张卫东 中煤科工集团西安研究院有限公司
摘要：夏季强烈的太阳光会对建筑物表面温度造成较大程度的影响,使建筑表面温度可以达到80℃,一方面它会使得建筑物内部的温度升高,另一方面在热岛效应的作用之下,或促使整个环境温度升高大约3℃～5℃左右。为了抵抗室内的高温,人们往往会利用电扇、空调、冷气机等制冷装置进行降温,而使用这些制冷装备会耗费大量的能源。基于这种情况,开发太阳热反射隔热涂料,并提升其各项性能,使其发挥出有效的降温作用成为业内人士十分关注的问题。本文就针对水性防腐蚀隔热涂料的制备与性能进行研究。
关键词：反射隔热 水性防腐蚀涂料 制备 性能
1 引言
对于太阳光而言，它主要是由紫外光、可见光与红外光共同组成的，夏天时建筑物在太阳光的照射下，其表面温度会出现一定程度的升高，一般可以达到80℃，导致室内温度与环境温度的上升。反射隔热涂料可以对太阳辐射能进行有效的隔绝，这主要是通过光谱反射与远红外热辐射的形式予以实现的，建筑物表面运用反射隔热涂料一方面可以降低建筑物表面温度，减轻热岛效应，另一方面也节约了一定的能源。随着时代的发展与社会的进步，人们对隔热涂料的性能提出了更高的要求，其中防腐蚀性具有一定的典型性。本文通过具体实验对隔热涂料进行了制备，并对其防腐蚀性性能进行了一定程度的研究。
2 水性防腐蚀隔热涂料制备实验
2.1 原料与仪器
在本次制备实验中，所运用到的原料主要有丙烯酸乳液、钛白粉、普通磷酸ZP10、改性磷酸锌ZMP 与ZMP、有机缓蚀剂RZ、1250 目高岭土、碳酸钙、pH 调节剂、增稠剂、防冻剂、乙二醇等。实验过程中使用到的仪器主要有紫外分光光度计和盐雾实验机。
2.2 涂料的制备
首先，准备适量的水，向水中分别加入1%~2%的润湿剂、2%分散剂以及一半量的消泡剂，随后对溶液进行搅拌。搅拌3-6min 后，再向其中加入一定量的防闪锈剂、隔热填料、防锈颜填料等，然后以1500r/min 的转速对其进行分散，分散之前控制为30min 左右较为适宜。待填填料分散均匀之后，对转速进行一定程度的降低，控制在1000r/min，随后加入另外一半的消泡剂，分散大约10min 之后，再按照顺序分别加入成膜助剂、pH 调节剂、乳液、流变助剂及增稠剂。至此，所有填料都已经添加完毕，保证各个填料得到充分且均匀的混合之后，对涂料的粘度安装设计要求进行调节，最后过滤出料便得到了防腐隔热涂料。
2.3 涂料性能测试
对于涂料性能的测试主要分为两个方面，分别为盐雾时间测试以及光谱测试。①盐雾时间测试：首先，用酒精擦洗150mm×70mm×0.8mm 的钢板，放置晾干。晾干之后用砂纸对其进行打磨处理，将钢板表面的氧化层去除。然后运用湿膜厚度为200um 线棒涂布器涂布3 次左右，将其放置于室温条件之下养护7d，测干膜厚度为100±10um，随后用油性漆对钢板的背面以及四周进行一定程度的封边处理，所有测试处理工作完成之后，按照相关标准进行盐雾试验。②光谱测试：对光谱范围与测量间距进行一定程度的控制，具体为光谱范围控制在2500~250nm 之间，测量间距控制为5nm，然后参照《建筑反射隔热涂料》进行光谱测试。
3 实验结果与分析
3.1 选择防锈颜料
