使用高太阳能反射性能的弹性凉爽屋顶涂层变得越来越受欢迎,可以减少空调的需求,并保持能量消耗。为了保持冷却功率,涂层必须保持清洁;这是增强抗污染性质的硅烷改性胶体二氧化硅的位置起到关键作用。

空调占全球温暖,阳光地区能源消耗的高达70%。减少建筑物中加热堆积的一种方法是应用具有高太阳反射特性的凉爽屋顶涂层。它们旨在反映来自太阳的能量的重要部分,通常由二氧化钛(TiO)(TiO)等反射颜料辅助2)。

经过验证的改善太阳能反射性能的概念是使用中空,超低密度的热塑性微球,例如Expancel Microshes。它们用作弹性防水,凉爽屋顶和壁涂料中的填料,以改善几种重要的涂层性能。微米尺寸的空心微球对反射太阳辐射并降低凉爽屋顶涂层的温度具有令人惊讶的强烈效果。太阳能反射测量结果表明,填充空心微球的涂层系统反射了所有进入波长的太阳辐射(图1)。为了进一步改善概念,通过将硅烷改性的胶体二氧化硅(Levasil CC301)添加到涂料制剂中,对污垢升级电阻进行试验。

太阳能分布。与标准填料(CaCO3)相比,VIS和NIR中的反射率显着增加。在巴伐利亚人的应用能源研究中心测量的定向半球形反射(Zae Bayern)。涂料厚度0.8±0.05毫米。
图1 ”太阳能分布。与标准填料(CaCO3)相比,VIS和NIR中的反射率显着增加。在巴伐利亚人的应用能源研究中心测量的定向半球形反射(Zae Bayern)。涂料厚度0.8±0.05毫米。

用硅烷改性的胶体二氧化硅改善污垢拾取性

由于它们的粘性性质,弹性凉爽的屋顶涂层容易出现污垢接收。这导致吸热增加,需要劳动密集型手动清洁和具有减少使用寿命的涂层。抗污染是外部涂层的非常重要的能力。这些涂层较好,损坏污染,更清爽和清洁剂。同样,当它们需要清洁时,通过用水漂洗容易地除去污垢。一种可以承受日常天气菌株并且需要更少的手动清洁的油漆持续更长时间。使用硅烷改性的胶体二氧化硅以改善外部水性涂料中的污垢拾取性,已经成功地使用了多年,我们现在可以表明添加到弹性凉爽的屋顶涂层时发现相同的效果。在不牺牲凉爽屋顶涂层的弹性或太阳反射性能的情况下实现抗污染效果,也可以导致涂膜的任何降解。

那么它是怎样工作的?胶体二氧化硅分散体中的纳米尺寸二氧化硅颗粒具有许多表面羟基 - 硅烷醇基,它们是亲水的。由于涂层表面中硬胶体二氧化硅颗粒的富集,您可以获得更少的粘性和稍微亲水性表面。这意味着水在表面上形成薄膜,允许污垢用水耗尽。通过将硅烷改性的胶体二氧化硅添加到制剂中,例如LevaSil CC301,您可以获得抗污染效果 - 或以更多日常语言 - 自清洁涂料。

污垢拾取电阻试验用炭黑和红色氧化铁作为污垢部件进行,表明这对于疏水性(炭黑)和亲水性污垢(氧化铁)是有效的。用氧化铁和炭黑水基糊状物弄脏涂覆的铝衬底。糊状物仅包含水和炭黑/氧化铁颜料,没有任何其他添加剂,并留干燥24小时。首先用柔软的毛巾在运行水下除去干蛋糕。在第二步中,表面用柔软的毛巾,水和肥皂洗涤,以模拟雨水和清洁。最初测量三色坐标,并在污染和洗涤涂料表面之后。然后计算“清洁”和“预染色”涂层之间的总色彩变化值(ΔE)。低ΔE值对应于高污垢拾取电阻(图2)。

污垢拾取电阻测试显示污染氧化铁的面板以及含有炭黑的面板的良好结果。图4显示了使用炭黑的苛刻试验的结果。
图2»污垢拾取电阻测试显示污染氧化铁的面板以及含有炭黑的面板的良好结果。图4显示了使用炭黑的苛刻试验的结果。

粘附到基材

弹性凉爽屋顶涂层的另一个重要因素是涂层需要牢固地粘附到基材上,并在温度变化时膨胀和收缩,以便还密封和防水屋顶。添加硅烷改性的胶体二氧化硅可改善涂层的粘附性和机械性能而不牺牲涂层弹性和柔韧性。湿粘附是任何丙烯酸弹性防水膜的有价值的性质,因为它提供了减少可以随时间发生的分层的良好机会。

根据试验方法ASTM D903和ASTM C794进行湿和干粘附试验。通过刷涂到镀锌钢基板上涂覆涂层,然后将2.5cm宽的布料置于顶部,随后施加另一种涂层。在50%相对湿度下在23℃下干燥时间为14天,总涂层厚度为Ca500μm。对于干粘合试验,条带以50mm / min的牵引率以180°角向后拉,测量所需的力。湿粘合试验同样进行,但在环境温度下浸渍样品以在自来水中浸渍168小时之后(表1)。

湿和干粘合试验。
表格1 ”湿和干粘合试验。

结合协同作用

结合Expancel Microshes和Levasil胶体二氧化硅产品在弹性体防水和凉爽的屋顶涂层中提供了若干协同作用。高弹性和优异的太阳能反射率与成本有效的方式相结合,具有出色的污垢拾取性。在不牺牲新鲜和老化涂层的情况下,在不牺牲涂层柔韧性或反射率的情况下,对涂层的粘附性和对污垢接收抗性的效果进行了强烈的改善。

有关更多信息,请访问callodalsilica.nouryon.com.Expancel.nouryon.com.