關于建筑節能涂料的研究

廣東省茂名市長宇（珠海）國際建筑設計有限公司茂名第一分公司 525000

摘要：隨著節能環保成為全球發展背景，建筑節能也成為可持續發展的重要主題。文章從節能建筑涂料傳熱原理、涂料裝飾性、涂料功能性、影響建筑節能涂料發展的因素等方面論述了題目。

關鍵詞：節能涂料；裝飾性；功能性

在當今提倡環境友好、低碳經濟、節能減排的大環境下，隨著人們生活水平的提高，對建筑涂料提出了更高要求，使其逐漸向環保性、高裝飾性和功能性的方向發展，開發高質量的建筑涂料已成為當前涂料行業發展的重要課題。

能源消耗是當今世界面臨的重大難題，尤其是20世紀70年代能源危機的出現使節能減排成為世界各行業急于解決的首要問題。如何正確選擇設計和改造建筑物，使其能耗降低到最小，滿足國家《公共建筑節能標準》的規定，符合國家節能減排的要求，是建筑業亟待解決的問題。

一、節能建筑涂料的傳熱學節能原理

從傳熱學的角度來說，太陽熱輻射主要以熱量的形式傳遞給建筑物，并使其表面溫度升高。熱傳遞的方式主要有3 種：熱傳導、熱對流和熱輻射。一方面，

涂料向建筑物表面傳遞熱量主要通過熱傳導方式進行，基本上沒有熱輻射和熱對流，因此可通過添加低導熱系數的顏料并選用低導熱系數的成膜物質來降低熱傳導，以提高節能效果。一般將依據此原理的節能建筑涂料稱為隔熱涂料或保溫隔熱涂料；另一方面，涂料通過熱輻射的形式向大氣傳遞熱量，所以添加具有高發射率的功能填料來提高涂料向大氣的熱輻射，也可提高節能效果，通常將依據此原理的節能建筑涂料稱為輻射型節能涂料。此外，近來新興的相變型節能建筑涂料主要是利用相變材料以潛熱的形式貯存熱量，實現節能功能。

二、建筑涂料具有裝飾性

許多建筑物使用瓷磚和石材裝飾外墻，但這類材料自身質量較重，施工復雜且易脆裂，因此存在諸多不安全因素，而采用高裝飾性涂料替代瓷磚和石材等裝飾材料不僅可降低成本，更可大大減少建筑物負荷，消除安全隱患。高裝飾性建筑涂料使建筑物涂膜觀感細膩、手感平滑、質感豐滿，其品種主要包括砂壁狀涂料、復層涂料、仿花崗巖涂料、水性裂紋涂料、水性多彩涂料等。它們的應用情況因其裝飾效果、涂膜理化性能、適用場合和對環境與人類健康的影響等不同而異。

1. 砂壁狀涂料

砂壁狀涂料又稱為真石漆、石頭漆等，是以合成樹脂乳液和彩砂顆粒為主要原料配制而成的高裝飾性建筑涂料，可用于裝飾外墻，其涂膜與天然石材相似，飾面風格粗獷、質感強、裝飾效果好，使外墻具有優異的質地和漂亮的形狀。周長喜等研制出一種粉體外墻真石漆，其基料為可再分散丙烯酸膠粉，加入天然彩砂、灰鈣等填料和保水劑、粉末消泡劑和增稠劑等助劑。該涂料易于貯存，方便運輸，且涂膜機械性能良好。

從安全性和耐久性考慮，仿花崗巖涂料是很好的選擇，其不僅具有裝飾性，還可用于外墻保溫[3]。仿花崗巖涂料是從砂壁狀涂料發展起來的一種新型高裝飾性涂料，其色彩斑斕、紋理天成，突破了傳統，能夠直接呈現花崗巖的天然風姿，是最能展現花崗巖特色的新一代裝飾涂料。賀佑康等[4]以有機硅乳液、丙烯酸乳液、顏填料及多種相應助劑添加劑等制備成3 種組合物，再與增稠劑復配，得到一種低碳水性花崗巖涂料。該涂料與傳統真石漆相比，用量省、施工簡單，裝飾效果更接近于天然石材，且大面積施工沒有色差。我國建筑涂料市場有自身的特點，人們更加注重裝飾性，且對磚石風格情有獨鐘，仿石、仿磚大流行，因此真石漆和仿花崗巖涂料發展勢頭良好。

2. 復層涂料

復層涂料又叫浮雕涂料、立體花紋涂料，由基層封閉涂料、主層涂料和罩面涂料復合組成，其對墻體有良好的保護作用，粘結強度高，耐褪色性、耐久性、耐污染性和耐溫性良好，且形狀和顏色多樣。主層涂料的類型根據基料的不同可分為聚合物水泥類、硅酸鹽類、合成樹脂乳液類和反應固化型合成樹脂乳液類4 種，其中合成樹脂乳液因性價比高，得到了廣泛應用，主層涂料通常采用噴涂或輥壓施工。林水東等[5]以純丙乳液為基料，加入分散劑、消泡劑等助

