热固型反射隔热涂料在彩钢瓦夹保温棉板厂房的应用与研究

玉 渊，陆 强，韦立民，林合兴，赵文斐，玉宁佳

（1.南宁市金双龙涂料有限公司，广西 南宁 530007；2.南宁振宁开发有限责任公司，广西 南宁 530022；3. 南宁产投工业园区开发管理有限责任公司，广西 南宁 530012）

建筑反射隔热涂料是在涂料中加入热传导系数小、有绝热功能及对太阳辐射有反射功能的材料，将其涂刷在建筑物外立面，通过涂料涂层对太阳光的高反射率，将太阳光反射到外层空间，减少建筑物外立面对太阳辐射能的吸收所产生的累计热，从而降低建筑物表面温度和室内温度，最终达到建筑节能降耗、实现低碳经济和改善环境的目的[1]。这种涂料具有装饰及隔热的双重作用，属于功能性涂料，除用于建筑工程的屋面及墙面，还可运用于石油化工行业、粮食储备行业诸多领域，需求量有迅速增大的趋势，是一种很有发展前途的功能涂料新品种[2]。

本文将一种制备好的热固型反射隔热涂料涂刷在现代厂房的屋顶顶面，这种屋面构造是由上下彩钢瓦夹2 层保温棉板组成，具有一定的隔热、保温、隔音和防火功能。测试内容是针对涂刷反射隔热涂料与未涂刷涂料的屋面顶面和底面进行温度对比，研究和分析这种热固型反射隔热涂料是否具有良好的隔热效果。

1 材料与方法

1.1 实验材料

A.测试材料：热固型反射隔热涂料取自南宁市金双龙涂料有限公司研发生产的一种隔热节能涂料。这种涂料以溶剂型的氟碳和丙烯酸树脂为基材，同时添加约占涂料总重量的25%（质量分数）的具有隔热和反射功能的材料。将涂料涂刷在彩钢瓦夹两层保温棉板的顶面。涂装3 遍，干燥涂膜厚度80 100μm。实验前对厂房屋面进行洗刷，以防灰尘落下影响测试效果。

B.屋面构造：上下两层彩钢瓦（镀铝锌钢板，每层厚1mm，总厚度2mm），中间夹2 层保温棉（保温棉每层厚50mm，总厚度100mm）。彩钢瓦夹两层保温棉板预制出厂前，工厂将其压缩至标准总厚度为50mm。

C.测试地点：南宁市北湖园艺路106 号的南宁锦虹棉纺织有限责任公司二分厂厂房。以厂房东西轴为界，在西南面的屋顶顶面选取面积为10m×10m=100 m2涂刷热固型反射隔热涂料，与西北面相应面积未涂刷涂料的屋顶进行顶面与底面的温度对比测试。

1.2 仪器设备

XMZ-102 数字式电子温度调节仪，量程：0 150℃；分度号：Cu50；工作电压：220V。

1.3 测试条件

测试时间：2014 年7 月8 日，10：45-15:15，总计4.5h。初始测试时间从10:45 开始，每隔15min记录1 次。当天外界环境温度：31.7 43.4℃。

2 实验部分

2.1 测试数据

设T1为保温板未涂刷涂料（以下简称未涂刷）的顶面温度，T2为保温板涂刷热固型反射隔热涂料（以下简称涂刷涂料）的顶面温度，则△T顶面温差= T1（未涂刷）-T2（涂刷涂料）。设T3为保温板未涂刷涂料的底面温度，T4为保温板涂刷热固型反射隔热涂料的底面温度，则△T底面温差= T3（未涂刷）- T4（涂刷涂料）。

