多功能微空超纤建筑隔热涂料保温系统研究

0.前言

　　目前，建筑节能已成为国内外建设节约型社会和循环经济试点的重要内容。我国已经对各类住宅要求采取保温隔热措施并规定了设计、施工、验收的强制性标准，2008年8月7日国务院颁布并于2008年10月1日开始实行的《民用建筑节能条例》更加体现了国家对节能保温领域的重视。根据建设部的要求，到2010年，全国城镇新建建筑应实现节能50%。到2020年，北方和沿海经济发达地区和特大城市新建建筑应实现节能65%。传统的挤塑、聚苯类保温和无机类保温存在着龟裂、空鼓、脱落、渗水等弊病，为此，我们研发出多功能微空超纤建筑隔热涂料保温系统，将微空超纤建筑保温浆料与热光反射保温隔热涂料结合成一种新型节能建筑隔热保温系统，保温性能更优、粘结性能更强、阻燃性能更好、防水性能更佳、施工工艺更简单，广泛适用于民用建筑、功能性建筑、石油储备、粮食储备、军用库房、航天航空等行业新建、扩建、改建的所有建筑物墙面、屋面、地面及设备表面的保温隔热，市场前景十分广阔。

　　1.微空超纤建筑保温浆料

　　1.1微空超纤建筑保温浆料的原料与配比

　　芳纶纤维3~5份，岩棉纤维4~6份，珠光砂6~8份，膨胀珍珠岩8~10份，漂珠4~6份，硬硅钙粉3~5份，纤维状蛭石粉3~5份，海泡石3~5份，丙烯酸合成树脂20~25份，氟硅合成树脂15~20份，保水增稠剂溶液15~20份，适量消泡剂和防霉杀菌剂，水2~3份。将上述原料按照比例混合成泥膏状施工料。

　　1.2微空超纤建筑保温浆料的保温机理

　　微空超纤建筑保温浆料的保温机理就是利用产品中高气孔率密闭气孔中静止空气的低导热率来达到保温的目的。产品导热系数的公式如下：

　　λ总=λ固相+λ气相+λ辐射+λ对流

　　λ总——制品的总导热系数；

　　λ固相——制品中固体物质的导热系数；

　　λ气相——制品中气体的导热系数；

　　λ辐射——制品的辐射传热系数；

　　λ对流——制品的对流传热系数。

　　由上式可知：产品中固相物质愈多、密度愈小，气孔率愈高、导热系数愈小，产品的保温性能愈好。如果这样的微孔无穷无尽就会使材料内部有相当多的中空隔离反射界面，则又能使辐射传导效果趋于零，从理论上说此涂膜的热导率就接近零，由此可获得比静止空气的热导率［0.023W/(m·K)］还要低的建筑隔热保温涂料。

　　保温效果测试：室内环境温度(25±1)℃，用制备的微空超纤建筑保温浆料均匀涂覆在6个直径6.5cm×高12cm×厚0.1~0.3mm的马口铁罐体外部，按3~20mm不同的厚度制成6个试验罐，在罐内注入(80±1)℃水温的开水，用红外温度测温仪测定试验__罐的内外壁温度，结果见图1。

图1使用微空超纤涂层效果测试图

　　由图1可见：保温层越厚，内外表面温差越大，保温隔热效果越好。当保温涂料层涂刷至5mm时，试验罐内壁温度为82℃，外壁温度为48℃，可维持20min保持不变，足以说明其保温隔热效果。

　　1.3微空超纤建筑保温浆料的性能指标

　　微空超纤建筑保温浆料的性能指标见表1。

表1微空超纤建筑保温浆料的主要性能指标

　　其中，反映隔热性能的指标——导热系数为0.056W/(m·K)，优于JG158—2004《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》中5.5要求的0.060W/(m·K)。

　　2.热光反射保温隔热涂料

　　2.1热光反射保温隔热涂料的组成和制备

　　钛白粉20~30份，二氧化硅-三氧化二铝结构微珠5~20份，隔热硅酸盐填料5~20份，反射陶瓷微珠10~30份，成膜物质30~60份，助剂适量，进行分散混合，制成分散溶液。将此溶液涂刷在厚度为0.8mm的镀锌铁板(或者白铁皮)上，涂膜厚度为200μm，在常温下干燥，就此制成样品。

　　2.2热光反射保温隔热涂料的保温机理

　　太阳光由紫外线、可见光、近红外线组成，其能量合计是2926kJ/m2。太阳光放射能量的分布为：紫外线占放射总能量的2.5%，可见光占44.3%，近红外线占53%；包含紫外线、可见光、近红外线的太阳能量波长区域是0.2~2.5μm。太阳热反射效率在波长为0.2~2.5μm区域内最好。陶瓷填料具有导热系数以及比热小的特点，所以选择陶瓷作填料。

　　2.3热光反射保温隔热涂料的性能指标

　　热光反射保温隔热涂料的性能指标见表2。

表2热光发射保温隔热涂料的性能指标

　　其中，反映热反射隔热涂料隔热性能的主要指标太阳反射比为0.86，半球发射率为0.89。

　　3.多功能微空超纤建筑隔热涂料保温系统的组成

　　该系统由基层表面开始由里向外依次是微空超纤建筑保温浆料层、柔性防水腻子、专用水性封闭底漆、热光反射隔热涂料面层和面漆表面保护层(图2)，其中起保温隔热作用的是微空超纤建筑保温浆料层与热光反射隔热涂料层。

图2多功能微空超纤建筑隔热涂料保温系统的构造

　　1—基层；2—微空超纤建筑保温浆料层(5mm)；3—柔性防水腻子层；4—外墙专用封闭底漆(60μm)；5—热光反射隔热涂料面漆(120~180μm)；6—面漆表面保护层(10~20μm)

图2多功能微空超纤建筑隔热涂料保温系统的构造

　　4.多功能微空超纤建筑隔热涂料保温系统的施工

　　先进行基层处理，要求坚实、干净，允许稍有不平和潮湿；清除凸起的砂浆、混凝土块、铁钉、金属部件、结尘、浮灰和锈点等；补平凹坑、孔洞、裂缝等；清洁油迹、霉斑等。然后把微空超纤建筑保温浆料充分搅拌、调匀，直接刮涂于基层，通常刮涂2遍，每次刮涂厚度2~3mm，养护5d，然后开始施工柔性防水腻子层，同样采用批刮方法施工，该层厚度控制在1mm，一般施工1道，要求找平面压实、平整、砂平，腻子层施工后养护7d以上方可施工专用封闭底漆、热光反射隔热涂料面层和面漆表面保护层。

　　5.结语

　　集隔热、保温、防火、耐水于一体的多功能微空超纤建筑隔热涂料保温系统是对传统挤塑、聚苯类和无机类保温系统进行重大革新的新一代建筑保温系统。它克服了目前墙面所使用的挤塑、聚苯类、无机类保温体系存在的容易龟裂、空鼓、脱落、渗水、易燃等弊病，并能有效地防止“热桥”、“结霜”、“挂霜”等现象的发生，隔热保温、防火、耐水、抗裂等效果是传统墙面聚苯类保温系统无法比拟的，具有广阔的市场前景。