为了对涂料的防腐与防锈性能进行一定程度的提升，需要在涂料之中添加一定量的防锈颜料，就可以选择氧化铁红、磷酸锌、铁太粉等材料加入其中。对于改性硫酸锌而言，它是在磷酸锌基础之上改性而成的第二代防锈颜料，相比于之前的磷酸锌，它在防腐性、相容性、漆膜的屏蔽作用等方面都有了一定程度的提升。其防腐蚀机理主要如下：当钢板发生一定程度的腐蚀时，阳极发生反应产生的氢离子会对阳极发生反应的速度进行提升，当涂层中包含有磷酸锌颜料时，阳极的酸性会对得到一定程度的降低，在阴极上发生氧还原反应，从阳极迁移过来的锌离子与氢氧离子进行结合，进而产生氢氧化锌沉积层，这一氢氧化锌沉积层会对金属起到一定的保护作用。除此之外，在光学性能方便，磷酸锌也能发挥出一定的额优势，它对太阳光热有着相对优良的反射率与远红外发射率，因此运用磷酸锌颜料，能够对涂抹的防腐性能与光学性能进行有效的提升。为了对这一问题进行验证，在本次试验中采用变量法，保证其它因素不变，仅仅是改变磷酸锌的品种，并按照配方制备出四种添加了不同品种磷酸锌的防腐蚀隔热涂料，并在此基础之上对其防腐蚀性能进行一定程度的检验。具体试验结果见表1。
根据上面的试验结果，可以得出如下结论：①改性磷酸锌填料的防腐蚀效果较好；②不同种类磷酸锌的防腐蚀性能：ZMP＞ZCP＞ZP10；③RZ能够对涂料的起泡性进行一定程度的降低，其基材保护性能、粘附性能与湿粘附性能得到了一定程度的改善，使得涂料的防护功能具有长期性。
3.2 选择隔热颜料
在对光反射性能进行评价时，不仅仅是由土层的表面状态所决定的，同时还需要综合考虑树脂基体的折射率、吸光和透射性能、颜填料的折射率、树脂与颜料之间的相互作用等因素的影响。一般情况下，有机树脂的折光系数在1.45%~1.50%的范围之内，不会有太大的差距。因此，反射涂料反射性能最为主要的影响因素为颜填料。然而，碳酸钙与高岭土的遮盖力相对较低，在这种情况之下基材会对光谱造成一定程度的影响。基于这一方面的考虑，需要将其涂布在PET 基材之上进行光谱测试。
空心玻璃微珠是一种中空的球体，表面呈银白色光泽，其外壳较为坚硬。在空心玻璃微珠的壳内，主要是氮气与二氧化碳等惰性气体，光散射率在80%~88%的范围之间。对于空心玻璃微珠而言，其优势主要表现为导热系数小、隔热性好、耐高温、耐腐蚀等，除此之外，空心玻璃微珠能够对太阳辐射热起到良好的隔绝作用与反射作用。正是因为空心玻璃微珠各个方面的特性，使其在隔热涂料的制备之中有着一定程度的运用。然而在实际的运用过程中发现空心微珠对涂料隔热性能的提高并不能够起到十分明显的作用，却会对涂料的防腐蚀效果造成一定程度的不利影响，基于这一方面的考虑，空心微珠并不是十分适合应用于防腐蚀隔热涂料。
4 结束语
本文主要针对水性防腐蚀隔热涂料的制备与性能进行研究与分析。首先制备了防腐蚀隔热涂料，并进行了针对性的盐雾时间测试与光谱测试。然后在此基础之上对试验结果进行了分析，得出结论：①改性磷酸锌填料的防腐蚀效果较好；②不同种类磷酸锌的防腐蚀性能：ZMP＞ZCP＞ZP10；③RZ 能够对涂料的起泡性进行一定程度的降低，其基材保护性能、粘附性能与湿粘附性能得到了一定程度的改善，使得涂料的防护功能具有长期性；④空心微珠并不是十分适合应用于房腐蚀隔热涂料。
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