2.2 外界温度对未涂刷与涂刷涂料彩钢瓦夹保温棉板的影响分析

2.2.1 未涂刷与涂刷涂料顶面的温度对比分析

由表1 测试数据中未涂刷与涂刷涂料顶面温度数值制得图1。

表1 外界温度、未涂刷与涂刷热固型反射隔热涂料顶部与底部温度对比

图1 未涂刷与涂刷涂料顶部的温度对比

从图1 可知，随着外界温度上升，未涂刷与涂刷涂料顶面温度都上升，这是因为太阳时刻向地面辐射着巨大的能量，彩钢瓦夹保温棉板的屋顶面因吸收太阳热量而温度上升。但是涂刷涂料的顶面温度从11:00 至15:15 始终比未涂刷顶面温度要低，温差△T数值在13 21℃之间，这是因为热固型反射隔热涂料的涂层表面发挥了反射功能，它将大部分的太阳光反射或散射出去，减少热量在屋顶板面的累积吸收。在13:30 时，由于受云层遮挡原因，外界温度从13:15 时的41.3℃突然降至35.7℃，温度下降了5.6℃，未涂刷涂料顶面温度也从68.5℃降至55.1℃，温度下降了13.4℃，涂刷涂料顶面温度也从53.4℃降至43.3℃，温度下降了10.1℃。但是涂刷涂料顶面温度始终比未涂刷涂料顶面温度要低。

2.2.2 未涂刷与涂刷涂料底部的温度对比分析

由表1 测试数据中未涂刷与涂刷涂料底面温度数值制得图2。

图2 未涂刷与涂刷涂料底部的温度对比

从图2 可知，在12:30 和13:30 时，由于受云层遮挡原因，外界温度曲线出现小幅和较大的波动，呈下降趋势。但未涂刷涂料的顶面温度曲线和涂刷涂料的顶面温度曲线并未像图1 那样，有明显的波动和下降趋势，说明未涂刷与涂刷涂料保温板都发挥了隔热作用。测试从实验开始至结束时，涂刷涂料底面温度从未超过35.5℃，并且与未涂刷涂料比较，底面温差△T 数值保持在6 7℃。值得关注的一个实验现象是未涂刷底面温度＞外界温度＞涂刷涂料底面温度。由此分析：1）未涂刷底面温度＞外界温度，表明彩钢瓦夹保温棉板的隔热作用效果不明显。2）外界温度＞涂刷涂料底面温度，表明保温板涂刷热固型反射隔热涂料后隔热效果显著，涂层中的隔热材料发挥功能，抑制热量由顶面向底面传递，整个隔热过程是平稳和持久的。

3 结论

1）通过未涂刷与涂刷涂料顶面的温度测试对比可知，二者温差数值保持在13 21℃间。对于涂层表面而言，利用涂膜中的反射材料对光和热的高反射作用，使太阳照射到涂膜上的大部分能量得到反射和散射，说明热固型反射隔热涂料具有较高的反射率。

2）当顶面涂刷热固型反射隔热涂料后，未涂刷与涂刷涂料底面的温差数值保持在6 7℃，进一步提高对厂房的隔热作用。对于涂层底面，由于涂膜中含有导热系数小、绝热性较好的材料，降低和隔绝一部分热量，阻止和减少涂膜因吸收小部分热量导致热传递。表明热固型反射隔热涂料同时具有良好的隔热功能。

3）从测试可知，一天当中外界最高温度是出现在午后13:00，外界温度＞40℃。由于夏季我国南方地区太阳辐射大、光照强度高、天气炎热时间长，人们普遍安装空调改善室内环境质量，按照单位体积空气每降低1℃所需要的能耗是同样体积空气升高1℃所需能耗的6 倍，由此可见夏季南方地区要做好降低空调能耗和节能隔热的建筑设计工作。

4）将建筑反射隔热涂料涂刷在建筑物外立面时，由于长期受太阳光紫外线的照射和酸雨侵蚀的影响，容易使涂料出现粉化、褪色和脱落的现象。为保持建筑反射隔热涂料的保光性和保色性、保持涂膜具有较高的反射率和隔热性、保持涂料使用的长久性，应尽可能使用溶剂型的氟碳树脂和丙烯酸树脂作为制备反射隔热涂料的基材，以此提高涂膜的耐候性、耐洗刷性、耐老化性、耐化学性和附着力等技术指标，使涂层具有良好的自洁性，经雨水冲刷后得到崭新干净的外立面，保证建筑反射隔热涂料在户外使用过程中长时间具有较高的反射率和隔热能力。

[1] 玉渊，玉宁佳，等.热固型反射隔热涂料的制备与研究[J].化工技术与开发，2012(11)：11-13.

[2] 石玉梅，杨文颐和，等.建筑反射隔热涂料的应用现状及存在问题分析[J].中国涂料．2014(1)：8-10.