—微空超纖建筑保溫漿料層(5mm)；3—柔性防水膩?zhàn)訉樱?—外墻專用封閉底漆(60μm)；5—熱光反射隔熱涂料面漆(120~180μm)；6—面漆表面保護(hù)層(10~20μm)

圖2多功能微空超纖建筑隔熱涂料保溫系統(tǒng)的構(gòu)造

　　4.多功能微空超纖建筑隔熱涂料保溫系統(tǒng)的施工

　　先進(jìn)行基層處理，要求堅(jiān)實(shí)、干凈，允許稍有不平和潮濕；清除凸起的砂漿、混凝土塊、鐵釘、金屬部件、結(jié)塵、浮灰和銹點(diǎn)等；補(bǔ)平凹坑、孔洞、裂縫等；清潔油跡、霉斑等。然后把微空超纖建筑保溫漿料充分?jǐn)嚢�、調(diào)勻，直接刮涂于基層，通常刮涂2遍，每次刮涂厚度2~3mm，養(yǎng)護(hù)5d，然后開(kāi)始施工柔性防水膩?zhàn)訉�，同樣采用批刮方法施工，該層厚度控制�?mm，一般施工1道，要求找平面壓實(shí)、平整、砂平，膩?zhàn)訉邮┕ず箴B(yǎng)護(hù)7d以上方可施工專用封閉底漆、熱光反射隔熱涂料面層和面漆表面保護(hù)層。

　　5.結(jié)語(yǔ)

　　集隔熱、保溫、防火、耐水于一體的多功能微空超纖建筑隔熱涂料保溫系統(tǒng)是對(duì)傳統(tǒng)擠塑、聚苯類和無(wú)機(jī)類保溫系統(tǒng)進(jìn)行重大革新的新一代建筑保溫系統(tǒng)。它克服了目前墻面所使用的擠塑、聚苯類、無(wú)機(jī)類保溫體系存在的容易龜裂、空鼓、脫落、滲水、易燃等弊病，并能有效地防止“熱橋”、“結(jié)霜”、“掛霜”等現(xiàn)象的發(fā)生，隔熱保溫、防火、耐水、抗裂等效果是傳統(tǒng)墻面聚苯類保溫系統(tǒng)無(wú)法比擬的，具有廣闊的市場(chǎng)前景。