劑，以滑石粉和重質碳酸鈣為顏填料制得一種浮雕漆，其游離甲醛含量遠低于國家標準，符合環保要求，且具有浮雕藝術感。

3.水性裂紋涂料

表面裂紋形狀出現在許多材料中時是一種缺陷，但裂紋涂料所展現的裂紋卻具有裝飾效果，可顯示出歐洲家具的精致典雅。裂紋涂料體系包括底漆和面漆，一般底漆干燥時間有限，不適合大面積應用。WILDE[6]先將基材上的底漆干燥，然后刷涂一種裂紋媒介并使其干燥，再刷涂不同顏色的面漆達到表面裂紋效果，其中裂紋媒介可使面漆破裂暴露出基本顏色，并顯示出良好的裝飾效果。

4.水包水多彩涂料

多彩涂料通過一次噴涂可同時呈現多種色彩的花紋，使各種色彩相互交錯，被譽為“無縫壁紙”。我國從20 世紀80年代末開始引進多彩涂料，并得到快速發展。水包水型多彩涂料具有豐富典雅的裝飾效果，被用于模仿天然花崗巖或大理石材，且其環境友好、彈性高、抗裂能力強，是近年來研究的熱點。

未來，裝飾性涂料定會受到越來越多的關注，尤其是水性多彩涂料，其環保性符合社會發展的需求。應用是發展的前提，因此水性多彩涂料將會在應用中提高，不斷推出新品種并獲得更多應用。

三、建筑涂料功能性

隨著高層建筑的大量出現，以及各地對玻璃幕墻、瓷磚等在高層建筑外墻上使用的限制，建筑涂料因其優異的裝飾性、耐久性等優良性能而受到關注。提高建筑涂料的裝飾性及保護性一直是人們不懈的追求，因此功能性建筑涂料對改變人類生活環境和節約能源有著重要意義，這也促使建筑涂料日益向高裝飾性和功能性方面發展。

1.隔熱、保溫

近些年由于全球變暖等原因，人們總是希望居住的房子可以冬暖夏涼，建筑物及相關設備可以保溫，同時降低能耗，減少CO2排放量，這就為隔熱保溫涂料的發展提供了市場。建筑物保溫層主要是為了減少戶內外熱量的傳遞，冬季注重保溫性能，傳熱方式主要為熱對流和熱傳遞，需開發使用保溫涂料；夏季注重隔熱功能，傳熱方式主要是輻射傳熱和熱傳導，需使用隔熱涂料。

2.隔熱

隔熱涂料包括阻隔型、反射型和輻射型。紅外反射隔熱涂料以合成樹脂乳液為基料，并加入顏料（主要是紅外反射顏料）制成，可用水分散，經合適的涂裝工藝達到隔熱功效，其反射太陽能使建筑物隔熱，一般顏料和基料的折射系數的差值越大，涂層對太陽光的反射就越強。一些測試表明，反射隔熱涂料夏天能有效降低外墻溫度。ZHAO 等[制備了一種深色的反射保溫外墻涂料，發現涂料中含金紅石型TiO2時反射性能較好，當涂料中含紅色氧化鐵3. 27%，黑色氧化鐵0. 036%，鉻黃0. 24%時，涂層呈棕色，反射率達80. 22%，涂料性能穩定，反射隔熱效果好。

3.保溫

發展節能建筑涂料符合我國可持續發展的主題。在研制節能保溫涂料時，既要考慮保溫系統保溫效果，也要考慮保溫系統外表面的隔熱需要。外墻涂膜的保溫性由涂膜導熱系數和原材料導熱系數決定，導熱系數越低，產品的隔熱保溫性能越好。WANG以水為分散劑，丙烯酸乳液為粘結劑，以海泡石和空心玻璃微珠為主要功能填料制得一種隔熱保溫涂料，研究發現當海泡石含量為8%，空心玻璃微珠含量為6%時保溫性能良好。CAO以苯丙乳液、醋酸乳液為基料，輔以細胞珍珠巖、水玻璃、云母粉、聚丙烯纖維等顏埴料和助劑制得一種保溫涂料，該涂料保溫性、耐水性、耐堿性好，且涂膜具有優異的延伸性。

4. 防火

近年來，城市人口迅速增加，建筑物趨于高層化，地下工程、寫字樓等越來越多，其內部裝飾豪華，采用的裝飾材料火災隱患不斷增多。為防止火災發生、減少火災造成的損失，防火涂料、阻燃材料的應用顯得越來越重要。防火涂料包括膨脹型防火涂料和非膨脹型防火涂料，非膨脹型防火涂料絕熱時可形成一層隔絕氧氣的釉狀保護層，但隔熱性能差；膨脹型

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