近年来，我国的混凝土彩瓦发展迅速，且生产中大多掺加了大量的粉煤灰等灰渣材料，为资源综合利用类环保型产品。但大部分厂家采用普通的水性和油性涂料作为彩瓦涂料，使得屋面吸热问题突出，城市热岛效应严重，建筑能耗居高不下，居室舒适性差。为配合我国建筑节能目标的实施，浙 江华特集团华特化工有限公司研制开发了一种光谱选择性 热反射涂料—— —水性节能隔热混凝土彩瓦涂料（以下简称彩 瓦涂料）。这是近年来兴起的一种被动式降温涂料，它能反射 大量的太阳辐射热于外层空间，减少空调能耗，有显著的节 能效果。
1. 实 验
1.1 原材料及仪器设备
1.1.1 原料
丙烯酸乳液（罗门哈斯、国民淀粉），硼改性中空陶瓷微珠（进口），无机红外辐射材料（进口），其他颜填料、助剂等。
1.1.2 仪器设备
高速分散机，振荡研磨机，自动涂布仪，自动干燥记录仪，反射率测定仪，光泽测定仪，紫外老化仪，隔热试验仪，耐 沾污试验仪，无气喷涂设备等。
1.2 彩瓦涂料的配方（见表 1）
1.3 生产工艺
彩瓦涂料的生产工艺与传统乳胶漆相似。应将红外辐射材料研磨至小于 10μm，并避免中空陶瓷微珠高速剪切而破碎。其生产工艺流程如下:
（1）先将水、防腐剂、防霉剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂,搅拌混合均匀，用 PH( 调节剂调节PH( 值至 )8.5左右。
（2）加入红外辐射材料、金红石型钛白粉于卧式砂磨机中研磨至细度小于10μm。
（3）分别加入乳液、成膜助剂 ,、中空陶瓷微珠及消泡剂,，中速分散。
（4）加入增稠剂水溶液和冻融稳定剂等，调整至涂料粘度约100KU。
（5）按定货需要加入色浆，经检验合格后包装入库。
1.4 性能测试方法
反射率按GB/T 7287.10-1987《红外辐射加热器光谱法向发射率测量方法》进行测试。
导热系数按GB/T 10297《非金属固体材料导热系数的测定》进行测试。
反射隔热性能参考美国屋顶材料协会和美国材料试验协会的 ASTM D 6083-97以马口铁板为基板，按标准制板，置于测试台上，样品的背面紧贴热电偶，并垫保温材料。正上方挂有一个250W的红外灯，模拟太阳的近红外辐射，灯的高低位置可调，正面温度测量采用 TM6902D 点式数字温度仪，背面温度测量采用数字巡回检测仪。固定红外灯的高度，即可得到相同红外辐照度下不同涂层的下表面温度。
其它常规性能按 GB/T 9755-2001《合成树脂乳液外墙涂料》进行测试。
2. 结果与讨论
2.1 试验结果
2.1.1 彩瓦涂料的主要技术指标
彩瓦涂料的主要技术指标如 2 所示。其它常规性能指标符合合成树脂乳液外墙涂料要求。
表 2 彩瓦涂料的主要技术指标
2.1.2 彩瓦涂料的反射隔热效果
将以国标 G51001 B02灰色配置的水性节能隔热彩瓦涂料，与普通水性彩瓦涂料和溶剂型氟碳金属漆同时按标准制成试板，并分别测试它们的反射隔热效果，结果见表3。
表 3 不同彩瓦涂料的反射隔热效果
2.2 讨论
2.2.1 反射率与节能效率
在地球上能接受到的太阳辐射中，红外热辐射和可见光约各占 45%，而红外热辐射主要集中在 0.78-2.5μm波段，大于 ,2.5μm波长的辐射能所占比例小于 5%。入射在涂层上的太阳辐射被吸收、透射或反射，其吸收率 α、透射率 β和反射率 τ之间的关系为：
α+ β+ ι= 1
由于彩瓦涂料中存在颜填料，故彩瓦太阳热反射涂料一般不透明，其透射率β近似为 0。因此，只有提高涂层的反射τ，才可以使涂层表面对能量的吸收较少，涂层温度上升的幅度降低。采用高反射率和高折光指数材料是提高涂层反射降温的有效途径。
2.2.2 辐射致冷作用
在大气环境中热量吸收和辐射存在马鞍形现象（如图1），在波长 )8 ～13.5μm区域会出现热量辐射大于吸收，采用红外辐射材料的彩瓦涂料能提高这一区域的热辐射，从而可使涂层表面温度比环境低 7-15℃。
图1 涂层在大气环境中存在热量吸收和辐射马鞍形现象
2.2.3 隔热作用
采用特殊成膜工艺形成封闭多孔、低导热系数的涂层，具有良好的隔热效果（见图2），同时提高了涂层的反射能力。
图 2 彩瓦隔热涂膜的热反射和隔热作用示意
小 结
（1）利用硼改性中空陶瓷微珠的热反射作用以及红外辐 射材料的辐射致冷作用，使研制的彩瓦涂料具有优异的隔热 保温性能。与普通彩瓦涂料和目前使用较多的氟碳金属漆相 比，研制的彩瓦涂料可使被涂热辐射物件背面的温度分别下降8-14℃和6-10℃，能降低制冷能耗，减少城市热岛效应， 改善环境质量，提高居室的舒适性。
（2）彩瓦涂料作为一种新型功能涂料，在住宅、石油化工 储罐、粮储仓库、船舶、车辆、厂房建筑等方面有着十分重要的用途，隔热保温、节能等综合效益良好，并具有广阔的市场前景。
